脂肪酸合成通路涉及Wolbachia介导伊蚊抗登革病毒作用

Dengue virus is transmitted to humans by the mosquitoes Aedes aegypti and Aedes albopictus. Currently no drug therapy or vaccines are available for dengue fever. Vector control is the primary intervention tool. Intracellular rickettsial bacteria of the genus Wolbachia are found in numerous invertebrates including insects and nematodes. Aedes aegypti and Aedes albopictus infected with Wolbachia suppress Dengue virus replication. Our preliminary data show that Wolbachia can inhibit the expression of metabolic gene, fatty acid synthase in mosquito cell line Aag2 and in mosquito Aedes aegypti. In this study we plan to perturb the fatty acid synthase pathway by using RNAi both in mosquito cell line and in mosquitoes and then compare dengue virus replication between Wolbachia-infected and non-infected groups with QRT-PCR. Then we would supplement exogenous fatty acid to rescue dengue virus replication. The objective of this study is to identify mosquito lipid metabolic pathways potentially involved in Wolbachia-mediated anti-Dengue resistance in Aedes. We anticipate this knowledge will aid in the discovery of novel anti-dengue effectors in mosquitoes to block the dengue transmission, e.g. inhibit virus replication by manipulation of the mosquito lipid metabolic network.

登革病毒是一种以伊蚊（白纹伊蚊和埃及伊蚊）为传播媒介的RNA病毒，可以引起登革热和重症登革热。登革热是全球最重要的再现蚊媒传染病之一，目前登革热的治疗缺乏特异性药物和有效的疫苗，蚊媒控制是首选的预防及阻断传播的方法。Wolbachia是一类广泛存在于节肢动物体内，由胞质遗传的共生立克次体。感染了Wolbachia的伊蚊对登革病毒感染产生抗性。我们前期的研究结果提示：Wolbachia抑制伊蚊的脂肪酸合酶表达，可能从能量代谢通路介导伊蚊抗登革病毒作用。本项目拟应用RNAi技术从细胞水平和蚊体水平抑制脂肪酸合酶的表达，比较Wolbachia感染组和去感染组登革病毒复制水平的差异，鉴定脂肪酸对登革病毒复制的重要性；并通过补充外源脂肪酸来恢复登革病毒的复制水平。通过本项目的研究，可以从能量代谢角度阐明Wolbachia抑制登革病毒在蚊体复制的作用机制，为控制蚊虫传播登革病毒新策略的研制提供依据。

沃尔巴克氏体（Wolbachia）是一种在自然界节肢动物体内广泛存在、能经卵传递的革兰阴性胞内共生菌。估计约65%的昆虫种类和28%的蚊虫种类天然携带沃尔巴克氏体。携带沃尔巴克氏体的雄蚊与不携带沃尔巴克氏体的雌蚊交配产生的蚊卵不能正常孵化，引起胞质不相容性。通过持续释放携带新型Wolbachia白纹伊蚊雄蚊，使外界的蚊子数量逐渐降低,甚至区域性根除，从而阻断登革热的流行。同时，部分沃尔巴克氏体在蚊媒体内能对多种人类病原体（如登革病毒、黄病毒和疟原虫等）产生抗性。. 我们实验室通过显微胚胎注射方法建立了携带沃尔巴克氏体wAlbB的埃及伊蚊株（wAlbB-Aedes aegypti Guangdong strain, GDB）和携带沃尔巴克氏体wPip的白纹伊蚊株(wPip- Aedes albopictus Guangdong strain, GDP)。通过比较不同尺寸的蚊笼、不同密度的成蚊饲养条件，我们建立了白纹伊蚊中等规模生产的最优方案：采用90 × 30 × 30 cm的大蚊笼，每笼16,000只成蚊（雌：雄=3:1），血餐中添加0.05 g / ml ATP可以增加雌蚊吸血率，从而提高蚊卵数量， 15天饲养周期每笼成蚊可以生产1000万个蚊卵。 . 应用real time PCR检测携带wAlbB的埃及伊蚊成蚊不同组织中（卵巢、中肠、脂肪体）沃尔巴克氏体密度，比较wAlbB埃及伊蚊与野生株埃及伊蚊经口感染登革病毒后 ，病毒拷贝数以及脂肪酸合酶基因表达水平。结果显示wAlbB埃及伊蚊对登革病毒感染具有抑制作用，抑制效果与Wolbachia密度呈正相关，与脂肪酸合酶表达水平呈负相关。. 在埃及伊蚊Aag2-Wolbachia(-)细胞中应用RNAi沉默脂肪酸合酶FAS基因，登革病毒感染被明显抑制。再补充脂肪酸可恢复登革病毒感染水平。在埃及伊蚊Aag2-Wolbachia(+)细胞培养液中补充脂肪酸，登革病毒感染水平恢复。在埃及伊蚊wAlbB GDB株中补充脂肪酸，登革病毒感染水平恢复。在广东埃及伊蚊野生株中(Wolbachia-)株中应用RNAi沉默FAS基因，登革病毒感染被明显抑制。再补充脂肪酸可恢复登革病毒感染水平。结果提示wAlbB埃及伊蚊对登革病毒感染的抗性与Wolbachia抑制蚊虫脂肪酸合成酶的表达有关。本研究