清華新聞網(wǎng)5月3日電 蚊媒病毒性傳染病是一類(lèi)由蚊蟲(chóng)傳播的烈性傳染病。近年來(lái)以登革病毒、寨卡病毒、基孔肯亞病毒、西尼羅病毒為代表的新發(fā)及再發(fā)蚊媒病毒在全世界流行，每年導(dǎo)致數(shù)十億人感染、數(shù)十萬(wàn)人死亡。蚊媒病毒由蚊蟲(chóng)攜帶并傳播給人類(lèi)及其他哺乳動(dòng)物，引起病毒性腦炎、腦膜炎及出血熱等嚴(yán)重疾病，并通過(guò)蚊蟲(chóng)的吸血行為在哺乳動(dòng)物和蚊蟲(chóng)之間有效循環(huán)。在吸血過(guò)程中，蚊蟲(chóng)釋放唾液蛋白和感染性病毒顆粒，而唾液蛋白則通過(guò)調(diào)節(jié)皮膚叮咬部位的免疫微環(huán)境，增強(qiáng)蚊媒病毒在宿主皮膚組織的早期感染。研究表明蚊蟲(chóng)叮咬可引發(fā)顯著的中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，后者則進(jìn)一步誘導(dǎo)病毒易感的髓系細(xì)胞浸潤(rùn)到叮咬部位，最終促進(jìn)病毒在叮咬部位的感染和全身播散。蚊蟲(chóng)唾液蛋白種類(lèi)繁多，目前尚不清楚介導(dǎo)皮膚髓系細(xì)胞招募的唾液蛋白種類(lèi)及其作用機(jī)制。
圖1 The EMBO Journal封面論文
圖2 英國(guó)利茲大學(xué)McKimmie教授的亮點(diǎn)評(píng)述
5月2日，清華大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院程功教授團(tuán)隊(duì)在《歐洲分子生物學(xué)會(huì)雜志》(The EMBO Journal)上發(fā)表了一篇題為”一種蚊蟲(chóng)唾液蛋白通過(guò)招募髓系細(xì)胞而輔助黃病毒傳播”(A mosquito salivary protein-driven influx of myeloid cells facilitates flavivirus transmission)的研究論文。該研究揭示了埃及伊蚊的一種唾液蛋白通過(guò)迅速、高效地招募中性粒細(xì)胞以及蚊媒病毒易感的髓系免疫細(xì)胞，促進(jìn)蚊媒病毒在皮膚被叮咬部位的感染和全身播散。該論文被選為當(dāng)期雜志的封面論文（圖1），同時(shí)，雜志也邀請(qǐng)了該領(lǐng)域的著名學(xué)者、英國(guó)利茲大學(xué)的Mc Kimmie教授為這項(xiàng)研究撰寫(xiě)了亮點(diǎn)評(píng)述（圖2）。
圖3 純化的埃及伊蚊唾液蛋白
研究者首先利用液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析了埃及伊蚊唾液蛋白的種類(lèi)和豐度，并在果蠅S2細(xì)胞中對(duì)唾液蛋白進(jìn)行重組表達(dá)和純化，最終獲得了29種純化的唾液蛋白（圖3）。
圖4 埃及伊蚊唾液蛋白誘導(dǎo)皮膚組織中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)的流式篩選
研究者進(jìn)一步對(duì)這29種唾液蛋白在小鼠皮膚組織中招募中性粒細(xì)胞的能力進(jìn)行逐一研究，成功鑒定出3種能夠高效招募中性粒細(xì)胞的唾液蛋白（分別由AAEL006424、AAEL003182和AAEL007394基因編碼），其中AAEL007394基因編碼的唾液蛋白招募中性粒細(xì)胞的能力最強(qiáng)，被命名為埃及伊蚊中性粒細(xì)胞招募蛋白（Aedes aegyptiNeutrophil Recruitment Protein,AaNRP）（圖4）。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)AaNRP能夠迅速、高效地招募皮膚中性粒細(xì)胞和蚊媒病毒易感的髓系細(xì)胞，并且AaNRP誘導(dǎo)的中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)是后續(xù)髓系細(xì)胞招募的先決條件。
圖5 AaNRP招募髓系細(xì)胞及促進(jìn)蚊媒病毒感染的機(jī)制
接下來(lái)，研究者探究了AaNRP招募中性粒細(xì)胞的機(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)AaNRP并不能直接招募中性粒細(xì)胞，而是通過(guò)激活皮膚組織駐留的巨噬細(xì)胞并誘導(dǎo)其產(chǎn)生CXCL1/2/3等趨化因子，這些趨化因子最終誘導(dǎo)血液中的中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)到叮咬部位（圖5）。生化實(shí)驗(yàn)表明AaNRP可與巨噬細(xì)胞表面的TLR1/4結(jié)合并激活下游的MyD88-NF-κB信號(hào)通路，誘導(dǎo)NF-κB發(fā)生核轉(zhuǎn)位，最終驅(qū)動(dòng)CXCL1/2/3的表達(dá)（圖5）。
研究者進(jìn)一步對(duì)AaNRP在蚊媒病毒感染哺乳動(dòng)物過(guò)程中的作用進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。結(jié)果顯示AaNRP能夠通過(guò)誘導(dǎo)病毒易感的髓系細(xì)胞在皮膚感染部位的募集而促進(jìn)寨卡病毒和登革病毒在小鼠皮膚局部和全身的感染（圖5）。
圖6 膳食補(bǔ)充白藜蘆醇抑制蚊媒病毒的傳播
最后，基于AaNRP促進(jìn)蚊媒病毒傳播的分子機(jī)制，研究者提出了一種極具應(yīng)用前景的蚊媒病毒傳播阻斷策略。白藜蘆醇是一種多酚類(lèi)植物化學(xué)物，也是一種常用的膳食補(bǔ)充劑。體內(nèi)和體外研究均表明白藜蘆醇能抑制多種因素對(duì)TLR4/MyD88/NF-κB信號(hào)通路的激活。結(jié)果顯示，病毒感染前的兩周和感染后的一周對(duì)小鼠每天補(bǔ)充白藜蘆醇能夠有效抑制AaNRP對(duì)皮膚組織MyD88/NF-κB通路的激活，抑制AaNRP誘導(dǎo)的CXCL1/2/3的釋放以及后續(xù)的中性粒細(xì)胞和病毒易感細(xì)胞的招募，最終阻抑蚊媒病毒在蚊蟲(chóng)叮咬部位的感染和向全身的播散過(guò)程（圖5和圖6）。
本研究揭示了蚊蟲(chóng)唾液中介導(dǎo)髓系細(xì)胞招募的關(guān)鍵唾液蛋白AaNRP及其作用機(jī)制，同時(shí)證明了AaNRP是輔助蚊媒病毒傳播的重要唾液蛋白，為阻斷蚊媒病毒的傳播提供了新的干預(yù)策略和靶點(diǎn)。
本文的通訊作者是清華大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院程功教授，第一作者是清華大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院博士后王朝陽(yáng)。山東第一醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院聶凱曉博士、清華大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院2022級(jí)博士生梁言等為本文的合作者。美國(guó)康涅狄格大學(xué)醫(yī)學(xué)院王朋華教授為本研究提供了寶貴的意見(jiàn)和建議。本研究受到科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“病原學(xué)與防疫技術(shù)體系研究”、國(guó)家自然科學(xué)基金委“病原體與宿主基礎(chǔ)科學(xué)中心”、國(guó)家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目、深圳灣實(shí)驗(yàn)室科研項(xiàng)目基金、清華大學(xué)春風(fēng)基金、中國(guó)科協(xié)青年人才托舉工程、云南省專(zhuān)家工作站、云南省科技廳創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目、西南聯(lián)合研究生院科技項(xiàng)目、萬(wàn)科基金、新基石科學(xué)基金、騰訊基金科學(xué)探索獎(jiǎng)等項(xiàng)目聯(lián)合資助。
論文全文鏈接：https://doi.org/10.1038/s44318-024-00056-x
評(píng)述論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s44318-024-00073-w
供稿：基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院
題圖設(shè)計(jì)：韓羽臻
編輯：邱收
審核：周襄楠
