本研究由Dana Nayduch、Hannah Cho和Chester Joyner进行，发表于《Journal of Medical Entomology》。研究的主要目的是通过观察家蝇（Musca domestica）在摄入金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）后的体内动态变化，探索其在家蝇消化道中的时间和空间分布，以及抗菌肽defensin的表达情况。
家蝇是一种常见的传播病原体的媒介，能够通过接触和排泄物传播多种细菌，其中包括对人类和牲畜有致病性影响的金黄色葡萄球菌（S. aureus）。金黄色葡萄球菌是一种革兰氏阳性菌，主要通过食物引起人类的中毒反应，还可能引起皮肤感染和败血症。家蝇通常在含有大量微生物的环境中觅食和产卵，因此其在传播病原体的过程中的角色引起了研究人员的关注。本研究旨在通过引入表达绿色荧光蛋白（GFP）的金黄色葡萄球菌菌株（GFP-S. aureus），使用荧光显微镜和细菌培养等方法追踪其在家蝇体内的动向，并测量家蝇体内抗菌肽defensin在不同部位的表达水平，以了解家蝇在病原体传播中的潜在作用机制。
本研究包括家蝇饲养、细菌培养与喂食、荧光显微镜观察、细菌培养恢复、排泄物回收以及基于定量PCR（qRT-PCR）的组织特异性defensin表达分析等步骤。
家蝇饲养：来自乔治亚南方大学的家蝇被饲养在特定条件下，以确保实验的控制性。
金黄色葡萄球菌培养：GFP表达的S. aureus菌株在营养液中培养至适当浓度，保证每只家蝇在喂食时获得均一数量的细菌。
家蝇喂食：实验前，家蝇先进行糖水喂食以减少其消化道内原有的微生物，然后喂食含GFP-S. aureus的液滴，并记录每只家蝇摄入的细菌数。
荧光显微镜观察：在家蝇摄入细菌后2、4和6小时，将家蝇消化道各部分（如中肠和直肠）取出，通过荧光显微镜观察细菌的分布情况。
细菌培养恢复：在喂食后2、4和6小时，将家蝇均质化并进行细菌培养，以计数家蝇体内剩余的活细菌数量。
排泄物回收：在特定时间段内收集家蝇排泄的排泄物，以分析其排泄物中活细菌的数量和时间分布。
组织特异性defensin表达分析：使用qRT-PCR测量家蝇体内不同组织（包括中肠、前肠和脂体）中defensin基因的表达量，以评估抗菌反应的空间和时间差异。
细菌在家蝇消化道中的时间和空间分布：在家蝇摄入细菌后的2小时内，GFP-S. aureus主要在前肠和中肠区域出现，以单个或双联球菌的形式存在。随着时间推移，细菌逐渐向后肠和直肠移动。在4小时后，部分细菌开始溶解，而在6小时后，大部分细菌已经被消化或排出体外。
排泄物中的细菌恢复：实验结果显示，细菌排泄主要发生在摄入后2小时内，之后逐渐减少，表明家蝇在摄入病原菌后约2小时内具有较强的传播潜力。尽管细菌数量在4小时和6小时后显著减少，但部分家蝇在这些时间点仍排出活菌。
defensin的表达：在家蝇摄入细菌后，抗菌肽defensin在消化道局部（如中肠）和系统性部位（如脂体）中均显著上调。不同部位的defensin表达峰值不同，表明家蝇在摄入细菌后激活了局部和全身的抗菌防御机制。
本研究首次从时空动态的角度揭示了家蝇体内金黄色葡萄球菌的分布和变化过程，并显示家蝇能够在摄入后短时间内通过排泄将活菌排出，从而具有一定的传播潜力。家蝇对细菌的抗菌反应，特别是defensin的表达上调，表明其能够在消化道内对病原菌进行一定的清除，但其携带和排出病原菌的能力可能使其在短时间内成为潜在的病原体传播媒介。
研究发现家蝇在摄入病原菌后的0到2小时内，具有最高的病原菌传播能力，而摄入后的6小时内仍可成为环境病原菌的暂时储存库。研究同时揭示了家蝇通过分泌defensin等抗菌肽抑制细菌生长的机制，这对于理解家蝇在病原体传播中的角色具有重要意义。
本研究在以下几个方面具有重要的科学价值：
揭示家蝇的病原菌传播潜力：本研究表明，家蝇在摄入金黄色葡萄球菌后的短时间内，尤其是在前2小时内，具有显著的传播病原菌的潜力，这为预防和控制病原菌通过家蝇传播提供了参考依据。
家蝇抗菌机制的初步探索：通过观察家蝇消化道内defensin的表达，本研究揭示了家蝇在面对病原菌时的局部和全身免疫响应机制，为进一步研究家蝇抗菌肽的分泌调控机制奠定了基础。
家蝇作为环境病原菌储存库的潜在风险：家蝇在摄入病原菌后，尽管在体内的菌量逐渐减少，但在一定时间内仍可持续释放活菌，这提示其作为暂时性病原菌储存库的风险。
综上所述，本研究通过对家蝇体内病原菌动态变化及抗菌反应的探讨，提出了家蝇在短时间内传播病原菌的潜在机制，为理解家蝇的媒介角色提供了新见解，也为防治病原菌的环境传播提供了有力支持。