科學家給蚊子喂了“減肥藥”,有趣的事發生了……
2019年02月09日09:22

  來源:學術經緯

  世界上,大概很少有人喜歡蚊子。每到夏天,嗡嗡飛舞的蚊子不但讓人睡不好覺,還會在身上留下“親吻”的痕跡,瘙癢難耐。但這還不是最糟糕的。事實上,蚊子是許多疾病的傳播者。前幾年一度引起全球健康恐慌的寨卡病毒,就是由蚊子傳播的。

蚊子能傳播許多疾病,這是它們最危險的地方(圖片來源:Alex Wild)
蚊子能傳播許多疾病,這是它們最危險的地方(圖片來源:Alex Wild)

  為了減少蚊子對人類的影響,科學家們可謂是動足了腦筋,但進展甚微。殺蟲劑雖然能在短期內殺死蚊子,卻會催生對藥物的耐性;“基因驅動”可以快速消除特定蚊媒疾病的影響,但在倫理上存在潛在風險,且會對生態造成不可逆的影響。因此,如何控製蚊子對疾病的傳播,依舊是個未解的議題。

  本週,頂尖學術期刊《細胞》上刊發了一篇來自美國洛克菲勒大學(Rockefeller University)的新論文。研究中,科學家們腦洞大開,決定給蚊子喂點“減肥藥”……

本研究不但在《細胞》上得到發表,還在同期雜誌上得到了專文介紹(圖片來源:《細胞》)
本研究不但在《細胞》上得到發表,還在同期雜誌上得到了專文介紹(圖片來源:《細胞》)

  減肥藥和蚊子有什麼關係呢?這要從蚊子的生活習慣說起了。從胃口上看,蚊子和人有很大的區別。人類吃上一頓飯,過幾個小時就餓了,所以一日三餐是標配。而蚊子飽餐一頓鮮血之後,可以好幾天沒有饑餓的感覺。

  根據這一現象,研究人員們做了一個很合理的假設:蚊子不覺得餓,一定是在神經通路上得到了某種調節。而如果能利用這種神經通路,就可以減少蚊子進食的頻率,變相減少蚊子對人類的影響。

  畢竟,如果蚊子不來吸人血,就不會傳播疾病。

研究人員讓蚊子嚐試了多種不同的食物,並評估它們的食慾在進食後是否會消退(圖片來源:《細胞》;Alex Wild)
研究人員讓蚊子嚐試了多種不同的食物,並評估它們的食慾在進食後是否會消退(圖片來源:《細胞》;Alex Wild)

  為了檢驗這種假設的可行性,科學家們首先對蚊子的飲食習慣做了分析。他們給一種叫做埃及伊蚊(Aedes aegypti,也是傳播不少疾病的罪魁禍首)的蚊子喂食了羊血、富含蛋白的人工血、以及不含蛋白的鹽水。研究表明,不管喂什麼,蚊子都照單全收,絕不挑食。然而,只有富含蛋白的食物,才會讓蚊子產生“飽腹感”,幾天都沒有食慾。

  先前的一些研究表明,這種現象可能與“神經肽Y”(neuropeptide Y,縮寫NPY)有關。有趣的是,在人類中,NPY信號通路同樣與進食以及肥胖有關,不少醫藥企業也正在開發調節NPY活性的分子,作為減肥藥使用。

  “我們知道這些通路對於人類的饑餓感也起到了重要作用。因為它在演化上很保守,我們決定使用人類的減肥藥來測試,它們是否也會抑製蚊子的食慾。”本研究的通訊作者Leslie Vosshall教授說道。

本研究的通訊作者Leslie Vosshall教授(圖片來源:洛克菲勒大學)
本研究的通訊作者Leslie Vosshall教授(圖片來源:洛克菲勒大學)

  具體來講,研究人員們進一步做了一個推斷:如果能激活NPY通路,那麼即便是缺乏蛋白質的鹽水,也能讓蚊子產生“厭食情緒”。而如果抑製這條通路,就算剛吃完一頓”鮮血大餐“,蚊子的食慾也依舊無法得到滿足。

  而研究結果,和他們的推斷完美相符!

  這些結果清楚表明,蚊子正是通過NPY通路來調節自己的食慾。進一步的分析則表明,一種叫做NPYLR7的受體是其中的關鍵。

  為了更好地激活這條通路,研究人員們針對這個受體,從超過26萬個候選分子中,篩選出了6款NPYLR7的選擇性激動劑。它們能有效抑製野生型蚊子的食慾。而使用CRISPR-Cas9基因編輯工具敲除NPYLR7基因後,這些分子就失效了。這一結果進一步表明了它們的高度選擇性。

本研究的圖示(圖片來源:參考資料[2])
本研究的圖示(圖片來源:參考資料[2])

  “當蚊子饑餓時,會飛往有人類味道的地方。這就像我們衝向巧克力蛋糕一樣,” Vosshall教授評論說:“但當它們接受藥物後,就(對進食)喪失了興趣。”

  這是一項極為出色的研究。但科學家們也指出,距離把這些分子應用於實際的蚊子控製,還需要更多的工作。比如,我們需要確認如何讓蚊子在野外也能吃上控製食慾的藥物。或許,野外的投食裝置會是一種潛在的解決方案。

  我們期待科學家們早日將這一研究轉化為實際應用!

  參考資料:

  [1] Laura B。 Duvall et al。, (2019), Small-Molecule Agonists of Ae。 aegypti Neuropeptide Y Receptor Block Mosquito Biting, Cell, DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.12.004

  [2] João S.M。 Gesto et al。, (2019), The Perfect Appetizer: A Pharmacological Strategy for a Non-biting Mosquito, Cell, DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.01.032

  [3] New findings could make mosquitoes more satisfied -- and safer to be around, Retrieved February 8, 2019, from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-02/ru-nfc020619.php

  [4] Putting female mosquitoes on human diet drugs could reduce spread of disease, Retrieved February 8, 2019, from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-02/cp-pfm013119.php

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