科学家们揭秘了为什么一些两栖动物种群在遭受致命真菌疾病重创后能够反弹。此项研究由伦敦大学学院（UCL）、动物科学学会（ZSL）和帝国理工学院共同进行，发现两栖动物免疫系统的发育时机对其能否在感染中生存起着关键作用。这些发现发表在《自然化学生物学》期刊上。\n\n一种攻击成年两栖动物的致命真菌\n呼吸病真菌（Batrachochytrium dendrobatidis，简称Bd）导致全球两栖动物种群的灾难性下降。该真菌引发的皮肤病损害青蛙和蟾蜍的皮肤，扰乱了它们调节水分、盐和矿物质的能力。年轻的两栖动物基本上处于保护状态，因为蝌蚪和幼虫缺乏Bd所需的富含角蛋白的皮肤。一旦它们变成成体，皮肤角质化后就会变得易受感染，常常导致大规模死亡。\n\n为了更好地理解为什么某些种群能够恢复而其他种群仍在衰退，研究人员研究了生活在法国和西班牙比利牛斯山四个湖泊中的普通助产蟾蜍，这些地方都经历了严重的Bd疫情。在其中一个湖泊中，蟾蜍种群仍在下降，几乎已经消失。然而，在另外三个湖泊中，尽管真菌仍存在于环境中，种群却已经恢复。\n\n早期的免疫防御是关键\n研究团队关注了一种抗微生物肽，这是一种从两栖动物皮肤释放的天然化学物质，是免疫系统的重要组成部分。他们发现，来自恢复种群的蟾蜍在蝌蚪阶段就更早地发展出了这些保护性肽。当它们达到成体并变得易受Bd感染时，其免疫防御已经建立得相当好。相比之下，来自困境种群的蟾蜍在蝌蚪阶段产生的这些保护性肽要少得多，使其在成熟后准备不足。\n\n首位作者UCL化学系、动物科学学会和帝国理工学院的Phillip Jervis博士表示：“我们的研究表明，从这种疾病中严重衰退的物种仍然可以恢复。它们拥有抵抗感染的工具——这一切在于时机。该疾病在蛤蟆和青蛙从蝌蚪转变为成体时杀死它们。早期在蝌蚪阶段获得成熟的免疫系统帮助这些蟾蜍生存，种群得以继续。”\n\nJervis博士补充说：“接下来的步骤是研究哪些因素阻碍了这些免疫系统的早期发育。这可能与遗传或环境因素有关，比如温度或鳟鱼的存在——对蝌蚪的主要威胁，可能促使它们更快地发育成青蛙，以便离开水中，从而减少免疫系统发展的时间。”\n\n发现超过1100种隐藏的免疫肽\n为了调查蟾蜍的化学防御机制，研究人员使用质谱法分析了皮肤释放的肽（氨基酸短链）的混合物。分析揭示了比科学家预期的更大规模的免疫肽集合。在识别的1152种肽中，只有七种是之前已有记录的。研究还发现，产生更多种类肽的蝌蚪（即它们的防御在变为蟾蜍之前已经发展成熟）更有可能在持续的Bd疫情中存活。蝌蚪阶段肽类较少的种群继续遭受高死亡率。\n\n研究发现可能激励未来药物的开发\n资深作者UCL化学系的Alethea Tabor教授表示：“我们发现的肽具有远超我们预期的多样性。我们现在需要理解它们如何发挥作用来控制病原体，以及哪些具有抗微生物作用。\n\n许多人类药物最初是在自然界中发现的，例如青霉素来自真菌。因此，这些肽为帮助人类健康提供了新的线索，尤其是现在我们作为一个物种面临抗微生物抗性上升的问题，这要求我们寻找新的治疗感染的方法。”\n\n质谱法使科学家能够以卓越的精度测量分子的质量。在本研究中，研究人员使用UCL化学的串联质谱法将肽分解为更小的片段，测量这些片段，并重建每个肽的结构。这个过程使研究团队得以识别和测序数百种以前未知的分子。\n\n合著者UCL化学系的Dr. Kersti Karu表示：“在过去的十年里，同时分析数百到数千种分子的能力才逐渐出现。这种方法通常应用于人类健康研究，例如区分癌细胞和正常组织，但越来越多地扩展到其他生物学研究领域。”\n\n该研究由 ...