研究人员揭示了果蝇体内诺拉病毒的存在可以增加其对细菌感染的敏感性，并可能限制其寿命。
这项研究今天以经过同行评审的预印本形式发表在《eLife》杂志上，编辑们将其描述为重要的工作，提供了支持对果蝇肠道中病毒-宿主相互作用的新见解的数据。他们补充说，这些发现为使用果蝇作为模型研究肠道生理学的科学家们敲响了警钟。
诺拉病毒是一种主要影响果蝇的昆虫特异性肠道病原体。它通常感染实验室中的果蝇群体，并在那里建立持续感染，通常不会引起严重症状。诺拉病毒可以用作研究昆虫病毒感染的模型。
“我们之前注意到，两种不同的实验室果蝇品系对铜绿假单胞菌的敏感性显著不同，唯一的明显差异是有较高敏感性的果蝇携带诺拉病毒，”高级作者多米尼克·费兰东（Dominique Ferrandon）说，他是法国斯特拉斯堡分子和细胞生物学研究所昆虫免疫反应与发展实验室的高级研究员和组长。“我们想知道持续的诺拉病毒感染是否会影响二次致病细菌感染的结果。”
为了测试这一点，研究团队测量了肠道干细胞的生长情况，这些细胞在感染后会迅速增殖。他们发现，携带诺拉病毒的果蝇的干细胞生长速率是未感染病毒的果蝇的三倍——这表明病毒性感染的果蝇更容易受到细菌的影响。此外，当他们治疗果蝇以消除病毒时，这些果蝇的寿命恢复正常，并且对细菌的敏感性降低。
然而，当未感染病毒的果蝇被放在之前装有感染病毒的果蝇的试管中时，它们很快就会被感染并对细菌变得敏感。当未感染的果蝇暴露于纯化的病毒时，也观察到了类似的结果——携带诺拉病毒的果蝇对细菌更加敏感，并且死亡得更快。
由于饮食和微生物群都可能影响肠道感染，研究团队接下来探讨了这些因素在携带和不携带诺拉病毒的果蝇中的作用。他们发现，喂食更丰富食物（含有额外酵母）的果蝇在感染铜绿假单胞菌后诺拉病毒载量更高，并且死亡得更快。然而，微生物群只能部分解释这两种喂养条件下的差异，这表明还有其他因素在起作用。
有趣的是，30至35天大的老年果蝇——其肠道微生物群失调且肠屏障受损——比3至5天大的年轻果蝇的诺拉病毒负担高四倍。这种增加还伴随着更高的干细胞分裂率。
由于干细胞的增加生长可以表明受损肠壁的修复，研究团队接下来探讨了铜绿假单胞菌是否更容易穿过携带诺拉病毒的果蝇的肠屏障。确实，在病毒性感染的果蝇中，细菌穿过肠道的移动速度要快得多，并伴有可检测到的免疫反应。
为了进一步探索这一点，他们使用抗体研究病毒在肠道细胞中的位置。这表明病毒主要感染肠道干细胞并保持潜伏状态，但在应激（如铜绿假单胞菌感染）的情况下，干细胞增殖，重新激活病毒并在肠壁细胞内生长。反过来，这会损害肠壁并缩短果蝇的寿命。
“我们的研究发现在年轻的果蝇中存在低水平的诺拉病毒感染，这种感染可以通过年龄、食物营养值和肠道病原体感染而被激活，”首席作者阿德里安·弗朗谢（Adrien Franchet）总结道，他以前在分子和细胞生物学研究所工作，现为伦敦弗朗西斯·克里克研究所的博士后科学家。“我们的结果增加了证据，表明肠道病毒可能会干扰果蝇衰老和肠道生理学的研究，以及任何涉及监测果蝇存活期超过8天的研究。”
“需要一个敏感的检测方法来检测老年果蝇解剖后的肠道中的诺拉病毒，以确保果蝇实验的完整性和可重复性，”费兰东补充道。“未来了解为什么只有肠道干细胞被感染而不是肠道上皮的主要细胞类型将是很有趣的。这项研究暗示干细胞可能存在抗病毒反应缺陷。”
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