“Baculoviruses hijack host midgut-derived tachykinin to regulate phototactic climbing behavior and promote viral transmission”文章发表在《PNAS》。杆状病毒通过劫持宿主中肠来源的速激肽（TK），激活大脑中的速激肽受体（TKR），调控下游视觉信号基因HaTTD14，诱导鳞翅目宿主幼虫的趋光性攀爬行为和过度活动，从而促进病毒传播；且TK-TKR信号通路在鳞翅目昆虫中具有保守性，是杆状病毒操控宿主行为的关键分子机制。
研究背景
杆状病毒是一类主要感染鳞翅目等昆虫的大型DNA病毒，感染后会诱导宿主出现“顶峰病”，即幼虫在死亡前爬到植物高处，该行为利于病毒扩散，但这一行为背后的神经分子机制尚不明确。已知中肠是杆状病毒感染的首要部位，且肠道来源的肽类可调控宿主生理行为并响应病原体感染，因此推测中肠衍生肽可能参与病毒诱导的宿主行为操纵。
实验方法
以棉铃虫（Helicoverpa armigera）及其杆状病毒HearNPV为核心模型，辅以斜纹夜蛾、甜菜夜蛾及其对应病毒SpliNPV、SeMNPV；采用扫描电镜（SEM）和免疫组化（IHC）验证中肠感染；通过转录组分析筛选差异表达基因；利用CRISPR/Cas9构建HaTK、HaTKR敲除突变体，RNAi沉默HaTTD14；以ELISA检测血淋巴中HaTK含量，钙成像检测细胞钙信号；结合肽注射、荧光标记追踪、共饲养传播实验等，系统验证关键分子的功能及通路关联性。
核心结果
病毒传播效率与释放高度正相关，感染幼虫在植物顶部死亡时，健康幼虫的死亡率显著高于病毒位于基部的情况，证实攀爬行为促进病毒传播。
HearNPV感染诱导棉铃虫中肠肠内分泌细胞产生钙反应，显著上调中肠HaTK的mRNA和蛋白表达，且血淋巴中HaTK含量随感染进程增加。
HaTK或HaTKR敲除后，幼虫攀爬高度、趋光性、活动能力均显著下降，死亡率延迟；注射高活性HaTK成熟肽（HaTK1/3）可恢复上述表型，且HaTK1/3能激活HEK293细胞中表达的HaTKR。
荧光标记证实HaTK可通过血淋巴运输至大脑，病毒感染能促进这一运输过程；HaTKR在大脑中高表达且受感染上调，其敲除表型与HaTK敲除一致。
HaTTD14为HaTK-TKR通路下游靶基因，受该通路调控，沉默HaTTD14会抑制宿主趋光性和攀爬行为，延迟死亡率。
TK-TKR通路在鳞翅目昆虫中保守，SpliNPV感染斜纹夜蛾、SeMNPV感染甜菜夜蛾后，均上调宿主TK和TKR表达，敲低后均影响攀爬行为和死亡率。
研究结论
杆状病毒进化出保守策略，通过激活宿主中肠-血淋巴-大脑的TK-TKR-HaTTD14信号通路，操纵宿主趋光性攀爬和过度活动，实现病毒高效传播。该发现揭示了寄生虫利用宿主神经生理系统调控行为的分子机制，为深入理解寄生虫-宿主相互作用提供了范式，同时为优化杆状病毒生物防治剂的应用效率提供了新靶点。
原文链接：
https://doi.org/10.1073/pnas.2524226123
