胡椒属植物苯丙素类化合物对蚊虫的杀虫活性及其与谷胱甘肽S-转移酶的相互作用研究

本研究针对蚊媒传染病防控中杀虫剂耐药性加剧的难题，从药用植物Piper sarmentosum中分离出三种苯丙素类化合物（asaricin、isoasarone和trans-asarone），证实其对埃及伊蚊、白纹伊蚊和致倦库蚊具有显著成虫致死效应（LD50≤8.8 μg/mL），并揭示谷胱甘肽S-转移酶（GST）在解毒过程中的关键作用。分子对接证实化合物与GST活性位点稳定结合，为开发新型植物源杀虫剂提供了理论依据。

　　

随着全球气候变化和城市化进程加速，埃及伊蚊(Aedes aegypti)、白纹伊蚊(Aedes albopictus)和致倦库蚊(Culex quinquefasciatus)等蚊媒传播的登革热、基孔肯雅热等疾病威胁日益严峻。传统合成杀虫剂虽短期内有效，但长期使用导致蚊虫耐药性快速进化，其中谷胱甘肽S-转移酶(Glutathione S-transferase, GST)介导的代谢解毒机制是重要耐药途径。这一现状迫使科研人员转向植物源天然产物寻找新型杀虫剂候选分子。

马来西亚研究人员以传统药用植物Piper sarmentosum（当地称"kadok"）为研究对象，通过生物活性导向分离技术从其己烷提取物中获得三种苯丙素类化合物：asaricin(1)、isoasarone(2)和trans-asarone(3)。成虫致死实验显示，化合物1和2对伊蚊属具有惊人杀伤力——半数致死剂量(LD₅₀)低至8.8 μg/mL，半数致死时间(LT₅₀)短于29分钟。值得注意的是，虽然致倦库蚊暴露后GST活性显著升高（耐药性标志），但化合物1-2仍保持高效杀虫效果，暗示其作用机制可能绕过了常规耐药通路。分子对接分析揭示，这三种化合物均能稳定结合GST活性中心的PRO11、GLU64等关键氨基酸残基。该研究为破解"耐药性困局"提供了新思路，相关成果发表于《Acta Tropica》。

关键技术方法包括：1) 生物活性导向分离技术筛选活性成分；2) 成虫接触法测定LD₅₀/LT₅₀；3) 酶标法检测GST活性变化；4) 分子对接模拟化合物-GST相互作用（使用成年蚊虫GST蛋白晶体结构）。

【General experimental procedures】
采用硅胶柱层析和制备薄层色谱(PTLC)分离化合物，核磁共振(NMR)和质谱(MS)进行结构鉴定，为后续活性研究提供高纯度样品。

【Preliminary tests】
初步毒性测试发现己烷提取物对三种蚊虫的LD₅₀为97.1-122.3 μg/mL，显著优于二氯甲烷和甲醇提取物，提示脂溶性成分可能为关键活性物质。

【Discussion】
与传统拟除虫菊酯类杀虫剂相比，植物源苯丙素类化合物具有结构新颖、环境友好等特点。特别值得注意的是，尽管GST活性升高通常导致杀虫剂失效，但asaricin和isoasarone仍能维持高效杀虫效果，这可能与其多重作用机制（包括乙酰胆碱酯酶抑制）有关。

【Conclusion】
该研究不仅证实Piper sarmentosum苯丙素类化合物可作为潜在植物杀虫剂，更揭示其独特的作用机制：在诱发蚊虫GST解毒反应的同时，仍能通过其他途径（如神经毒性）实现快速杀虫。这种"双轨制"作用模式为设计抗耐药杀虫剂提供了新范式，对热带地区蚊媒传染病防控具有重要实践意义。