miR-7-GABA调控埃及伊蚊中肠稳态影响雌蚊生殖力的分子机制研究

【字体: 时间:2025年06月05日 来源:Cell Reports 7.5

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  本研究揭示了miRNA-7(miR-7)通过靶向谷氨酸脱羧酶(GAD)调控γ-氨基丁酸(GABA)代谢通路,进而影响埃及伊蚊(Ae. aegypti)雌虫中肠消化功能与生殖输出的分子机制。CRISPR-Cas9基因编辑结合生理实验证实,miR-7缺失导致中肠Glu-GABA稳态失衡,引发蛋白酶活性下降、脂肪体脂质储存异常及卵巢发育受阻,最终降低产卵量。该发现为阻断蚊媒病毒传播提供了新靶点。

  

动态调控的miR-7表达与血餐消化动力学相关
通过sRNA-seq和qPCR分析,研究发现埃及伊蚊雌蚊中肠miR-7在吸血后24小时(24 h PBM)表达显著上调,与血红蛋白(HGB)消化效率呈正相关。荧光原位杂交(FISH)显示miR-7在前中肠区域特异性富集,其时空表达模式与消化进程同步。KEGG分析揭示差异表达miRNA主要富集于氨基酸代谢通路,提示miR-7可能通过代谢调控影响血餐利用。

miR-7直接靶向GAD调控Glu-GABA稳态
生物信息学预测结合双荧光素酶报告系统验证,miR-7通过种子区结合GAD的3'非翻译区(3' UTR)抑制其表达。CRISPR-Cas9构建的miR-7缺失突变体(ΔmiR-7)中,GAD转录水平异常升高,导致中肠γ-氨基丁酸(GABA)积累和谷氨酸(Glu)消耗失衡。FISH共定位实验证实两者在中肠上皮细胞的相互作用,揭示miR-7-GAD轴是维持神经递质平衡的核心开关。

miR-7缺失引发中肠功能障碍与生殖缺陷
ΔmiR-7雌蚊表现出显著的血餐消化延迟,24 h PBM时中肠HGB残留量增加50%。伴随GABA水平异常升高,脂肪体尼罗红染色显示脂滴体积缩小70%,卵巢组织学分析发现卵泡发育停滞。表型分析表明突变体产卵率降低40%,产卵高峰期延迟24小时,但胚胎孵化率未受影响,证实生殖缺陷源于营养代谢障碍而非配子质量问题。

GAD干扰可部分挽救miR-7缺失表型
通过RNAi敲低GAD表达,ΔmiR-7+dsGAD组中肠GABA水平下降40%,Glu回升100%,消化功能显著改善。组织学显示脂肪体脂质储存和卵巢发育部分恢复,产卵量提升至对照组的85%。该结果验证GAD是miR-7下游关键效应分子,但表型挽救不完全性提示存在其他调控靶点。

GABA通过诱导中肠细胞凋亡抑制消化酶分泌
外源GABA喂养实验复现了miR-7缺失表型,证实GABA过载是中肠功能障碍的直接诱因。TUNEL检测发现ΔmiR-7和GABA处理组中肠细胞凋亡率升高2倍,伴随凋亡相关基因Dronc/Ark上调及IAP家族基因下调。qPCR显示早期消化阶段(12-24 h PBM)丝氨酸蛋白酶(SPI、LT等)表达量锐减50%,揭示GABA通过促凋亡途径削弱消化能力。

转化应用与机制模型
该研究构建了"miR-7→GAD→GABA→中肠稳态→生殖输出"的级联调控模型,首次阐明神经递质代谢对蚊虫生殖力的远程调控。鉴于GABA受体(RDL)是现有杀虫剂(如伊维菌素)的作用靶标,研究提示可通过设计miR-7激动剂或GABA类似物,开发特异性干扰蚊虫消化-生殖轴的新型防控策略。

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