Science：果蝇免疫系统产生抗菌肽来防御食物和环境中存在的常见细菌

以前的理论认为抗菌肽（antimicrobial peptide）---一类天然抗生素---在杀死一系列细菌方面具有普遍作用。然而，在一项新的研究中，来自瑞士联邦理工学院和英国埃克塞特大学的研究人员考察了果蝇的免疫系统如何受它们的食物和环境中的细菌影响。他们在果蝇的免疫系统中发现了两种抗菌肽：DptA（Diptericin A）和DptB（Diptericin B），每种抗菌肽控制着果蝇经常遇到的一种细菌。相关研究结果发表在2023年7月21日的Science期刊上，论文标题为“Ecology-relevant bacteria drive the evolution of host antimicrobial peptides in Drosophila”。

论文共同通讯作者、埃克塞特大学康沃尔彭林校区生态与保护中心的Mark Hanson博士说，“我们知道，动物的食物和环境决定了它所遇到的细菌。这反过来又塑造了它的‘微生物组’---生活在它体内和身上的微生物的集合，而我们的研究显示了免疫系统是如何对此做出反应的，以控制可能造成伤害的常见细菌。从免疫角度而言，这证明了‘你吃什么，你就是什么’的说法---果蝇的免疫系统含有抗菌肽，这些抗菌肽具有控制常见细菌的特殊功能。”

果蝇吃的水果（以及人类吃的水果）中含有一种这样的细菌---醋杆菌（Acetobacter），如果它们逃出肠道并进入血液，就会对果蝇造成伤害。

但是，这项新的研究表明多种果蝇都有一种特定的抗菌肽---Diptericin B---来控制醋杆菌。Hanson解释说，“这种抗菌肽是杀死这类特定细菌的高招。没有它，果蝇就极易受到伤害，因为醋杆菌在腐烂的水果中非常常见。”

果蝇实验表明宿主免疫系统对常见的环境微生物具有独特的适应性。图片来自Science, 2023, doi:10.1126/science.adg5725。

这项新的研究还发现了“趋同进化（convergent evolution）---不同的物种对环境中的挑战进化出类似的反应”的证据。在这种情况下，这项新研究中的果蝇物种在大约 1 亿年前从一个共同祖先分化而来，但它们都进化出了抗菌肽DptB来控制醋杆菌。与此同时，不以水果为食的近缘果蝇物种随着时间的推移失去了它们的抗菌肽DptB，因为醋杆菌在它们的环境中不再常见。

Hanson博士说，这一进化过程可能有助于解释人类对某些感染的易感性。他说，“我们的身体对抗感染的方式非常复杂。但是，这项新的研究有助于我们从新的角度看待我们的免疫系统。我希望它能让我们思考为什么我们的免疫系统是这样形成的。这可以帮助我们抵抗感染，包括抵抗对抗生素产生耐药性的细菌感染。诸如这项新研究之类的研究会产生关于生命的基本观察结果，反过来，这些观察结果又会在我们周围的世界中产生至关重要的应用。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

M. A. Hanson et al. Ecology-relevant bacteria drive the evolution of host antimicrobial peptides in Drosophila. Science, 2023, doi:10.1126/science.adg5725.