原創(chuàng) Cell Press CellPress細(xì)胞科學(xué) 

生命科學(xué)Life science

2021年4月20日，復(fù)旦大學(xué)王敬文研究員和唐惠儒教授團(tuán)隊(duì)在Cell Press細(xì)胞出版社期刊Cell reports上在線發(fā)表了題為“Glucose-mediated proliferation of a gut commensal bacterium promotes Plasmodium infection through increasing mosquito midgut pH”的研究論文。該研究詳細(xì)闡述了按蚊糖飲食影響瘧原蟲感染的機(jī)制。

Cell Press細(xì)胞出版社微信公眾號(hào)對(duì)該論文進(jìn)行了解讀，旨在與廣大科研人員深入分享該研究成果以及一些未來的展望。

瘧疾是危害人類健康的全球性蟲媒傳染病。按蚊是瘧疾的傳播媒介。瘧原蟲作為一種胞內(nèi)寄生蟲，其快速擴(kuò)增需要從哺乳動(dòng)物細(xì)胞中掠奪葡萄糖，但是葡萄糖代謝是否影響它在蚊蟲的發(fā)育增殖并不清楚。植物的汁液是蚊蟲除動(dòng)物血液之外的主要能量來源。蔗糖、葡萄糖等碳水化合物是植物汁液的主要成份，這些化合物可以影響蚊蟲的生殖能力和壽命，但是它們否影響蚊蟲傳播瘧原蟲的能力未知。

王敬文和唐惠儒課題組發(fā)現(xiàn)當(dāng)按蚊感染瘧原蟲后，糖代謝途徑發(fā)生顯著變化，尤其是葡萄糖和蚊蟲的血糖海藻糖的水平發(fā)生顯著下降。在蚊蟲吸血之前添加葡萄糖或海藻糖能促進(jìn)瘧原蟲感染按蚊，而這種糖代謝的改變依賴于腸道菌的存在。進(jìn)一步機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，葡萄糖或海藻糖飲食能促進(jìn)斯氏按蚊共生菌Asaia bogorensis增殖，從而改變葡萄糖代謝，使按蚊中腸酸類物質(zhì)水平下降，pH值升高，最終促進(jìn)瘧原蟲的感染。如果按蚊吸血前飼喂含酸飲食，降低中腸pH，則能夠顯著抑制瘧原蟲。以上結(jié)果顯示，蚊蟲吸血前的糖類飲食對(duì)按蚊傳播瘧原蟲能力的影響起到重要作用。該研究進(jìn)一步根據(jù)已報(bào)導(dǎo)的瘧疾流行地區(qū)的5種植物汁液的糖成分配比糖溶液，飼喂蚊蟲。發(fā)現(xiàn)能夠顯著促進(jìn)腸道菌Asaia bogorensis擴(kuò)增的糖溶液能夠促進(jìn)瘧原蟲感染蚊，暗示了此菌在影響按蚊傳播瘧原蟲能力過程中的重要作用。

目前普遍認(rèn)為按蚊腸道菌可以通過刺激免疫反應(yīng)，分泌活性物質(zhì)，清除瘧原蟲。該論文結(jié)果表明按蚊特定腸道菌也可以通過參與蚊蟲的葡萄糖代謝促進(jìn)瘧原蟲感染。由于不同蚊蟲腸道菌種類各異，其對(duì)蚊蟲的影響也可能隨腸道內(nèi)微環(huán)境的變化而變化，因此了解蚊蟲和共生菌之間的營養(yǎng)代謝互作關(guān)系將有助于深入了解按蚊和瘧原蟲的相互作用，為尋找抑制瘧原蟲感染的靶點(diǎn)奠定基礎(chǔ)。此外，該研究發(fā)現(xiàn)銀膠菊（Parthenium hysterophorus）雖然是蚊蟲在野外環(huán)境下經(jīng)常吸食的植物，但是這種植物對(duì)瘧原蟲感染沒有促進(jìn)作用，暗示增加銀膠菊的種植面積有可能會(huì)降低該地區(qū)蚊蟲傳播瘧原蟲的能力。

該工作復(fù)旦大學(xué)為第一單位，生命科學(xué)學(xué)院2017級(jí)博士生王夢(mèng)飛、青年副研究員安艷捧和2020級(jí)博士生高力為論文并列第一作者。復(fù)旦大學(xué)王敬文研究員和唐惠儒教授為并列通訊作者。該研究獲得國家自然科學(xué)基金及美國NIH RO1的支持。作者簡(jiǎn)介王敬文教授

王敬文教授團(tuán)隊(duì)主要從事蟲媒傳染病種蟲媒（蚊蟲、蜱蟲），共生菌和病原體（病毒、寄生蟲）三者之間互作關(guān)系的研究。

唐惠儒教授

唐惠儒教授團(tuán)隊(duì)主要聚焦高通量超靈敏代謝組學(xué)技術(shù)和代謝組與轉(zhuǎn)錄組/蛋白質(zhì)組/微生物組等數(shù)據(jù)整合技術(shù)的研發(fā)，研究肥胖等重大疾病發(fā)生發(fā)展的代謝組基礎(chǔ)。

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▌?wù)撐臉?biāo)題：

Glucose-mediated proliferation of a gut commensal bacterium promotes Plasmodium infection by increasing mosquito midgut pH

▌?wù)撐木W(wǎng)址：

https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(21)00306-5

▌DOI：

https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.108992

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