固有免疫作为机体的首道防线，在抵御病原入侵方面发挥着至关重要的作用。训练免疫则是固有免疫系统所产生的具有记忆性的免疫反应，具体体现为机体在第二次遭受感染或刺激时，能够呈现出更为迅速或强烈的固有免疫反应，从而为机体提供更为有效的保护。尽管在哺乳动物和无脊椎动物中均有关于训练免疫的相关报道，但其建立与维持的分子机制至今仍未完全阐明。

近日，广州医科大学广州霍夫曼免疫研究所刘继勇、焦仁杰研究团队在hLife上发表题为“PGRP-SC-mediated innate immune memory against pathogenic bacteria in Drosophila”的研究论文（图1），发现果蝇通过肠道PGRP-SC基因的表观遗传学修饰变化调控训练免疫，可以增强果蝇在面对细菌二次感染时的免疫反应。

图1 论文标题及作者信息

首先，团队利用多种经热灭活的革兰氏阴性菌（heat-killed G^-）对果蝇进行诱导，并以果蝇的存活率作为评价指标，构建了果蝇训练免疫模型（图2）。

图2 果蝇训练免疫模型的构建

RT-qPCR检测抗菌肽（AMPs）发现经过热灭活菌免疫训练的果蝇在后续用活菌感染时，抗菌肽基因呈现更高的转录水平，这意味着其更强的固有免疫反应。菌载量（bacterial load）和死亡果蝇菌载量（bacterial load upon death, BLUD）的检测显示，经过免疫训练的果蝇在再次感染活菌时，具备更高的杀菌效率或更强的细菌耐受能力（图3）。

图3 果蝇的训练免疫特征

为了进一步解释果蝇的训练免疫机制，将被感染前后的果蝇进行转录组分析，发现在被训练过的果蝇中PGRP-SC基因表达水平表达显著下调。PGRP-SC被认为是果蝇IMD信号通路的负调节因子，主要在肠道中表达。进一步ChIP-qPCR实验确定，在被热灭活菌训练过的果蝇中PGRP-SC启动子区H3K9me3水平显著增加（图4）。

图4 训练后果蝇的PGRP-SC启动子区H3K9me3修饰显著增加 

为了确定PGRP-SC在果蝇训练免疫中的作用，利用Gal4/UAS系统在果蝇全身或肠道中过表达PGRP-SC并检测果蝇染菌后的生存率，发现肠道中过表达PGRP-SC能直接抑制果蝇的训练免疫反应，并且影响果蝇对抗细菌感染时的抗菌肽表达（图5）。

图5 肠道PGRP-SC调控果蝇训练免疫反应

以上结果显示，从果蝇肠道至脂肪体的系统性免疫调控是通过对PGRP-SC表达的负调控实现的，果蝇肠道是训练免疫的关键调节中心（图6）。

图6 果蝇抗G^-细菌训练免疫模型

综上所述，本研究在果蝇中发现了由PGRP-SC介导的跨器官（肠道-脂肪体轴）的训练免疫调控。这一发现不仅揭示了果蝇训练免疫的组织调控机制，也为理解固有免疫记忆的进化起源提供了新视角。

✦  +

+

作者简介

邓自豪 助理研究员

第一作者

机构：广州医科大学广州霍夫曼免疫研究所

研究方向：天然免疫调控机制、罕见病致病机制

罗家镇 硕士研究生

第一作者

机构：广州医科大学广州霍夫曼免疫研究所

研究方向：天然免疫调控机制

张煜夫 硕士研究生

第一作者

机构：广州医科大学广州霍夫曼免疫研究所

研究方向：天然免疫调控机制

焦仁杰 教授

通讯作者

机构：广州医科大学广州霍夫曼免疫研究所

研究方向：以果蝇为研究对象，研究细胞信号转导、细胞代谢、神经活动、机体衰老如何参与调节果蝇天然免疫应答

刘继勇 副研究员

通讯作者

机构：广州医科大学广州霍夫曼免疫研究所

研究方向：果蝇天然免疫调控机制、疾病模型

引用格式：Deng Z, Luo J, Zhang Y, et al. PGRP-SC-mediated innate immune memory against pathogenic bacteria in Drosophila. hLife 2025;