Cell Reports：肠道微生物使蚊子更易携带疟原虫
来源：复旦大学 2021-04-21 11:19
按蚊的糖饮食和其体内肠道微生物在促进蚊子感染疟原虫方面发挥了关键作用。中国研究人员发现证据表明，用葡萄糖喂养的蚊虫携带的亚西亚羊蹄甲菌（Asaia bogorensis）增多，这种细菌通过提高肠道pH值来增加寄生虫感染。4月20日，这项研究发表在Cell Press细胞出版社旗下期刊Cell Reports上。 “我们的工作为研究表明蚊虫—共生菌之
按蚊的糖饮食和其体内肠道微生物在促进蚊子感染疟原虫方面发挥了关键作用。中国研究人员发现证据表明，用葡萄糖喂养的蚊虫携带的亚西亚羊蹄甲菌（Asaia bogorensis）增多，这种细菌通过提高肠道pH值来增加寄生虫感染。4月20日，这项研究发表在Cell Press细胞出版社旗下期刊Cell Reports上。
“我们的工作为研究表明蚊虫—共生菌之间的代谢相互作用在影响蚊虫传播病原体的过程中起到重要作用”该研究资深合著者、复旦大学王敬文说，“研究结果还能为发展新型病媒控制预防策略提供理论基础。”
植物汁液和花蜜中的碳水化合物（如葡萄糖等）可以为蚊虫提供能量，影响蚊虫的生存和繁殖。同样，葡萄糖也是支持疟原虫增殖的主要能量来源，而疟原虫是由雌性按蚊传播给人类的疟疾寄生虫。但是疟原虫在蚊虫体内如何利用葡萄糖发育增殖尚不清楚。
研究图形概要
为了解决这个问题，王敬文与复旦大学教授唐惠儒合作，发现给按蚊喂食葡萄糖溶液5天，在感染伯氏疟原虫后，其中肠内疟原虫卵囊的细胞数量显著增加。但是利用抗生素清除蚊虫共生菌群后，葡萄糖对疟原虫感染的促进作用消失，这表明肠道微生物在葡萄糖诱导的疟原虫感染增强中发挥了关键作用。
进一步研究发现摄入葡萄糖能够特异性增加了亚西亚羊蹄甲菌在蚊子中肠的丰度。这种细菌在蚊虫摄入葡萄糖后，糖代谢水平发生变化，产酸能力下降，导致中肠pH升高，促进了疟原虫的有性生殖，最终促进疟原虫感染。
“我们的研究从分子水平揭示了蚊虫和其肠道微生物在葡萄糖代谢中的相互作用是如何影响疟疾疟原虫感染的。”唐惠儒说，“以蚊虫的葡萄糖代谢为靶点，可能是一种很有前途的预防疟原虫传播的策略。”
这项研究还表明，植物汁液的特定糖分可能通过影响亚西亚羊蹄甲菌增殖影响疟疾传播。具体来说，与其他蚊子喜欢的植物相比，银胶菊——一种蚊子经常“吃”的植物——并没有促进亚西亚羊蹄甲菌的增殖或疟原虫的感染。研究人员表示，种植此类植物可能减少疟疾传播。但研究天然植物液对野外蚊虫微生物区系组成，以及蚊虫孳生亚西亚羊蹄甲菌对疟原虫感染的影响，仍需进一步研究。
研究人员将继续研究蚊虫及其微生物群之间的代谢相互作用，以及这些相互作用对病原体传播的影响。“我们的目标是找出能抑制蚊子体内疟原虫感染的关键代谢物或化学物质。”王敬文说。
Cell Reports, 作者Wang, An, and Gao等：" Glucose-mediated proliferation of a gut commensal bacterium promotes Plasmodium infection by increasing mosquito midgut pH"
文章URL：https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(21)00306-5
DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2021.108992
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