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実験室でのコロニー化は、イエカのメスのマイクロバイオームを変化させている
Laboratory colonization by Dirofilaria immitis alters the microbiome of female Aedes aegypti mosquitoes.
PMID: 32660640 PMCID: PMC7359625. DOI: 10.1186/s13071-020-04218-8.
抄録
背景:
血液を吸血する節足動物が医学的・獣医学的に重要な病原体を正常に獲得し、伝達する能力は、節足動物の固有のマイクロバイオームによって妨害されたり、強化されたりすることが示されてきた。蚊は、ウイルス、原虫、フィラリア性線虫を媒介し、その大部分は世界の感染症の17％の症例に寄与している。犬や猫の蚊が媒介するフィラリア線虫であるDirofilaria immitisは、Aedes aegyptiを含むいくつかの蚊の種によって媒介されています。
BACKGROUND: The ability of blood-feeding arthropods to successfully acquire and transmit pathogens of medical and veterinary importance has been shown to be interfered with, or enhanced by, the arthropod's native microbiome. Mosquitoes transmit viruses, protozoan and filarial nematodes, the majority of which contribute to the 17% of infectious disease cases worldwide. Dirofilaria immitis, a mosquito-transmitted filarial nematodes of dogs and cats, is vectored by several mosquito species including Aedes aegypti.
方法:
本研究では、実験室で飼育した雌のAe. aegyptiのマイクロバイオームに及ぼすD. immitisのコロニー化の影響を調べた。微生物16S RNA遺伝子のV3-V4可変領域のメタゲノム解析を行い、種レベルまでの微生物の違いを同定した。
METHODS: In this study, we investigated the impact of D. immitis colonization on the microbiome of laboratory reared female Ae. aegypti. Metagenomic analysis of the V3-V4 variable region of the microbial 16S RNA gene was used for identification of the microbial differences down to species level.
結果:
16の系統、181の属、271の細菌種を代表する合計1068のOTUを生成した。全体的には、Proteobacteria、Bacteroidetes、Actinobacteria、Firmicutesが最も多く、D. immitisに感染した蚊は、未感染の蚊（56.9％）よりもProteobacteria（71％）の方が多く存在していました。この研究での興味深い発見は、感染した蚊と感染していない蚊の相対的に似たような豊富さでKlebsiella oxytocaの検出であり、可能性のある共生関係を示唆している、と以前に示されている間接的に国内のハウスフライの卵や幼虫上の真菌と栄養分を競うために示されています。D. immitisの植民地化は全体的な種の豊富さに影響を与えないが、我々は、2つのグループ間で選択された細菌の属と系統の組成に有意な違いを同定した。また、一般的に同定された細菌を比較した際に、個々の細菌種の組成や系統の違いが明らかになったことも報告した。
RESULTS: We generated a total of 1068 OTUs representing 16 phyla, 181 genera and 271 bacterial species. Overall, in order of abundance, Proteobacteria, Bacteroidetes, Actinobacteria and Firmicutes were the most represented phylum with D. immitis-infected mosquitoes having more of Proteobacteria (71%) than uninfected mosquitoes (56.9%). An interesting finding in this study is the detection of Klebsiella oxytoca in relatively similar abundance in infected and uninfected mosquitoes, suggesting a possible endosymbiotic relationship, and has been previously shown to indirectly compete for nutrients with fungi on domestic housefly eggs and larvae. While D. immitis colonization has no effect on the overall species richness, we identified significant differences in the composition of selected bacterial genera and phyla between the two groups. We also reported distinct compositional and phylogenetic differences in the individual bacterial species when commonly identified bacteria were compared.
結論:
私たちの知る限りでは、フィラリア感染が蚊の媒介者のマイクロバイオームに与える影響を理解した最初の研究である。蚊の生物学的に重要な役割を果たす可能性のある細菌種を特定するためには、さらなる研究が必要である。Ae. aegypti 蚊のマイクロバイオーム構成はこれまでにも報告されているが、我々の研究では、フィラリア性線虫が自分自身を確立するために、その蚊の宿主内の全体的な微生物の多様性を変更し、変化させていることを示している。
CONCLUSIONS: To the best of our knowledge, this is the first study to understand the impact of a filarial infection on the microbiome of its mosquito vector. Further studies are required to identify bacteria species that could play an important role in the mosquito biology. While the microbiome composition of Ae. aegypti mosquito have been previously reported, our study shows that in an effort to establish itself, a filarial nematode modifies and alters the overall microbial diversity within its mosquito host.