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Phlebotomus 및 Lutzomyia 모래 파리의 미생물 총 구성에 대한 숙주 종이 미치는 영향

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Phlebotomus 및 Lutzomyia 모래 파리의 미생물 총 구성에 대한 숙주 종이 미치는 영향

기생충 및 벡터 16권, 기사 번호: 310(2023) 이 기사 인용 측정 항목 세부 정보 흡혈성 플레보토민 모래파리는 원생동물 기생충인 Leishmania spp.의 매개체입니다. 비록

기생충 및 벡터 16권, 기사 번호: 310(2023) 이 기사 인용

측정항목 세부정보

흡혈하는 플레보토민 모래파리는 원생동물 기생충인 Leishmania spp.의 매개체입니다. 장내 미생물군은 광범위한 생물학적 및 생리학적 과정에 관여하고 벡터 능력을 변경할 가능성이 있지만 모래파리의 장내 미생물군 구성을 수정하는 요인에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 이 문제를 해결하기 위한 핵심 단계로서 우리는 동일한 조건에서 사육된 Phlebotomus 및 Lutzomyia 모래파리의 장내 세균 구성에 대한 숙주 종이 미치는 영향을 조사했습니다.

박테리아 16S rRNA 유전자 증폭 및 Illumina MiSeq 시퀀싱을 사용하여 실험실에서 사육된 모래파리 3종(Phlebotomus papatasi, Ph. duboscqi 및 Lutzomyia longipalpis)의 전체 박테리아 구성을 특성화했습니다.

우리의 결과는 세 가지 모래파리 종의 유충이 거의 동일한 미생물을 보유하고 있지만 상대적인 풍부함이 다른 것으로 나타났습니다. 성체 Ph. papatasi와 Ph. duboscqi는 성체 Lu와는 다른 유사한 미생물 구성을 나타냈습니다. 롱기 팔피스. 또한, 우리는 Ph. papatasi와 Ph. duboscqi가 서로 다른 박테리아 속의 숙주임을 보여주었습니다. 데이터의 정확성과 신뢰도를 높이기 위해 실험을 2회 반복하였고, 유충 먹이배치의 차이로 인해 동일 종간 서로 다른 미생물군집 구성이 확인된 경우에도 동일한 결과를 얻었다.

본 연구는 동일한 조건에서 사육되는 다양한 모래파리 종의 장내 미생물 함량에서 숙주 종의 역할에 대한 핵심 통찰력을 제공하며, 이는 레슈마니아 감염에 대한 감수성에 영향을 미칠 수 있습니다.

Phlebotomine 모래파리(Diptera: Psychodidae)는 광범위한 숙주를 섭식하고 전 세계적으로 인간과 동물에게 질병을 일으키는 광범위한 병원체를 전파하는 조혈성 곤충입니다. 현재까지 검증된 모래파리 1000종 이상 중 아르보바이러스, 박테리아 등 다양한 병원체의 매개체로 알려져 있거나 의심되는 종은 10%에 불과하지만 레슈마니아증의 원인균인 레슈마니아의 주요 매개체로 잘 알려져 있으며, 소외된 열대성 질병[1, 2].

모래파리는 무리를 지어 살며 다양한 미생물군과 상호작용합니다. 미생물 공생체가 곤충 숙주의 체력의 주요 측면에 영향을 미치는 것으로 입증되었습니다[3,4,5,6]. 이전 연구에 따르면, 토끼 배설물이 포함된 먹이를 먹인 Lutzomyia longipalpis 초파리는 유충 단계의 멸균 배설물을 먹인 파리보다 알을 낳을 확률이 더 높았습니다[3]. 또한 무균 배설물을 먹인 유충에서는 부화 지연과 낮은 생존율이 관찰되었습니다. 제거된 박테리아의 재도입은 초기 연구 결과를 확인하여 모래파리 발생에 대한 박테리아 존재 및 특이성의 중요성을 시사했습니다. Proteobacteria 문에 속하는 박테리아는 대기 질소를 고정하여 곤충 숙주 영양에 참여합니다 [7]. 반대로, 숙주는 식이 선택, 숙주 대사를 통해 영양 가용성을 변경하거나[8], 면역 요인을 유발하는 등 어느 정도 미생물 구성을 제어할 수 있습니다[9]. 이러한 맥락에서 Lu를 포함한 열대 지역에서 모래가 날아간다는 것이 입증되었습니다. longipalpis는 썩은 잎과 기타 잔해가 풍부한 토양에서 자란 것으로 보이며 나무 밑둥을 선호합니다. 또한 곤충은 수용과 거부 사이의 복잡한 균형을 유지하여 평화로운 공존을 유지하기 위해 면역 반응을 일으키는 경향이 있습니다 [9].

천연 장내 미생물군은 사탕수수 식물과 다양한 숙주의 혈액을 포함하여 다양한 출처로부터 또는 육상에 거주하는 유충 단계에서 섭취된 미생물에 의한 장내 재군집화를 통해 성체 모래파리에 의해 획득됩니다 [3, 10,11,12 ,13]. 대부분의 유충 단계 박테리아는 번데기 단계에서 생분해되며, 성충이 출현한 후 미생물 전하가 즉각적으로 상당히 감소합니다[14, 15]. 암컷 모래파리는 혈액 식사 중 감염된 세포를 섭취하여 감염되고 장의 미생물 군집과 기생충 사이에 상호작용 관계를 형성합니다. 왜냐하면 모래파리 벡터 내 레슈마니아의 발달 생활주기가 장의 중장 및 후장에서만 발생하기 때문입니다. 공생 박테리아의 존재 [16, 17]. 모래파리의 장내 박테리아 군집은 박테리아 종에 따라 레슈마니아 발병에 부정적인 또는 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다 [14, 17,18,19,20,21]. 레슈마니아에 감염된 모래파리에 물렸을 때 침착된 박테리아와 레슈마니아증의 임상 결과 사이의 연관성에 대한 추가 연구에서는 Lu의 장내 미생물이 longipalpis는 호중구 침윤을 유발하고 기생충 정착을 촉진하는 Leishmania 외에 숙주 피부로 소화됩니다 [22]. 이전 연구에 따르면 모래파리 장의 미생물 군집과 기생충 사이에서 발생하는 상호 작용에 특별한 관심이 주어졌으며, 공생 미생물군 풀은 모래파리 제어를 위한 파라트랜스제닉 또는 생물학적 접근법의 잠재적 후보로 간주되었습니다. 인구 [9, 11]. 이전 연구에서는 곤충 장내 미생물군의 변이가 숙주 서식지, 식이, 발달 단계 및 계통발생을 비롯한 여러 요인에 의해 발현될 수 있으며, 이들 모두가 곤충 장내 미생물군의 구성에 기여할 수 있음을 보여주었습니다[23,24,25,26 ,27,28]. 그러나 모래파리의 장내 미생물 구성을 변경하는 숙주 유전적 요인에 대해서는 알려진 바가 거의 없으며, 우리가 아는 한 통제된 조건에서 이러한 곤충에 대한 연구는 수행되지 않았습니다.

5 years under the same laboratory conditions to minimize the potential influence of environmental factors and diet. In the laboratory, the sand flies were maintained in net cages (30 × 30 × 30 cm) at 26 ± 1 °C, 80–90% humidity, and a 12:12 (light: dark) photoperiod. The sand flies had access to a piece of cotton soaked in 30% sucrose solution. Non-blood-fed females were exposed to BALB/c mice (Japan SLC, Shizuoka, Japan) as the blood source. The blood-fed females were transferred individually to vials for oviposition. Eggs were placed in a 150-ml polystyrene container filled with 2 cm of plaster of Paris at its bottom (oviposition container) and were kept in the dark at 26 ± 1 °C, 80–90% humidity. Just before hatching, a very small amount of food was sprinkled on several spots near the eggs. Larval food was prepared by mixing fresh rabbit feces and rabbit chow in a 1:1 ratio, which was fermented at 26 °C for 4 weeks in a dark chamber, air dried, and ground to a powder [30]. Notably, two different food batches were prepared separately at two time different intervals, which may have caused change in bacterial communities./p> 5 years under the same conditions, and it was therefore thought that other variables, such as diet, temperature, and humidity, would not strongly affect the microbiome. Notably, females of Ph. papatasi and Ph. duboscqi are Old World species that are morphologically and genetically closely related, and both are known to be vectors of L. major [42]. In contrast, Lu. longipalpis is a New World species and natural vector of Leishmania infantum parasites. The separation between primitive Phlebotomus and Lutzomyia occurred approximately 200 million years ago [43]./p> 57% and 47% of the identified bacteria belonged to the Proteobacteria phylum in New and Old World sand fly species, respectively [47]. The distinct composition of the bacterial communities of Ph. papatasi and Ph. duboscqi was driven by two ASVs belonging to Rhizobiaceae and Yersiniaceae (genus Serratia). However, Lu. longipalpis was characterized by a specific bacterial structure dominated by Achromobacter, Tsukamurella, Staphylococcus, and Stenotrophomonas. Further studies are required to investigate the contributions of different bacterial taxa to the life traits of sand fly species, considering the contrasting evidence for the role of endosymbiotic bacteria in the infectivity and survival of Leishmania [14, 17]./p>