果蠅免疫系統產生抗菌肽來防御食物和環境中常見細菌

　　以前的理論認為抗菌肽（antimicrobial peptide）---一類天然抗生素---在殺死一系列細菌方面具有普遍作用。然而，在一項新的研究中，來自瑞士聯邦理工學院和英國埃克塞特大學的研究人員考察了果蠅的免疫系統如何受它們的食物和環境中的細菌影響。他們在果蠅的免疫系統中發現了兩種抗菌肽：DptA（Diptericin A）和DptB（Diptericin B），每種抗菌肽控制著果蠅經常遇到的一種細菌。相關研究結果發表在2023年7月21日的Science期刊上，論文標題為“Ecology-relevant bacteria drive the evolution of host antimicrobial peptides in Drosophila”。

論文共同通訊作者、埃克塞特大學康沃爾彭林校區生態與保護中心的Mark Hanson博士說，“我們知道，動物的食物和環境決定了它所遇到的細菌。這反過來又塑造了它的‘微生物組’---生活在它體內和身上的微生物的集合，而我們的研究顯示了免疫系統是如何對此做出反應的，以控制可能造成傷害的常見細菌。從免疫角度而言，這證明了‘你吃什么，你就是什么’的說法---果蠅的免疫系統含有抗菌肽，這些抗菌肽具有控制常見細菌的特殊功能。”

　　果蠅吃的水果（以及人類吃的水果）中含有一種這樣的細菌---醋桿菌（Acetobacter），如果它們逃出腸道并進入血液，就會對果蠅造成傷害。

　　但是，這項新的研究表明多種果蠅都有一種特定的抗菌肽---Diptericin B---來控制醋桿菌。Hanson解釋說，“這種抗菌肽是殺死這類特定細菌的高招。沒有它，果蠅就極易受到傷害，因為醋桿菌在腐爛的水果中非常常見。”

果蠅實驗表明宿主免疫系統對常見的環境微生物具有獨特的適應性。

　　這項新的研究還發現了“趨同進化（convergent evolution）---不同的物種對環境中的挑戰進化出類似的反應”的證據。在這種情況下，這項新研究中的果蠅物種在大約 1 億年前從一個共同祖先分化而來，但它們都進化出了抗菌肽DptB來控制醋桿菌。與此同時，不以水果為食的近緣果蠅物種隨著時間的推移失去了它們的抗菌肽DptB，因為醋桿菌在它們的環境中不再常見。

　　Hanson博士說，這一進化過程可能有助于解釋人類對某些感染的易感性。他說，“我們的身體對抗感染的方式非常復雜。但是，這項新的研究有助于我們從新的角度看待我們的免疫系統。我希望它能讓我們思考為什么我們的免疫系統是這樣形成的。這可以幫助我們抵抗感染，包括抵抗對抗生素產生耐藥性的細菌感染。諸如這項新研究之類的研究會產生關于生命的基本觀察結果，反過來，這些觀察結果又會在我們周圍的世界中產生至關重要的應用。”