Nat Microbiol | 王敬文/唐惠儒合作团队揭示共生菌通过参与按蚊色氨酸代谢抑制疟原虫感染的机制

按蚊肠道有丰富的共生菌，共生菌对按蚊的营养代谢和传病能力至关重要。按蚊吸食血液之后，消化血红蛋白获取大量氨基酸，其中必需氨基酸色氨酸对按蚊至关重要。此前对于共生菌是否及如何参与按蚊的氨基酸代谢都不清楚。

2022年4月18日，复旦大学生命科学学院王敬文教授和唐惠儒教授合作在Nature Microbiology上发表了文章Anopheline mosquitoes are protected against parasite infection by tryptophan catabolism in gut microbiota。该研究发现共生菌参与调控按蚊多种色氨酸代谢物水平，其中3-羟基犬尿氨酸累积可破坏按蚊肠道围食膜结构，促进疟原虫感染。共生菌产碱假单胞菌编码的犬尿氨酸酶可通过分解3-羟基犬尿氨酸保护围食膜，提高按蚊对疟原虫的抵抗性。

本研究应用LC/MS技术比较了正常和共生菌清除型（抗生素处理）按蚊的色氨酸代谢物水平，发现多种色氨酸代谢物在共生菌清除型按蚊体内累积。实验筛选发现代谢物3-羟基犬尿氨酸累积会促进疟原虫感染。进一步机制研究发现，3-羟基犬尿氨酸的累积会破坏按蚊围食膜结构，因而促进疟原虫感染。通过对按蚊共生菌结构和基因组分析，研究团队筛选得到了可代谢3-羟基犬尿氨酸的产碱假单胞菌。产碱假单胞菌编码犬尿氨酸酶，犬尿氨酸酶可以降解3-羟基犬尿氨酸。突变此基因导致产碱假单胞菌丧失对3-羟基犬尿氨酸的降解作用，从而使按蚊对疟原虫易感性增加。以上结果说明，按蚊共生菌通过调节宿主色氨酸代谢，影响疟原虫感染。

该工作复旦大学为第一单位，生命科学学院2020届博士生冯岳彪、2016级博士生彭叶青、2021届博士生宋秀梅和2020届本科生温菡为论文并列第一作者。复旦大学生命科学学院王敬文教授和唐惠儒教授为并列通讯作者。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41564-022-01099-8