综述:蚊子寻找人类宿主所使用的感官武器库

【字体: 时间:2025年05月30日 来源:TRENDS IN Parasitology 7.0

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  这篇综述系统阐述了雌蚊如何通过多模态感官整合(multimodal integration)精准定位人类宿主,揭示了其依赖的CO2、体味挥发物、热红外(thermal IR)及湿度等关键信号通路,并解析了离子型受体(IRs)、味觉受体(GRs)等分子靶点在疾病传播中的核心作用,为新型驱蚊策略提供理论依据。

  

寻找宿主的多模态整合

雌蚊是自然界中最危险的微捕食者,其通过整合CO2、体味、视觉和热信号精准定位人类宿主。当距离宿主10-15米时,蚊虫可感知人类呼出的CO2(通过maxillary palp中的cpA神经元)和皮肤挥发物(如乳酸、氨),这些信号通过离子型受体(IR8a/IR25a)和嗅觉受体(ORs)传递。值得注意的是,CO2会增强蚊虫对其他线索的敏感性,但单独存在时不足以触发攻击行为。

远距离定位

CO2感知依赖于三聚体味觉受体(GR1/GR2/GR3),其结构为7次跨膜离子通道(7TMICs)。有趣的是,敲除Anopheles的Gr24或Aedes的Gr3仅轻微降低宿主吸引力,说明其感官系统具有冗余性。皮肤挥发物的检测则涉及ORs和IRs双重通路:ORco突变体虽丧失对单一气味反应,但在CO2存在时仍能定位人类,凸显IRs的核心作用。

中程热红外探测

在0.7-0.8米内,蚊虫通过触角末端的peg-in-pit sensillum感知人体散发的热红外(峰值波长9.4μm)。该过程依赖TRPA1通道和两种视蛋白(Op1/Op2)的级联放大机制——低强度热辐射由视蛋白启动,高强度则直接激活TRPA1。环境温度接近体温时,该信号失效。

近距离温湿度感应

<10厘米时,蚊虫通过触角中的对立神经元系统评估宿主信号:IR21a/IR93a介导的冷却细胞(抑制攻击)与未明确的温暖细胞(促进攻击)共同调控趋热行为。湿度感知则通过IR40a(干燥细胞)和IR68a(湿润细胞)实现,其中IR93a作为共同辅因子参与两种反应。

最终决策:叮咬与否

着陆后,蚊虫通过前足感知传导热(orco突变体会增强该敏感性,与IR140上调有关),并通过labellum和跗节上的味觉神经元检测皮肤化学物质(如NaCl、氨基酸)。值得注意的是,labrum中的神经元能区分血液与花蜜,其分子机制尚待解析。

未解之谜与展望

当前研究尚未完全揭示蚊虫如何判断吸血量饱和,或是否存在其他未知宿主线索。感官补偿现象(如嗅觉缺陷导致热敏感性升高)的分子机制也值得探索。这些发现将为开发靶向GRs/IRs的驱避剂或基因调控策略开辟新途径。

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