分子卓越中心發現真菌利用小RNA抑制蚊蟲免疫反應新機制

　　9月20日，中國科學院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所王四寶研究組在國際學術期刊《自然-通訊》（Nature Communications）上在線發表了題為A fungal pathogen deploys a small silencing RNA that attenuates mosquito immunity and facilitates infection 的研究論文。該研究揭示了殺蟲真菌以sRNA作為效應因子實施跨界抑制昆蟲免疫反應并促進感染的新機制。

　　蚊子是瘧疾、登革熱、寨卡、腦炎等多種疾病的傳播媒介。人類與瘧疾的斗爭歷史有千年之久，但瘧疾發病率和致死率至今仍居高不下。據世界衛生組織報告，2017年全球仍有90多個國家共2.19億人感染瘧疾，死亡人數高達50萬。瘧疾曾長期在我國肆虐，嚴重危害我國人民生命健康。我國消除瘧疾工作取得明顯進展，但隨著全球化和國際交往日益頻繁，近年我國境外輸入性瘧疾病例呈顯著上升趨勢。

　　蚊蟲控制是防控蚊媒疾病的重要措施，但是由于化學殺蟲劑的長期廣泛使用，蚊蟲已對化學農藥產生了普遍抗性，加上瘧原蟲耐藥性問題的出現和疫苗的缺乏，亟需發展新的方法和策略用于蚊媒疾病的防控。殺蟲真菌可以通過體壁侵染并殺死昆蟲，在蚊蟲生物防治和阻斷病原傳播上具有巨大優勢，是一種環境友好型的生物殺蟲劑。因此，開展殺蟲真菌與蚊蟲互作機理研究，對研發高效生物殺蟲劑具有重要意義。昆蟲和真菌的相互作用是一個復雜的過程，昆蟲具有高效的免疫系統對抗微生物感染，真菌必須有效抑制昆蟲免疫反應才能成功感染。研究團隊前期研究發現，殺蟲真菌通過抑制腸道免疫來操縱腸道細菌協同殺蚊的互作新機制（Wei et al., 2017. PNAS）。病原菌與寄主昆蟲在長期的進攻和防御“軍備競賽”中，進化出能夠幫助其破壞或抑制昆蟲免疫反應的因子（即效應因子）。然而，殺蟲真菌是否也利用效應因子進入昆蟲細胞內靶向調控昆蟲基因的表達來抑制寄主免疫反應卻知之甚少。

　　該研究發現殺蟲真菌球孢白僵菌在剛開始侵染蚊蟲體壁時，會顯著上調表達一種微小RNA (命名為milR1)，其通過與囊泡結合以“搭便車”的方式進入昆蟲細胞內后，與昆蟲RNA誘導沉默復合體中的AGO1蛋白結合來劫持宿主RNA干擾途徑，選擇性地靶向沉默昆蟲Toll免疫通路中的配體Spatzle 4 的表達，進而抑制蚊蟲抗真菌免疫反應（該免疫反應產生抗菌肽）。當真菌侵入蚊子血腔內后，持續表達的milR1會激活血細胞中的靶基因CLIPB9 (一個含有發夾結構域的絲氨酸蛋白酶基因)的表達而引起黑化免疫反應（產生有殺菌作用的黑色素），但此時真菌會迅速降低milR1的表達至極低水平，再次成功逃避蚊蟲的免疫“攻擊”，最后達到成功侵染并殺死蚊蟲的目的。這一研究不僅發現了殺蟲真菌新的致病機理，而且開辟了一個新的研究方向，為發展高效蚊蟲生防制劑提供了新思路。

　　王四寶研究組的博士研究生崔春來和王燕為該論文的共同第一作者，博士生孫佩璐、博士后趙靜、上海科技大學生命科學學院副研究員劉競男合作參與了該項研究工作，研究員王四寶為通訊作者。該研究得到中科院戰略性先導科技專項（B類）、國家重點研發項目、國家自然科學基金等資助。

圖：真菌利用sRNA作為效應因子實施跨界調控寄主蚊蟲抗真菌免疫反應的機制