登革热媒介白纹伊蚊肠道菌群调控的tiRNA鉴定及其功能研究

Mosquito-borne diseases are a type of disease that spreads among people and animals through the bite of vector mosquitoes, which is a serious threat to human health. Mosquito symbiotic bacteria and non-coding RNAs have been shown to play an important role in the process of host infection and transmission of pathogens, thus showing broad application prospects in the prevention and control of mosquito-borne infectious diseases such as dengue fever. tiRNA is a non-coding small RNA molecule newly discovered in recent years, which functions as miRNA and piRNA in cells. This project aims to combine the mosquito gut microbiota and RNA biology technology to analyze and identify intestinal flora regulated tiRNA profile in dengue vector Aedes albopictus and explore its effect on dengue infection. After the determination of tiRNA function in Aedes albopictus, tiRNA related intestinal flora and tiRNA target genes will be identified. The whole goal of this study is to elucidate the mechanism of intestinal flora and host interaction in mosquitoes from the perspective of RNA epigenetics. The results from this study will provide a basis for understanding the molecular mechanism of intestinal flora and host interaction in the regulation of pathogen infection in mosquitoes. The outcomes of this study will provide new intervention targets and strategies for the study of important vectoral infectious diseases such as dengue fever.

蚊媒传染病是通过媒介蚊虫叮咬在人群、人与动物、动物之间进行传播的一类疾病，严重威胁着人类健康。蚊虫共生菌和非编码RNA已被证实在媒介宿主感染和传播病原体的过程中发挥重要作用，因而在登革热等蚊媒传染病防控方面显示出广阔的应用前景。tiRNA是近年来新发现的一种非编码RNA小分子，在细胞内发挥着类似miRNA和piRNA等非编码RNA的功能。本项目拟结合蚊虫肠道菌群和RNA生物学技术，分析鉴定登革热媒介白纹伊蚊肠道菌群调控的tiRNA种类特征并探讨其对伊蚊感染登革热病毒的影响。在确定白纹伊蚊体内tiRNA功能的基础上，鉴定出与tiRNA产生相关的肠道菌群种类以及tiRNA的靶基因信息。通过本项目研究，最终从RNA表观遗传学角度阐明媒介蚊虫体内肠道菌群与宿主互作机制，为理解媒介蚊虫肠道菌群与宿主互作参与病原体感染调控的分子机制提供依据，为登革热等重要媒介传染病防治研究提供新的干预靶点和策略。

蚊媒传染病是通过媒介蚊虫叮咬在人群、人与动物、动物之间进行传播的一类疾病，严重威胁着人类健康。本研究拟解决的关键科学问题是阐明媒介蚊虫肠道菌群对宿主感染登革热病毒的影响及其RNA表观遗传学机制。通过本项目研究，我们采用昆虫杀虫剂乙基多杀菌素处理蚊虫干扰蚊虫肠道菌群，完成了处理组和未处理组蚊虫体内肠道菌群16S rRNA测序，发现昆虫杀虫剂乙基多杀菌素可以有效干扰蚊虫肠道菌群并影响蚊虫感染登革热病毒后与蚊虫宿主互作；为了探讨蚊虫感染登革热病毒后病毒复制机制，我们完成了RNA测序并进行了生物信息学数据分析，探讨了蚊虫感染登革热病毒后在宿主体内复制的分子机制，发现多杀菌素可有效干扰蚊虫感染病毒后的毒力并影响蚊虫生长发育等多项生理指标；在分子机理方面，我们发现多杀菌素在处理蚊虫和细胞后，其体内和细胞内ROS水平和细胞凋亡分子Caspase-3水平升高，进一步证实了杀虫剂处理后细胞氧化磷酸化水平升高。此外，我们采用登革热病毒分别感染蚊虫和Aag2细胞，探讨了登革热病毒感染蚊虫后调控宿主mRNA表观遗传特征，发现了媒介蚊虫感染登革热病毒后宿主体内代谢调控机制，为促进开发绿色、高效的登革热防控策略提供了新靶标。本项目在研究过程中，我们成功将蚊虫体内共生菌沃尔巴克体去除后，探讨了沃尔巴克体对蚊虫感染病毒的影响和分子机制，发现蚊虫体内共生菌沃尔巴克体可以通过调控蚊虫RNA甲基化修饰影响蚊虫代谢，进而调节媒介蚊虫感染登革热病毒。通过本项目研究，我们从RNA表观遗传学角度阐明了媒介蚊虫体内肠道菌群与宿主互作机制，为理解媒介蚊虫肠道菌群与宿主互作参与病原体感染调控的分子机制提供了依据，为登革热等重要媒介传染病防治研究提供了新的干预靶点和策略。在本项目资助下，研究成果在Insect Science等国内外期刊发表论文4篇。培养硕士研究生2名，本科学生3名，博士后1名。