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一种具有控制疟疾潜力的昆虫激素

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发表于 5 天前 | 显示全部楼层 |阅读模式

一种用于疟疾媒介冈比亚按蚊的甾体激素模拟物降低了其生殖适应性和传播疟疾的能力。从这之后,越来越多人发现染色体异常的价值所在,从而影响很多人的选择。




尽管非常可喜的消息是疟疾感染造成的死亡率在过去里急剧下降(据估计在撒哈拉以南非洲下降了)但人们越来越担心这种成功是不可持续的而且可能在未来逆转。

广泛使用经杀虫剂处理的蚊帐改善诊断和获得有效药物治疗从而阻断疟疾的传播一直是这种改善流行地区居民健康景的主要措施。然而这些措施中的一个和最后一个分别由于杀虫剂和耐药性而受到威胁。毫不奇怪我们正在目睹红皇后的场景我们施加在寄生虫和它的载体上的选择压力导致抗药性迅速传播。疟疾学家和病媒生物学家都需要跑得更快以保持我们的优势。

媒介生物学家一直在这样做。目正在开发和评估的一些替代杀虫剂的策略包括:转基因蚊子可以抵抗疟疾感染产生不能存活的后代或者寿命较短。

由红鹤领导的一组同事采取了一种不同的方法来控制蚊子。它是基于对蚊子繁殖激素控制的破坏目的是减少种群规模。

蜕化类固醇-

蜕皮激素是由昆虫和其他节肢动物用胆固醇合成的激素。它们最著名的作用是控制昆虫的蜕皮和变态。



H H和他的同事发现-羟基蜕皮酮(E)在控制埃及斑蚊的卵细胞发育中起着重要作用。这种激素在冈比亚按蚊中也起着类似的作用冈比亚按蚊是撒哈拉以南非洲的主要疟疾传播媒介。雌性在卵巢中合成它此外它是由雄性合成的并在交配期间转移给雌性当诱导卵子产量和产卵量增加并抑制进一步交配的接受能力。

操纵蜕皮激素信号

C团队已经调查了操纵E信号可能影响按蚊生活史事件的可能性从而有助于控制这种疟疾媒介。

为此他们使用了一种合成的E非甾体激动剂甲氧芬嗪。该化合物是一种模拟蜕皮激素作用的二苯甲酰肼。通过与蜕皮激素受体的竞争性结合这些激动剂可引起高活性的蜕皮激素已被证明可导致蚊子幼虫过早蜕皮导致死亡。他们在雌性冈比亚按蚊交配后但在给它们喂食血餐之将甲氧芬诺齐特应用于雌性冈比亚按蚊的胸部。研究人员还对未交配的雌性老鼠进行了观察看这种合成激动剂是否会影响交配成功率或寿命。

生殖适性破坏

处理过的蚊子产卵量在剂量依赖的情况下显著减少如果蚊子产卵它们的产卵量也远低于未经处理的雌性蚊子。几乎所有接受治疗的雌性的卵巢中几乎没有卵黄沉积染色显示卵泡细胞已死于凋亡(程序性细胞死亡的一种形式)。



当雌性蚊子交配时精子被储存在一个圆形的储存器官——精囊中。通过解剖和检查精子的存在研究人员推断与未经处理的雌性相比经甲氧芬嗪处理的雌性的授精明显减少。

除了导致生殖健康的下降局部应用这种蜕皮类固醇激动剂降低了处女女性的寿命即使是最低剂量。

治疗可减少人群中的疟疾感染

最后他们测试了这种激素治疗对被治疗蚊子成为疟疾病媒的能力的影响。在使用了三剂甲氧芬诺齐德中的一剂后他们分别用含有人类疟原虫的血液喂养经过治疗和未经治疗的雌性小鼠。刚超过一半的未经治疗的蚊子被感染但是两种更高剂量的E激动剂显著减少了被感染的蚊子数量更高剂量的激动剂减少了的感染数量。

这个令人惊讶的结果再加上E激动剂在实验室环境中对按蚊繁殖和寿命的影响使得研究小组从理论上评估了它作为一种控制疟疾传播的药物的潜力。

它有可能成为疟疾控制剂

研究小组利用蚊子生命周期的所有阶段建立了一个模型来预测他们的发现对蚊子种群的影响。为了这个模型的目的他们假设蚊子在一次吸血的时候会接触到激动剂如果它被应用到蚊帐和它们进食后休息的房屋墙壁上。他们还考虑到在蚊帐覆盖率高和蚊帐喷洒量低的情况下人群中可能出现一些耐药性。



决定蚊子种群大小的主要因素之一是水栖幼虫阶段的竞争。该模型显示在高剂量和高剂量类固醇激动剂的覆盖范围内蚊子种群将被推向灭绝而在较低的覆盖范围内蚊子种群实际上会增加因为产卵量的减少会导致对幼虫的竞争减少。然而由于激动剂对寿命的影响蚊子的龄结构将发生变化。其结果是轻雌性的数量将会增加她们的寿命还不足以让疟疾发展到能够传染给人类(至少天)。因此能够传播疟疾的蚊子将会减少。

与疟疾控制杀虫剂的比较

鉴于蚊子种群对杀虫剂的耐药性迅速蔓延特别重要的是要评估靶向类固醇激素信号在减少疟疾传播方面是否具有与杀虫剂同样有用的潜力。

通过将甲氧芬嗪治疗疟疾感染的效果与受治疗蚊子种群龄结构的变化相结合本模型还用于比较这种激素治疗与使用高效杀虫剂的效果。

最高剂量的蜕皮类固醇激动剂表明能够传播疟疾的蚊子数量减少了这相当于有效的杀虫剂。

甲氧芬嗪是一种对人体无毒的化合物单独或与杀虫剂联合应用于经处理的蚊帐具有很大的潜力。通过实地测试化合物来验证模型的结果是测试这种潜力的一个重要的下一步。如果像模型预测的那样在该领域取得成功干扰类固醇信号传导的化合物很可能被添加到我们急需的控制疟疾传播的策略库中。
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