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农学院陈学新教授团队揭示寄生蜂共生病毒双向调节寄主免疫的新机制

编辑:吴旻 来源:农业与生物技术学院办公网 时间:2022年05月19日 访问次数:381  源地址

寄生蜂是一类特殊的、幼虫营寄生生活的膜翅目昆虫,在生态系统中广泛存在,是害虫的重要寄生性天敌昆虫。容性内寄生蜂幼虫在寄主体内发育,在与寄主互作博弈的过程中,寄生蜂进化出多种调控机制,其中包括利用其多种寄生因子抑制寄主的免疫反应。例如,寄生蜂能抑制寄主血细胞免疫引发的包囊反应,从而形成有利于寄生蜂后代发育的生活环境。多分DNA病毒(polydnavirusPDV)是茧蜂科和姬蜂科寄生蜂特有的共生病毒(分别为茧蜂病毒Bracovirus和姬蜂病毒Ichnovirus),参与调控寄主免疫反应,但其许多编码蛋白基因的功能在很大程度上仍然未知。值得关注的是,当寄主遭遇致病菌感染时,寄生蜂还可以增强被寄生后寄主的抗菌能力,改善其免疫力低下的困境。这些免疫调控的适应性策略保证了寄生蜂后代的生存,但其潜在机制尚不清楚。

2022518日,浙江大学陈学新教授、黄健华研究员团队在国际免疫学权威刊物Frontiers in Immunology上发表题为“The dual functions of a bracovirus C-type lectin in caterpillar immune response manipulation”的研究论文,揭示了寄生蜂利用共生病毒CvBV编码蛋白双向调节寄主免疫的机制。

本研究发现菜蛾盘绒茧蜂Cotesia vestalis的寄生显著降低寄主小菜蛾Plutella xylostella血细胞数量,抑制寄主的包囊反应。进一步发现,菜蛾盘绒茧蜂病毒C. vestalis bracovirus CvBV)中存在一个C型凝集素(C-type lectinCvBV_28-1基因,寄生早期在寄主血细胞中高表达,并参与抑制寄主血细胞的增殖,进而导致被寄生寄主幼虫的循环血细胞显著减少,抑制片层细胞对蜂卵的黏附作用,阻止包囊反应的发生(图1)。



1. CvBV_28-1抑制寄主血细胞增殖,显著降低寄主血细胞数量

同时,还发现CvBV_28-1依赖Ca2+产生凝集反应,对革兰氏阳性菌具有经典的细菌清除功能,能增强寄主被寄生后在受到细菌侵染时的免疫能力,从而提高寄生蜂幼蜂在寄主体内的存活率(图2)。

2. CvBV_28-1对革兰氏阳性菌产生依赖于Ca2+的凝集反应,显著提高寄主的存活率。


综上所述,本研究发现了一个茧蜂病毒CvBV来源的C型凝集素基因CvBV_28-1,一方面参与抑制寄主血细胞的增殖,从而抑制寄主的细胞免疫;另一方面,又具有依赖于Ca2+的凝集活性和抗菌能力,提高寄主被寄生后的抗病原菌感染能力。研究结果揭示了一个PDV基因具有平衡寄主免疫的双重功能,为进一步理解PDV基因的多重效应提供了很好的佐证,提出了寄生蜂适应性调控寄主免疫的全新策略。

本论文第一作者为浙江大学博士研究生吴肖彤,通讯作者为陈学新教授、黄健华研究员。该项目得到了岭南现代农业实验室重点项目(NT2021003)、国家重点研发计划(2019YFD0300104)、国家自然科学基金重点项目(31630060)、优秀青年科学基金项目(31622048)、面上项目(3217246731672079)等经费的联合支持。

论文链接:https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.877027

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