埃及伊蚊Vago样基因VLG-1挑战传统认知:揭示其促病毒作用机制

【字体: 时间:2025年07月29日 来源:BMC Biology 4.4

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  研究人员针对埃及伊蚊Vago样基因(VLG-1)的抗病毒功能假说展开研究,通过CRISPR/Cas9基因编辑构建突变体,结合转录组学和体内病毒感染实验,意外发现VLG-1通过调控氧化应激等通路促进登革病毒(DENV)和寨卡病毒(ZIKV)的传播。该研究发表于《BMC Biology》,颠覆了Vago基因家族的传统抗病毒认知,为蚊媒病毒互作机制提供新视角。

  

在热带地区,埃及伊蚊(Aedes aegypti)作为登革病毒(DENV)和寨卡病毒(ZIKV)的主要传播媒介,每年导致数亿人感染。传统防控手段因杀虫剂抗性和生态影响受限,而基于蚊虫免疫调控的新型策略亟需突破。长期以来,Vago基因家族被认为是节肢动物中类似哺乳动物细胞因子的抗病毒因子,但其在埃及伊蚊中的功能机制尚不明确。

法国巴黎西岱大学(Université Paris Cité)与巴斯德研究所(Institut Pasteur)的研究团队通过系统进化分析发现,埃及伊蚊的AAEL000200基因(重命名为VLG-1)是库蚊亚科特有的Vago样基因。研究人员利用CRISPR/Cas9技术构建了VLG-1功能缺失突变体(VLG-1Δ),通过转录组测序(RNA-seq)和体内病毒感染实验,首次揭示VLG-1通过调控氧化应激等通路促进病毒传播的意外机制。这项颠覆性研究发表于《BMC Biology》,挑战了Vago基因家族的传统抗病毒范式。

关键技术方法包括:1)基于CRISPR/Cas9的VLG-1基因编辑;2)跨物种Vago样基因系统进化分析;3)DENV-1和ZIKV的体内感染实验;4)多组织时空转录组测序;5)病毒载量定量与传播效率评估。

VLG-1是库蚊亚科特有的Vago样基因
通过比较基因组学分析,研究发现VLG-1与果蝇Vago(DmVago)同源性仅24%,而与库蚊VLG-1(CxVLG-1)同源性达57%。进化选择压力分析显示,VLG-1在库蚊亚科中经历复制后保留,但未出现典型的正向选择特征。

血餐持续诱导VLG-1表达
RT-qPCR检测发现,VLG-1在非中肠组织(如头部)中表达量比其旁系同源基因VLG-2高10倍,且血餐可诱导其持续高表达达9天。DENV感染仅引起VLG-1短暂上调,暗示其功能可能独立于经典免疫通路。

VLG-1缺失广泛影响转录组
RNA-seq分析显示,VLG-1Δ突变体在中肠和体壁组织中分别有681和592个差异表达基因(DEGs),主要富集于氧化应激响应(如过氧化物酶基因)、蛋白磷酸化(如Toll通路成员Pelle)和翻译调控等通路。值得注意的是,与库蚊CxVLG-1相关的Dicer2和JAK-STAT通路基因未受影响。

VLG-1促进病毒传播
体内实验显示,VLG-1Δ突变体的DENV-1中肠感染率降低40%(p<0.01),病毒载量下降5-10倍;ZIKV在突变体中的体壁传播率从70%骤降至12%(p<0.001)。但病毒唾液传播效率未受影响,表明VLG-1主要促进病毒跨组织扩散而非最终传播。

讨论与意义
该研究首次在体内证实VLG-1的促病毒功能,其机制可能通过:1)抑制宿主氧化应激反应,创造有利病毒复制的细胞内环境;2)调控非经典免疫通路如蛋白磷酸化级联。进化分析支持VLG-1与VLG-2通过亚功能化(subfunctionalization)保留不同功能模块。

这项发现为理解蚊媒-病毒互作提供了新范式:1)挑战Vago基因家族普遍抗病毒的假说;2)揭示氧化应激调控在病毒传播中的关键作用;3)为靶向蚊虫内源性促病毒因子的阻断策略提供理论依据。未来研究需进一步解析VLG-1的分泌机制及其受体信号网络。

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