蚊子微生物群的推拉作用

本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點

當如此多的注意力集中在人類微生物群及其對人類健康的影響時，很容易忘記許多其他動物也擁有微生物群。與此同時，越來越清楚的是，如果我們希望控制傳染病，我們 必須考慮 動物的健康，甚至包括害蟲的健康。

由於最近 寨卡病毒 的出現，蚊子最近成為了新聞熱點，寨卡病毒是一種蚊媒感染，與南美洲的小頭畸形有關。雖然寨卡病毒對孕婦的風險佔據了頭條新聞，但蚊媒感染並不新鮮。從 瘧疾 到基孔肯雅熱，這些昆蟲傳播的病原體困擾著發展中國家。僅瘧疾一項 就感染了近 10% 的全球人口，每年導致超過 200 萬人死亡。

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所有這一切都是為了說明，瞭解蚊子和其他昆蟲的生物學非常重要，並且越來越清楚的是，生物體的生物學與其體內微生物群的生物學息息相關。

蚊子 C 型凝集素維持腸道微生物群穩態

這絕不是第一個關注蚊子微生物學的研究，但大多數研究 我所見過的 都集中在蚊子病原體上——目標似乎是改變蚊子的行為或徹底殺死它們。然而，由於蚊子傳播的人類病原體透過昆蟲的腸道，瞭解正常微生物群是如何形成的，可能會提供有助於遏制這些瘟疫的見解（前提是我們不只是 消滅蚊子 ）。

這些作者選擇關注 C 型凝集素 (CTL)，這是一個相關的蛋白質大家族，它們與細胞外部發現的不同型別的碳水化合物結合。凝集素具有多種功能，但許多功能都與免疫有關，因此認為它們可能在與蚊子腸道中的細菌相互作用中發揮重要作用並不牽強。在哺乳動物中，CTL 與細菌的細胞壁結合，並幫助其他細胞靶向它們，或者它們觸發酶促級聯反應，從而在細菌的細胞膜上穿孔。CTL 也已被證明 有助於防禦昆蟲免受細菌感染。

但是，當彭曉靜（音譯）和合著者消除許多不同凝集素的表達時，他們看到了一些令人驚訝的事情（至少我感到驚訝）——許多正常共生微生物的數量實際上減少了。換句話說，這些蛋白質的產生，通常被認為有助於細菌清除，卻以某種方式幫助某些細菌存活。

事實證明，一些 CTL 保護細菌免受蚊子免疫反應的另一個分支——抗菌肽 (AMP) 的侵害。這些小分子被分泌到腸道中（昆蟲和哺乳動物都是如此），通常會抓住並殺死離腸壁太近的微生物。但彭等人表明，蚊子凝集素能夠干擾 AMP 的結合，從而保護良好的共生細菌免於死亡。

作者推測這是一種選擇哪些微生物存活和哪些微生物死亡的方式。為了使這種方式奏效，AMP 必須不如阻止它們的 CTL 那樣具有特異性（否則，分泌 AMP 的意義何在？）。這有點奇怪——兩種型別的分子都由相同的訊號開啟，而且我有點懷疑這些凝集素僅憑細胞表面上的糖類就區分朋友和敵人的能力——目前尚不清楚為什麼共生菌會有這種糖類而病原體卻沒有。

實際上，儘管作者在文章末尾添加了慣例性的“這將有助於阻止昆蟲傳播的病原體”（並且儘管我試圖以同樣的方式介紹這篇文章來引誘你感興趣），但我不太確定這是否與人類疾病有任何直接關係。不過，我們對生物學的這個領域知之甚少，我非常贊成稍微揭開一點帷幕。