Figure 1. 喂食不同食物對(duì)蚊子產(chǎn)卵行為產(chǎn)生的影響
除此之外,通過對(duì)蚊子行為的觀察,研究者還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象:即飽餐過任何食物的母蚊在短時(shí)間內(nèi)(1-2天)尋找宿主的行為都會(huì)受到一定程度的抑制;但是與僅喂食了不含蛋白質(zhì)的興奮劑的母蚊相比,喂食過含有蛋白質(zhì)的食物的蚊子這種抑制作用持續(xù)的更長(zhǎng)久(3-4天)(Figure 2. )。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,含蛋白質(zhì)的血液食物會(huì)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(huì)使母蚊的吸血欲望得到更長(zhǎng)時(shí)間的抑制?根據(jù)之前關(guān)于埃及伊蚊的研究,猜測(cè)可能跟 NPY 樣多肽和相關(guān)的信號(hào)通路有關(guān)。但是具體的分子機(jī)制仍不清楚。對(duì)于人類而言,NPY 信號(hào)與食欲和肥胖相關(guān),有一些 NPY 受體調(diào)節(jié)劑已經(jīng)可以作為相關(guān)的治療藥物。NPY 信號(hào)通路保守性較高,研究者猜測(cè)用在人類身上的NPY 受體調(diào)節(jié)劑可能同樣會(huì)對(duì)埃及伊蚊起作用。
為了驗(yàn)證他們的猜測(cè),研究者選取了 NPY 激動(dòng)劑(TM30335)和拮抗劑(BIIE0246)分別喂食埃及伊蚊,然后對(duì)其行為進(jìn)行觀察。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,喂食TM30335 對(duì)母蚊吸血行為的抑制作用可以達(dá)到與喂食血液食物相當(dāng)?shù)乃。而BIIE0246 則可以緩解血液食物對(duì)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(dòng)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(jié)果表明,調(diào)節(jié)人類 NPY Y2 受體的藥物在蚊子中也有生物學(xué)效果。
Figure 3. 人類NPY Y2受體藥物在蚊子中起作用
為了驗(yàn)證人類 NPY Y2 靶向藥物是否在蚊子中同樣也靶向調(diào)節(jié) NPY 受體,研究者克隆了 49 個(gè)埃及伊蚊神經(jīng)肽受體,并通過細(xì)胞實(shí)驗(yàn)去探究上述藥物對(duì)蚊子受體的調(diào)節(jié)作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),TM30335 可以激活蚊子受體NPYLR7,而 BIIE0246 也靶向調(diào)節(jié)該受體(Figure 4.)。
Figure 4. 人類 NPY Y2 受體藥物調(diào)節(jié)蚊子 NPYLR7
為了進(jìn)一步驗(yàn)證 NPYLR7 控制蚊子吸血的作用,研究者又利用基因編輯技術(shù),設(shè)計(jì)了 NPYLR7 突變的蚊子。結(jié)果發(fā)現(xiàn),NPYLR7 突變的母蚊在飽餐過血液一天后,即快速表現(xiàn)出了強(qiáng)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(diào)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(duì)蚊子 NPYLR7 具有高度選擇性的激動(dòng)劑。其篩選到的小分子化合物可以有效阻止蚊子對(duì)宿主接近、叮咬、吸血的一系列行為。但是這些分子實(shí)際應(yīng)用到蚊子控制上來可能還需要更多的時(shí)間,我們可以共同期待。
參考文獻(xiàn)
[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.
相關(guān)產(chǎn)品:
BIIE-0246
BIIE-0246 是一種有效的、非肽神經(jīng)肽 Y (NPY) Y2 受體的高度選擇性拮抗劑,其 IC50 值為 15 nM。
Velneperit
Velneperit (S-2367) 是一種新型神經(jīng)肽Y (NPY) Y5 受體拮抗劑。
Pancreatic Polypeptide, human:是一種 C-末端酰胺化的含 36 個(gè)氨基酸的多肽,用作神經(jīng)肽 Y (NPY) Y4/Y5 受體激動(dòng)劑。