生命科學學院動物發育與免疫研究組在昆蟲病原真菌研究領域取得重要進展

華大在線訊（通訊員 汪家林 劉緒生）近日，微生物學領域著名期刊Microbiome《微生物組》發表了我校生命科學學院動物發育與免疫研究組關于昆蟲病原真菌與宿主互作的最新研究進展，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)。生命科學學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、李麗參與該項研究。華中師范大學為論文獨立完成單位。

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

圖為萊氏綠僵菌利用宿主昆蟲體液免疫反應清除血腔中競爭者的模式圖

本研究發現，萊氏綠僵菌(一種昆蟲病原真菌)感染棉鈴蟲后顯著增強了抗菌肽的表達和血漿的抗菌活性。同時，萊氏綠僵菌的感染使棉鈴蟲中腸受到破壞，導致腸道菌進入血腔，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，這些上調表達的抗菌肽是由真菌感染導致，而非入侵到血腔的腸道菌誘導。棉鈴蟲血淋巴中的蛻皮激素滴度在真菌感染48小時后顯著升高，且誘導了抗菌肽基因的表達。這些抗菌肽(如cecropin 3和lebocin)能夠抑制入侵到血腔的腸道菌，但卻對真菌無抑制活性。進一步研究發現，入侵到血腔的腸道菌與真菌競爭血淋巴中的營養物質。

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，阻止它們與真菌競爭血淋巴中的營養，從而有利于真菌在昆蟲血腔中完成其生長周期。不同于經典的“逃避”或“抑制”宿主免疫反應的策略，本研究揭示了真菌應對宿主免疫反應的一種新的策略。

該研究得到國家自然科學基金、遺傳調控與整合生物學湖北省重點實驗室開放課題、華中師范大學“桂子青年學者”計劃的資助。

（審讀人：謝波）