蚊子性行為新見解或有助於戰勝瘧疾

一種雄性激素已被證明會改變雌性蚊子的繁殖能力。 阻斷這種激素或其活性可能為限制蚊子數量,從而阻止瘧疾傳播提供一種新方法

編者按:以下文章經The Conversation許可轉載,The Conversation是一家報道最新研究的線上出版物。

控制瘧疾是一場在多條戰線上進行的戰爭。 蚊帳和蚊香將蚊子從它們的人類盛宴中驅趕開; 疫苗從內部保護我們,環境措施清除蚊子喜歡繁殖的死水

但科學家們並不滿足於臥室,而是將目光投向更深處——蚊子的私密性生活。 在一項新的研究中,哈佛大學公共衛生學院和佩魯賈大學的研究人員發表在《PLoS Biology》上,展示了一種激素的重要性。 這種激素由雄性蚊子在性行為期間傳遞給雌性蚊子。 這種激素會開啟一個開關——作者稱之為“交配訊號”——告訴她將資源轉移到產卵上。 阻斷這個開關的啟用可能成為限制蚊子數量,從而阻止瘧疾傳播的新方法。


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共同作者弗拉米尼亞·卡特魯西亞和弗朗切斯科·巴爾迪尼非常熟悉蚊子的生殖世界。 他們曾共同研究過先前的一項研究,研究精液(以凝結塊的形式傳遞,稱為交配栓)中發現的蛋白質在刺激雌性身體和行為變化中的作用。 然而,這一次,兩人和其他人專注於雄性類固醇激素 20-羥基蛻皮甾酮 (20-E) 的貢獻,該激素存在於甘比亞按蚊(Anopheles gambiae)的交配栓中,甘比亞按蚊是攜帶瘧原蟲瘧疾寄生蟲的蚊子種類。

卡特魯西亞說:“我們尋找 20E 是因為它通常與雄性生殖無關,所以我們想了解為什麼甘比亞按蚊雄性會產生並將如此大量的這種激素轉移給雌性,因為我們懷疑這種轉移可能具有重要的生殖作用。”

他們發現,性行為後,20E 激素與雌性蚊子生殖道中的一種蛋白質相互作用,刺激卵子產生。 該研究還發現了它的作用機制:雄性激素和雌性蛋白質的相互作用促進了雌性卵巢中脂肪的積累,從而導致卵子的產生更快、數量更多。 另一方面,“處女雌性”很少發育卵子。

卡特魯西亞說,雖然他們的搜尋絕非全面,但他們沒有意識到動物界中存在類似的相互作用。

巴爾迪尼說:“這是首次在任何昆蟲物種中,雄性激素被證明直接與雌性蛋白質相互作用並改變雌性的繁殖能力。”

卡特魯西亞說,他們的發現可以用於兩種方法來靶向和減少蚊子數量,要麼抑制激素的產生,要麼抑制激素與雌性的相互作用。 這可以透過目前用於抑制蚊子數量的殺蟲劑以及不育昆蟲技術來實現——不育昆蟲技術是將大量不育的、通常是雄性的昆蟲釋放到種群中,它們與自然雄性競爭並與雌性交配,以減少下一代昆蟲的數量。

她說:“[我們可以]操縱雄性,使它們不會產生和轉移功能性激素。” “然後可以將這些雄性釋放到野外,用於不育昆蟲技術等控制策略,以抑制自然蚊子種群。”

她補充說:“我們可以設計抑制劑,以防止雌性發育卵子。 這些抑制劑可以摻入目前用於殺死蚊子的殺蟲劑配方中(用於蚊帳或室內滯留噴灑)。”

“這樣,如果殺蟲劑由於抗藥性而無法殺死蚊子,蚊子仍然不會產卵,也不會將殺蟲劑抗藥性傳遞給後代。 這將延長殺蟲劑的壽命和功效,殺蟲劑是我們對抗瘧疾和蚊子的最佳武器。”

倫敦大學聖喬治學院分子寄生蟲學教授桑吉夫·克里希納說,對抗藥性的產生是一個問題,雖然有人試圖開發新的殺蟲劑,但人們歡迎採取新方法來解決蚊子數量和瘧疾問題。

他說:“蚊蟲控制,其中區域蚊蟲繁殖控制是重要的組成部分,已被證明在使用[殺蟲劑]浸漬蚊帳方面對降低瘧疾死亡率有益。”

“蚊子正變得對某些殺蟲劑產生抗藥性,並且還被選擇發生行為改變,使其適應性更強,從而減少暴露於蚊帳的機會。 如果能夠開發出一種新方法,這將對對抗瘧疾的整體工具包非常有幫助。 這項研究的發現為一種不同的方法奠定了基礎,但在成果轉化為瘧疾控制的益處之前,還有很多工作要做。”

其他研究甘比亞按蚊(Anopheles gambiae)(按蚊在希臘語中意為“一無是處”)生物防治方法的工作包括感染蚊子沃爾巴克氏體細菌的想法,這使得它們暫時對瘧疾寄生蟲產生抗性。 雌性也在這方面發揮著關鍵作用,因為細菌感染只能在雌性及其後代之間傳播。

至於根除蚊子,有人認為,與對人類造成的危害相比,徹底清除某些攜帶瘧疾寄生蟲的物種不會損害生態系統——尤其是與對人類造成的危害相比。

The Conversation 由以下大學資助:阿伯丁大學、伯明翰大學、布里斯托爾大學、卡迪夫大學、倫敦城市大學、格拉斯哥卡利多尼亞大學、利物浦大學、開放大學、索爾福德大學、謝菲爾德大學、薩里大學、倫敦大學學院和華威大學。 它還接受來自以下機構的資助:Hefce、Hefcw、SFC、RCUK、The Nuffield Foundation 和 The Wellcome Trust.

本文最初發表於The Conversation。 閱讀原文

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