真菌が自然免疫システムをハッキングし、ショウジョウバエの神経変性を引き起こす (Fungus ‘hacks’ natural immune system causing neurodegeneration in fruit flies)

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2025-02-14 バーミンガム大学

バーミンガム大学の研究チームは、真菌感染がショウジョウバエの免疫系を操作し、脳細胞の破壊と神経変性を引き起こすことを明らかにしました。この研究では、Beauveria bassianaという真菌がショウジョウバエの自然免疫系を活性化し、脳内のニューロンやグリア細胞の死を誘導することが示されました。実験では、ショウジョウバエをB. bassianaに曝露した結果、3日以内に真菌が血液脳関門を通過し、中枢脳に到達することが確認されました。この過程で、真菌はToll-1受容体を介して抗菌ペプチド(AMP)の放出を引き起こすだけでなく、Sarmと呼ばれる分子の生成も誘導し、これが免疫応答を抑制し、脳細胞の死をもたらします。この研究は、真菌が宿主の免疫系を巧妙に操作して脳内に侵入するメカニズムを解明し、他の真菌感染が人間の脳に類似の影響を及ぼす可能性を示唆しています。

<関連情報>

真菌感染によって誘導されるToll-1依存性免疫回避がショウジョウバエの脳で細胞損失を引き起こす Toll-1-dependent immune evasion induced by fungal infection leads to cell loss in the Drosophila brain

Deepanshu N. D. Singh,Abigail R. E. Roberts,Xiaocui Wang,Guiyi Li,Enrique Quesada Moraga,David Alliband,Elizabeth Ballou,Hung-Ji Tsai,Alicia Hidalgo
PLOS Biology  Published: February 13, 2025
DOI:https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3003020

真菌が自然免疫システムをハッキングし、ショウジョウバエの神経変性を引き起こす (Fungus ‘hacks’ natural immune system causing neurodegeneration in fruit flies)

Abstract

Fungi can intervene in hosts’ brain function. In humans, they can drive neuroinflammation, neurodegenerative diseases and psychiatric disorders. However, how fungi alter the host brain is unknown. The mechanism underlying innate immunity to fungi is well-known and universally conserved downstream of shared Toll/TLR receptors, which via the adaptor MyD88 and the transcription factor Dif/NFκB, induce the expression of antimicrobial peptides (AMPs). However, in the brain, Toll-1 could also drive an alternative pathway via Sarm, which causes cell death instead. Sarm is the universal inhibitor of MyD88 and could drive immune evasion. Here, we show that exposure to the fungus Beauveria bassiana reduced fly life span, impaired locomotion and caused neurodegeneration. Beauveria bassiana entered the Drosophila brain and induced the up-regulation of AMPs, and the Toll adaptors wek and sarm, within the brain. RNAi knockdown of Toll-1, wek or sarm concomitantly with infection prevented B. bassiana-induced cell loss. By contrast, over-expression of wek or sarm was sufficient to cause neuronal loss in the absence of infection. Thus, B. bassiana caused cell loss in the host brain via Toll-1/Wek/Sarm signalling driving immune evasion. A similar activation of Sarm downstream of TLRs upon fungal infections could underlie psychiatric and neurodegenerative diseases in humans.

医療・健康
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