沃尔巴克氏体—微RNA—埃及伊蚊相互作用的研究进展

特约通讯员 刘银玥 潘晓玲

沃尔巴克氏体是广泛存在于节肢动物中经卵传递的革兰阴性胞内共生菌，因介导蚊媒宿主的细胞质不相容性和显著的抗病原体特性，可为蚊媒疾病控制提供新型应用策略。

湖南师范大学医学院刘银玥等人提出沃尔巴克氏体可通过微RNA促进其与埃及伊蚊的共生，并调控埃及伊蚊重要生理功能，尤其是抗病毒特性，相关研究为沃尔巴克氏体在虫媒疾病的预防控制应用提供了表观遗传学新靶点，还可为农业害虫防治等领域提供借鉴性研究思路和理论基础。

目前研究报道沃尔巴克氏体可调控埃及伊蚊微RNA（microRNA）的表达谱。微RNA是长约22个核苷酸的内源性非编码小RNA分子，能在转录及转录后水平调节靶基因mRNA的表达。微RNA参与埃及伊蚊的细胞分化、增殖、发育、吸血、繁殖等多种生理过程，并在沃尔巴克氏体介宿主抗病毒特性中发挥重要调控作用。据相关研究发现，微RNA是表观遗传学研究中的关注焦点。目前，miRBase数据库记录的数万个源自动物、植物和微生物的微RNA中，有156个埃及伊蚊源miRNA。

埃及伊蚊是登革热、黄热病、基孔肯亚病和寨卡病等虫媒传染病的重要传播媒介。虫媒传染病每年引起约390,000,000例感染，其中约100,000,000例为显性感染，故控制埃及伊蚊是预防虫媒传染病的重要环节之一。研究报道微RNA在伊蚊的吸血、发育、繁殖和新陈代谢中均发挥至关重要的作用：miR-1890通过保幼激素调控的丝氨酸蛋白酶JHA15靶基因，影响埃及伊蚊吸血相关的生理功能；在吸血后的生殖营养周期，体内功能实验证实miR-277直接靶向结合类胰岛素多肽ilp7和ilp8，调控雌蚊吸血后卵巢发育、产卵供能过程；同时，miR-1174可通过靶向丝氨酸羟基转移酶 (SHMT)基因，调控埃及伊蚊的糖原吸收、排泄、血餐吸收和卵发育及成熟；在吸血后产卵过程中，研究探明miR-309可时序性调控SIX4基因表达，避免吸血后雌蚊卵泡发育障碍；miR-275不仅在雌蚊血液消化及卵发育中发挥重要作用，并且正向调控肌浆网钙ATP酶，对维持蚊肠（消化和免疫组织）功能起着关键作用。由此提示微RNA在埃及伊蚊生长繁殖多个重要节点具有抑蚊灭蚊的应用潜力，可为有效控制埃及伊蚊提供表观遗传学新靶点。

值得关注的是，微RNA在沃尔巴克氏体—埃及伊蚊相互作用中也发挥重要作用。据相关文献报道，沃尔巴克氏体在尖音库蚊的生殖组织中被首次发现，是广泛存在于节肢动物和线虫体内、经卵传递的革兰阴性胞内共生菌。目前共生菌—蚊媒宿主相互作用是研究的热点，沃尔巴克氏体可借助微RNA促进其在宿主中的稳定共生：研究发现沃尔巴克氏体可上调埃及伊蚊miR-2940和miR-12的丰度，在miR-2940正向调控金属蛋白酶（m41 ftsh）基因和精氨酸甲基转移酶基因(AaArgM1-8)，以及miR-12负向调控MCM6和MCT1基因的作用下，宿主中沃尔巴克氏体的感染滴度显著增高。

沃尔巴克氏体还利用微RNA调控伊蚊宿主多种生理功能，并通过微RNA在抗病毒特性中发挥重要作用：沃尔巴克氏体通过miR-981调控输入蛋白β-4基因，促进AGO1蛋白（微RNA功能的关键调控蛋白）在细胞核和细胞质间的转运及分布；同时，沃尔巴克氏体还借助上调的miR-2940负向调控甲基转移酶AaDnmt2基因，抑制登革病毒在宿主中复制增殖。更有趣的是，沃尔巴克氏体编码的微RNA（WsnRNA-46和WsnRNA-59）特异性调控其自身基因，亦可被分泌到宿主细胞中调控埃及伊蚊宿主动力蛋白重链mRNA的表达，在内共生体与宿主之间的跨物种交流中起核心作用。由此提示，沃尔巴克氏体可利用微RNA多途径促进其与埃及伊蚊的共生，并介导宿主抗病原体的特性。【本文特约通讯员来自湖南师范大学医学院，研究获国家自然科学基金青年基金（81702036）、国家自然科学基金面上项目（81873967）、湖南省杰出青年基金（2019JJ20013）、湖湘高层次聚集工程“创新优秀青年人才”项目（2018RS3068）、湖南省大学生创新创业训练计划项目（S201910542039）资助。】