生命科學(xué)學(xué)院動(dòng)物發(fā)育與免疫研究組在昆蟲病原真菌研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展

華大在線訊（通訊員 汪家林 劉緒生）近日，微生物學(xué)領(lǐng)域著名期刊Microbiome《微生物組》發(fā)表了我校生命科學(xué)學(xué)院動(dòng)物發(fā)育與免疫研究組關(guān)于昆蟲病原真菌與宿主互作的最新研究進(jìn)展，論文題目為“An entomopathogenic fungus exploits host humoral antibacterial immunity to minimize bacterial competition in the hemolymph” (https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-023-01538-6)。生命科學(xué)學(xué)院汪家林副教授為論文第一作者，劉緒生教授為論文通訊作者，碩士生孫婧、宋雅靜、鄭歡歡、羅紋霞及博士生王桂杰、李麗參與該項(xiàng)研究。華中師范大學(xué)為論文獨(dú)立完成單位。

昆蟲血淋巴中含有大量的血細(xì)胞和免疫效應(yīng)分子，因而對(duì)病原物(如真菌)的生存是不利的。為了能夠在昆蟲血腔內(nèi)存活，昆蟲病原真菌進(jìn)化出了兩種經(jīng)典的策略，即“逃避(evasion)”和“抑制(suppression)”宿主免疫反應(yīng)。然而，昆蟲病原真菌是否還有其他的應(yīng)對(duì)宿主免疫反應(yīng)的方式，尚不清楚。

圖為萊氏綠僵菌利用宿主昆蟲體液免疫反應(yīng)清除血腔中競(jìng)爭(zhēng)者的模式圖

本研究發(fā)現(xiàn)，萊氏綠僵菌(一種昆蟲病原真菌)感染棉鈴蟲后顯著增強(qiáng)了抗菌肽的表達(dá)和血漿的抗菌活性。同時(shí)，萊氏綠僵菌的感染使棉鈴蟲中腸受到破壞，導(dǎo)致腸道菌進(jìn)入血腔，這些入侵到血腔的腸道菌在血漿抗菌活性作用下被迅速清除。此外，這些上調(diào)表達(dá)的抗菌肽是由真菌感染導(dǎo)致，而非入侵到血腔的腸道菌誘導(dǎo)。棉鈴蟲血淋巴中的蛻皮激素滴度在真菌感染48小時(shí)后顯著升高，且誘導(dǎo)了抗菌肽基因的表達(dá)。這些抗菌肽(如cecropin 3和lebocin)能夠抑制入侵到血腔的腸道菌，但卻對(duì)真菌無抑制活性。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，入侵到血腔的腸道菌與真菌競(jìng)爭(zhēng)血淋巴中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

因此，昆蟲病原真菌在寄生階段激活并利用了宿主昆蟲的體液抗菌免疫，清除了入侵到血腔的腸道菌，阻止它們與真菌競(jìng)爭(zhēng)血淋巴中的營(yíng)養(yǎng)，從而有利于真菌在昆蟲血腔中完成其生長(zhǎng)周期。不同于經(jīng)典的“逃避”或“抑制”宿主免疫反應(yīng)的策略，本研究揭示了真菌應(yīng)對(duì)宿主免疫反應(yīng)的一種新的策略。

該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、遺傳調(diào)控與整合生物學(xué)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題、華中師范大學(xué)“桂子青年學(xué)者”計(jì)劃的資助。

（審讀人：謝波）