果蝇模型揭示猪轮状病毒通过JAK/STAT通路激活肠道免疫的分子机制

本研究以黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）为模型，系统解析了猪轮状病毒（PoRV）通过激活JAK/STAT信号通路触发肠道免疫反应的分子机制。研究发现PoRV感染导致果蝇存活率显著下降，并诱导肠道上皮细胞死亡与活性氧（ROS）积累；同时促进肠道干细胞（ISCs）异常增殖和抗菌肽（AMPs）分泌，而病毒能逃逸RNA干扰（RNAi）清除机制。该研究为哺乳动物轮状病毒防控提供了新型理论依据。

　　

引言

黑腹果蝇作为经典模式生物，其肠道免疫系统与哺乳动物具有高度保守性。研究采用果蝇口服猪轮状病毒（PoRV）建立肠道损伤模型，发现该病毒可显著降低果蝇存活率（300 TCID50剂量组10天内死亡率达86.67%），并激活多重免疫防御机制。特别值得注意的是，PoRV与人类轮状病毒同属双链RNA病毒，其结构蛋白VP6具有强免疫原性，这为跨物种免疫研究提供了理想切入点。

材料与方法

实验选用野生型W¹¹¹⁸果蝇及多种转基因品系（如esg^ts-Gal4;UAS-GFP标记肠道干细胞）。病毒培养采用Vero E6细胞系，通过TCID50法测定毒价为10^-4.25/0.1 mL。关键技术包括：7-AAD检测细胞凋亡、DHE染色定量活性氧（ROS）、hml>2XEGFP示踪血细胞聚集，以及16S rDNA测序分析肠道菌群。

结果

病毒致病特征

剂量依赖性实验显示，PoRV感染导致果蝇存活率呈浓度依赖性下降。300 TCID50组肠道干细胞（ISCs）数量增加50.32%，磷酸化组蛋白H3（pH3）阳性细胞增加6倍，提示病毒引发代偿性增殖。共聚焦显微镜观察到GFP标记的未成熟肠细胞（preECs）体积增大，暗示分化进程异常。

免疫防御机制

JAK/STAT通路关键报告基因10XSTAT-GFP表达上调74.71%，伴随血细胞在中肠聚集。氧化应激检测显示ROS水平显著升高，同时抗菌肽AttA和Dpt转录水平分别提升6.9倍和7.6倍，表明Imd通路被激活。有趣的是，RNAi通路关键基因（Dicer2、Argonaute-2）表达未发生显著变化，提示病毒存在免疫逃逸策略。

微生物组动态

16S测序发现乳杆菌科（Lactobacillaceae）和醋酸菌科（Acetobacteraceae）丰度下降，但α/β多样性无统计学差异。这与既往研究认为共生菌能缓解胰岛素抵抗的结论形成有趣对比。

讨论

研究揭示了PoRV通过"双刃剑"机制调控宿主免疫：一方面激活JAK/STAT通路促进ISCs增殖修复损伤，另一方面诱发ROS爆发导致细胞凋亡。病毒逃逸RNAi监控的特性与哺乳动物研究中NSP1蛋白降解AGO2的报道相呼应。值得注意的是，肠道菌群结构改变可能通过JNK-JAK/STAT交叉对话参与免疫调节，这为开发益生菌辅助疗法提供了新思路。

结论

该研究首次在果蝇模型中系统阐明PoRV免疫调控网络，揭示其通过劫持JAK/STAT通路与规避RNAi监视的协同致病机制。发现不仅为猪轮状病毒疫苗设计提供靶点，更建立了无脊椎动物-哺乳动物跨物种免疫研究范式。未来研究可聚焦病毒蛋白VP6与宿主因子互作，以及菌群-免疫轴在抗病毒中的作用。