斯氏按蚊中Toll受体参与抵抗微生物感染和调控肠道菌群稳态

【目的】Toll信号通路是昆虫天然免疫系统的重要组分，其中Toll受体在激活昆虫病原菌侵染免疫应答方面发挥了关键作用。本研究旨在探究斯氏按蚊Anopheles stephensi Toll受体基因在抵抗微生物侵染和维持肠道菌群稳态过程中的功能。【方法】根据冈比亚按蚊Anopheles gambiae Toll受体家族的蛋白氨基酸序列，通过序列同源比对鉴定斯氏按蚊中相应的Toll受体基因；运用荧光定量PCR检测Toll受体基因在未感染病原菌的斯氏按蚊脂肪体中的相对表达量，以及在真菌球孢白僵菌Beauveria bassiana和革兰氏阴性细菌胡萝卜软腐欧文氏菌Erwinia carotovora subsp. carotovora侵染斯氏按蚊过程中的表达变化；最后，在斯氏按蚊雌成蚊胸部显微注射AsToll1A和AsToll5A的双链RNA进行RNA干扰后，检测RNAi处理的斯氏按蚊受真菌侵染后的存活率、肠道细菌含量变化以及抗菌肽基因表达变化。【结果】在斯氏按蚊中共鉴定到8个Toll受体基因,即AsToll1A, AsToll5A, AsToll6, AsToll7, AsToll8, AsToll9, AsToll10和AsToll11。通过荧光定量PCR检测发现，未感染病原菌的斯氏按蚊雌成蚊脂肪体中AsToll5A表达量最高，AsToll1A表达量次之，其余Toll受体基因表达量极低。在球孢白僵菌和胡萝卜软腐欧文氏菌侵染过程中，与对照(注射PBS)比较，AsToll1A和AsToll5A在斯氏按蚊中的表达量显著升高，其余Toll受体基因表达变化不显著或降低。RNA干扰结果表明，AsToll1A或AsToll5A的表达受到抑制后，斯氏按蚊对球孢白僵菌的抵抗能力显著降低，肠道细菌总量与对照(dsGFP)比较显著增多。而且，抑制AsToll1A后抗菌肽基因DEF1和GAM1的表达受到显著抑制；抑制AsToll5A后仅有GAM1表达量下调。【结论】斯氏按蚊Toll受体在结构和功能上具有高度的保守性，其中AsToll1A和AsToll5A能响应病原真菌和革兰氏阴性细菌侵染并且影响肠道菌稳态。

Toll receptors are involved in anti-microbial response and gut microbiota homeostasis in the malaria vector Anopheles stephensi (Diptera: Culicidae)