加拿大蓟提取物通过抑制Subolesin蛋白对微小扇头蜱的体外杀螨作用及计算机模拟研究

本研究针对化学杀螨剂耐药性日益严重的问题，探索了加拿大蓟(Cirsium arvense)提取物作为环保型杀螨剂的潜力。研究人员通过成虫浸渍试验(AIT)和幼虫包试验(LPT)评估提取物对微小扇头蜱(Rhipicephalus microplus)的杀灭效果，并运用计算机模拟分子对接技术筛选出Apigenin 7-O-glucoside和Pectolinarigenin 7-glucoside两种活性成分，其与Subolesin蛋白结合能分别达-6.6和-6.3 kcal/mol。结果表明40 mg/mL浓度下提取物可使幼虫死亡率达88.33%，产卵抑制率达75.68%，为开发新型植物源杀螨剂提供了重要依据。

　　

在全球畜牧业面临巨大经济损失的背景下，微小扇头蜱(Rhipicephalus microplus)这种吸血寄生虫正成为困扰养殖业的主要问题。这种蜱虫不仅直接导致牲畜贫血和发育迟缓，更是传播巴贝斯虫(Babesia bovis/B. bigemina)和边缘无形体(Anaplasma marginale)等病原体的重要媒介，每年造成约300亿美元的经济损失。更令人担忧的是，长期使用化学杀螨剂已导致蜱虫产生广泛耐药性，同时带来严重的环境和食品安全问题。面对这一双重挑战，寻找高效、环保的替代方案迫在眉睫。

巴基斯坦Bacha Khan大学的研究团队将目光投向了传统药用植物加拿大蓟(Cirsium arvense)。这种菊科植物富含黄酮类、萜类等多种生物活性成分，在民间医学中已有广泛应用历史。研究人员假设其可能含有针对蜱虫的特异性活性物质，特别是能够干扰蜱虫关键蛋白Subolesin的功能。Subolesin是一种在蜱虫和其他节肢动物中高度保守的调控蛋白，参与调控吸血、繁殖、发育等多个关键生理过程，被认为是开发抗蜱疫苗的理想靶点。

研究团队采用多学科交叉方法，通过体外生物测定和计算机模拟相结合的策略，系统评估了加拿大蓟甲醇提取物的杀螨活性及其作用机制。研究论文发表在《Scientific Reports》期刊上，为开发新一代植物源杀螨剂提供了重要科学依据。

关键技术方法包括：从巴基斯坦Charsadda地区采集蜱虫样本和植物材料；通过成虫浸渍试验(AIT)和幼虫包试验(LPT)评估不同浓度(2.5-40 mg/mL)提取物的杀螨效果；利用Swiss Model进行Subolesin蛋白同源建模；采用AutoDock Vina对25种植物化合物进行分子对接；通过PROCHECK、PROSA等工具验证蛋白模型质量；使用ADMET分析预测活性成分的药代动力学特性。

Potential of botanical extract against larvae

通过幼虫包试验发现，加拿大蓟提取物对微小扇头蜱幼虫表现出浓度依赖性杀灭效果。概率分析显示其LC₅₀和LC₉₀值分别为2.907 mg/mL和47.725 mg/mL。在最高测试浓度40 mg/mL时，幼虫死亡率达到88.33±2.90%，显著高于对照组。研究还确定了0.6 mg/mL的诊断剂量，为田间应用提供了参考标准。

Botanical extract role in combating adult female R. microplus ticks

成虫浸渍试验结果表明，提取物能显著抑制雌蜱产卵活动。在40 mg/mL浓度下，产卵指数(IE)降至0.09±0.02 g，产卵抑制率(%IO)达到75.68±0.44%。这一发现表明加拿大蓟提取物不仅能直接杀死蜱虫，还能通过干扰生殖系统有效控制种群数量，具有双重作用机制。

In Silico analysis

计算机模拟研究揭示了活性成分与Subolesin蛋白的相互作用机制。同源建模构建的Subolesin三维模型经PROCHECK验证显示97.7%氨基酸残基位于优质区域。分子对接筛选出Apigenin 7-O-glucoside和Pectolinarigenin 7-glucoside两种最具潜力的抑制剂，对接分数分别为-6.6和-6.3 kcal/mol，优于合成杀螨剂溴氰菊酯(Deltamethrin,-5.3 kcal/mol)。这两种化合物通过与His 157、Asp 158、Arg 162等关键氨基酸形成氢键和疏水相互作用，可能干扰Subolesin的正常功能。

Drug-likeness and ADMET analysis

药代动力学预测显示，活性成分符合Lipinski五规则，具有良好的类药性。水溶性(-2.559至-7.535 log mol/L)和肠道吸收性适中，无CYP2D6抑制活性，急性口服毒性LD₅₀为1.88-2.478 mol/kg，未显示肝毒性风险，具备进一步开发的潜力。

这项研究的重要意义在于首次系统证实了加拿大蓟提取物对微小扇头蜱的显著杀灭效果，特别是发现了其对蜱虫生殖系统的独特抑制作用。通过计算机模拟与体外实验相结合的策略，不仅验证了传统药用植物的现代应用价值，更为开发针对Subolesin蛋白的新型植物源杀螨剂提供了先导化合物。相比传统化学杀螨剂，这种基于植物的解决方案具有环境友好、不易产生耐药性等优势，符合当前病虫害综合治理(IPM)的发展趋势。研究团队建议田间应用时采用20-40 mg/mL的浓度范围，以达到最佳防控效果。这些发现为应对全球性的蜱虫耐药问题提供了新思路，也为开发基于植物活性成分的下一代抗蜱产品奠定了重要基础。