高通道篩選出的小分子在伊蚊“控制”中的應用
首先為了確認食物中的不同成分對于飽餐后的埃及伊蚊吸血欲望降低的貢獻作用，研究人員利用多種不同食物喂食埃及伊蚊，之后觀察他們他們尋找宿主行為的積極性。三組不同的食物分別為綿羊血液、人造血液、僅含有鹽及 ATP 成分的蚊子用興奮劑，其中綿羊血液中營養(yǎng)物質最豐富，人造血液中也含有豐富的蛋白質成分，而蚊子用興奮劑中則不含有任何蛋白質成分。實驗結果表明，盡管所有事物都對蚊子的體重沒有產生影響，但喂食過綿陽血液和人造血液的蚊子都可以產出健康的卵子，而僅僅喂食了興奮劑的蚊子則無法產卵（Figure 1. ）。這驗證了食物中的蛋白質成分對于母蚊產卵的必要性。
Figure 1. 喂食不同食物對蚊子產卵行為產生的影響
除此之外，通過對蚊子行為的觀察，研究者還發(fā)現了一個有趣的現象：即飽餐過任何食物的母蚊在短時間內（1-2天）尋找宿主的行為都會受到一定程度的抑制；但是與僅喂食了不含蛋白質的興奮劑的母蚊相比，喂食過含有蛋白質的食物的蚊子這種抑制作用持續(xù)的更長久（3-4天）（Figure 2. ）。該實驗結果表明，含蛋白質的血液食物會持續(xù)抑制母蚊的吸血欲望。
Figure 2. 喂食不同食物后蚊子的宿主尋找行為
為什么吸食血液會使母蚊的吸血欲望得到更長時間的抑制？根據之前關于埃及伊蚊的研究，猜測可能跟 NPY 樣多肽和相關的信號通路有關。但是具體的分子機制仍不清楚。對于人類而言，NPY 信號與食欲和肥胖相關，有一些 NPY 受體調節(jié)劑已經可以作為相關的治療藥物。NPY 信號通路保守性較高，研究者猜測用在人類身上的NPY 受體調節(jié)劑可能同樣會對埃及伊蚊起作用。
為了驗證他們的猜測，研究者選取了 NPY 激動劑（TM30335）和拮抗劑（BIIE0246）分別喂食埃及伊蚊，然后對其行為進行觀察。實驗結果表明，喂食TM30335 對母蚊吸血行為的抑制作用可以達到與喂食血液食物相當的水平。而BIIE0246 則可以緩解血液食物對母蚊吸血行為的抑制作用（Figure 3.）。TM30335 是人類 NPY Y2 和 NPY Y4 受體的激動劑，BIIE0246 是人類 NPY Y2 受體的拮抗劑，二者均可以通過 NPY Y2 受體起作用。這些結果表明，調節(jié)人類 NPY Y2 受體的藥物在蚊子中也有生物學效果。
Figure 3. 人類NPY Y2受體藥物在蚊子中起作用
為了驗證人類 NPY Y2 靶向藥物是否在蚊子中同樣也靶向調節(jié) NPY 受體，研究者克隆了 49 個埃及伊蚊神經肽受體，并通過細胞實驗去探究上述藥物對蚊子受體的調節(jié)作用。實驗結果發(fā)現，TM30335 可以激活蚊子受體NPYLR7，而 BIIE0246 也靶向調節(jié)該受體（Figure 4.）。
Figure 4. 人類 NPY Y2 受體藥物調節(jié)蚊子 NPYLR7
為了進一步驗證 NPYLR7 控制蚊子吸血的作用，研究者又利用基因編輯技術，設計了 NPYLR7 突變的蚊子。結果發(fā)現，NPYLR7 突變的母蚊在飽餐過血液一天后，即快速表現出了強烈的尋找宿主行為（Figure 5.）。這些研究表明，埃及伊蚊飽餐后宿主尋找行為的抑制作用是由 NPYLR7 調節(jié)的。
Figure 5. NPYLR7 突變后蚊子行為變化
小M 的小思考：
在文章的最后，研究者還利用高通量篩選小分子化合物的方式，篩選到了對蚊子 NPYLR7 具有高度選擇性的激動劑。其篩選到的小分子化合物可以有效阻止蚊子對宿主接近、叮咬、吸血的一系列行為。但是這些分子實際應用到蚊子控制上來可能還需要更多的時間，我們可以共同期待。
參考文獻
[1] Ducall LB, et al. Small-Molecule Agonists of Ae. aegypti Neuropeptide Y Receptor Block Mosquito Biting.Cell. 2019 Feb 7;176(4):687-701.e5.
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