清华大学医学院程功研究组在《PLoS Pathogens》报道昆虫新型抗病毒系统

2014年4月10日，清华大学医学院程功研究组在国际著名病原学期刊《PLoS Pathogens》(公共科学图书馆·病原体) 上发表题为《Complement-related proteins control Flavivirus infection of Aedes aegypti by inducing antimicrobial peptides》的学术论文(Xiao et al., 2014, PLoS Pathogens, 10: e1004027)。该研究以埃及伊蚊及多种病毒为研究模型，在世界上首次发现并阐明了昆虫补体系统抗病毒感染的工作机制。清华大学医学院程功研究员为本文的通讯作者，医学院博士后肖小平为文章的第一作者。

蚊子可以作为多类病毒的天然宿主及传播媒介，但与此同时，病毒感染对蚊子的生理功能及寿命没有显著影响。因此人们推测在蚊子中应存在一个复杂而完善的抗病毒免疫体系，能有效限制病毒的感染及避免病毒对宿主生理功能的破坏。目前人们对昆虫抗病毒机制了解甚少，根据生物体免疫系统“复杂性”和“多样性”的特点，我们认为在昆虫体内应该存多种免疫系统用于抵御病毒的感染。在该部分中，程功课题组利用比较基因组学、反向遗传学及生物化学实验方法在埃及伊蚊中鉴定出一套基于补体因子的新型抗病毒免疫系统。该系统可识别并有效抑制登革热病毒 (Dengue virus) 及黄热病病毒 (Yellow Fever virus) 在埃及伊蚊体内的感染增殖，首次在昆虫中证明昆虫补体免疫系统具有显著的抗病毒功能。

在该项研究中，程功研究组首先在埃及伊蚊中鉴定出一种人类补体因子C3的同源蛋白——巨球蛋白相关补体因子(AaMCR) 具有明显的抗病毒功能;随后，研究团队对该补体系统进行了深入研究，鉴定出埃及伊蚊补体系统利用一种昆虫特有的清道夫受体 (AaSR-C) 作为模式识别受体识别病毒并诱导抗病毒短肽 (AMPs) 的表达，具体抗病毒机制描述如下：(1)在埃及伊蚊血淋巴细胞 (昆虫主要的免疫细胞) 表面的AaSR-C蛋白作为模式识别受体识别病毒颗粒;(2) AaSR-C结合补体因子AaMCR，从而形成一个“补体蛋白-病毒”复合体;(3)“补体蛋白-病毒”复合体激活下游信号通路产生大量的抗病毒短肽;(4)抗病毒短肽杀灭病毒(示意图如下)。

目前世界上有数百种烈性病毒由蚊子携带并传播给人类或其他动物，严重危害人类健康，并给世界各国造成重大公共卫生负担。深入研究病毒在蚊虫媒介中的感染机制及免疫保护机制将有助于我们发现新的策略抵御蚊媒病毒在自然界的感染扩散。该项研究极大促进了人们对媒介昆虫抗病毒免疫系统的认知，帮助人们深入了解蚊媒病毒在媒介昆虫体内感染及增殖的分子机制，为未来抗蚊媒病毒疫苗及药物的研发提供了潜在的干预靶点。

清华大学医学院程功实验室主要的研究方向是蚊媒传染病的致病机制及疫苗研发。该研究获得卫生部“艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治国家科技重大专项”、国家自然科学基金及科技部973计划的资助。

论文链接：http://www.plospathogens.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.ppat.1004027

标签: 抗病毒系统 AaMCR 昆虫 清华大学

作者：清华大学医学院在