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文化

减肥药为控制蚊媒传染病带来新思路,两大难题仍待克服

夏志坚2019-02-15 12:48:01

和人一样,蚊子的食欲也受神经肽控制

洛克菲勒大学的生物学家 Leslie Vosshall 发现人类所用的减肥药可以抑制蚊子吸血的欲望,这一发现有望为控制蚊子传播的疾病带来新思路,不过距离真正的应用仍有相当的距离。相关的研究内容发表在了 2 月 7 日出版的《细胞》Cell)上。

在 Vosshall 之前,已有研究发现蚊子的食欲受神经肽(neuropeptide)的控制,神经肽是泛指存在于神经组织并参与神经系统功能作用的一类特殊的信息物质。受到这些研究的启发,Vosshall 和她的研究团队猜测神经肽Y(neuropeptide Y,NPY)受体可能对蚊子的食欲有着重要的影响,因为神经肽Y受体构成了许多动物觅食行为的部分分子路径,包括人类

事实上,人类所用的一些减肥药中就含有影响神经肽 Y 受体的成分,通过抑制食欲达到减肥的目的。于是,Vosshall 进行了一个有趣的实验,让蚊子服用这些减肥药,看看减肥药是否也会对蚊子起作用。

结果发现减肥药果然起作用了。用含有神经肽 Y 受体激活类药物的溶液喂养的蚊子比起没有被喂养的对照组的蚊子,在面对散发着人类气味的“引诱物”时,表现要冷淡得多,而且药物对抑制它们胃口的有效时长达到了两天。

喂养实验之后,Vosshall 和她的团队进行了更进一步的实验,他们想知道控制蚊子胃口的神经肽 Y 受体到底是哪一种。

他们通过组织培养的方式,培养了 49 种不同的蚊子蛋白质,并检验了这 49 种蛋白质中哪一种会对减肥药起反应。最终找到了受到减肥药影响的是类神经肽受体 7 号(NPY-like receptor 7,NPYLR7)。

为了确认 NPYLR7 对蚊子吸血行为的影响,研究团队利用 CRISPR 技术编辑了蚊子的 NPYLR7 基因,让该基因无法正常工作。不出所料,当这些经过基因编辑的蚊子服用了减肥药之后,减肥药对它们不再起作用,猜想得到了验证—— NPYLR7 基因是控制蚊子胃口的关键。

Vosshall 的研究引起了盖茨基金会(Bill & Melinda Gates Foundation)的兴趣。盖茨基金会自 2000 年成立以来,就一直致力于在全球范围内消除由蚊子传播的疾病,尤其是疟疾。在过去近 20 年时间里,盖茨基金会已经累计投入了 20 亿美元用于疟疾防治。

不过,对于 Vosshall 的研究结果,盖茨基金会指出其应用于真正的野外环境需要解决一个关键性的问题——用人类的减肥药控制野外传播疾病的蚊子可能会反过来给人类带来意想不到的副作用,需要研究出一种既能控制蚊子胃口同时不会对人类起作用的减肥药。

之后,Vosshall 的团队筛选了几十万种既能够激活蚊子体内的 NPYLR7 受体同时又不会对人体起作用的小分子,最终找到了 6 种具有发展潜力的化合物。然而,要想将这6种化合物开发成为能够大规模应用于野外的产品,仍然有两个难题等待着 Vosshall 团队去克服。

第一个难题是成本。在 Vosshall 的团队筛选出的这 6 种化合物中,即使效力最强的化合物仍然需要非常高的浓度才会对蚊子起作用,如果应用在野外,成本将会非常高昂。Vosshall 希望接下来能与药物化学家合作,开发出更加强效的分子。

第二个难题是特异性。应用于野外的药物,难免会接触到其他的昆虫。而如何在蚊子受到引诱的同时,避免其他的昆虫——例如蝴蝶——也受到药物的吸引,将会是 Vosshall 团队将这一技术带出实验室需要克服的另一个主要障碍。


题图来自:Photo by Егор Камелев on Unsplash

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