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免疫和循环系统集成在昆虫中

生物学家发现了有力的证据,表明在昆虫的生命之树中,免疫系统与循环系统之间的关系是一致的。这一发现将帮助研究人员了解昆虫(包括将疾病传播给动物或农作物的相对较少的昆虫)如何抵抗,屈服或传播感染。

美国国家科学基金会资助的研究发表在《科学进展》杂志上。

范德比尔特大学的朱利安·希尔耶尔(Julian Hillyer)研究了蚊子如何抵抗感染并循环血液,这两个过程相互影响。当蚊子免疫细胞检测到病原体时,它们会传播到心脏并在循环系统将其带入心脏时破坏感染。该过程类似于人类免疫细胞如何到达血流量高的区域(如脾脏和淋巴结)以抵抗感染。

Hillyer与研究员Yan Yan一起探索这个过程是否在其他昆虫中发生。研究人员分析了来自51个科的68种昆虫,这些昆虫代表16个目(相当数量),从而获得了昆虫生物多样性的真实剖面。

在所研究的昆虫中,疟疾蚊子和黄热病蚊子(臭虫和人类与鲸鱼在进化上存在差异的两个物种)和臭虫。大多数昆虫是在各种州立公园的野外采集的。

严说:“当我们把昆虫带到实验室时,我们使用了先进的显微镜技术来寻找它们的心脏与对感染的免疫反应之间的可识别模式。” “我们确实在大多数昆虫中发现了相同的行为,这清楚地告诉我们,它们抵抗感染的方式受到其循环系统工作方式的极大影响。”

希尔耶解释说,昆虫负责处理对人类生存至关重要的任务,例如给农作物授粉,给土壤加气以及在生态系统中循环养分。“尽管使蚊子也负责将致命的疾病传播给人和植物,但使诸如蚊子之类的昆虫对地球不健康的危害得到了全面消除。现在,我们对昆虫的免疫系统和循环系统如何协同工作有了清晰的认识,研究人员可以开发技术来改变其免疫系统,从而阻止疾病从昆虫传播到哺乳动物或植物。”

基于这项工作以及对蚊子免疫和循环过程的机制和时间表的以往研究,研究人员正在研究促使免疫细胞向心脏传播的分子机制,以及破坏这种机制如何影响昆虫。

NSF整合有机系统部门的项目主管Joanna Shisler说:“随着我们气候的变化,昆虫的范围也在增加。” “其中包括携带对人类有害的微生物的蚊子和壁虱等昆虫。如果我们知道昆虫如何抵抗感染,那么我们可以有选择地控制病原体向人类的传播。”

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