通过计算机模拟（in silico）和体外实验（in vitro）方法评估桉树木醋对蜱虫（Rhipicephalus microplus，属于蜱螨目（Acari: Ixodidae））繁殖的影响

《Veterinary Parasitology》：In silico and in vitro assessment of the eucalyptus wood vinegar impact on reproduction of ticks Rhipicephalus microplus (Acari: Ixodidae)

Rhipicephalus microplus的防控研究显示，桉木醋液（WV）通过体外实验和分子对接分析，证实其高生物活性，有效抑制蜱虫繁殖，分子机制涉及与GABA受体结合。

　　

安娜·卡罗琳娜·德·阿伦卡尔·弗朗萨（Ana Karolinne de Alencar Fran?a）、亚历山大·桑托斯·皮门塔（Alexandre Santos Pimenta）、扬德拉·泰斯·罗查·达·莫塔（Yandra Thais Rocha da Mota）、巴勃罗·莱安德罗·菲尔盖拉·费托萨（Pablo Leandro Filgueira Feitosa）、安娜·卡罗琳娜·迪奥热内斯·贝泽拉（Ana Carolyna Diógenes Bezerra）、泰斯·维埃拉·达·科斯塔·蒙特罗（Thays Vieira da Costa Monteiro）、玛伊拉·法西奥蒂（Maíra Fasciotti）、拉斐尔·罗多尔福·德·梅洛（Rafael Rodolfo de Melo）、卢西奥·塞萨尔·丹塔斯·德·梅德埃罗斯（Lúcio César Dantas de Medeiros）、安娜·卡拉·迪奥热内斯·苏阿苏纳·贝泽拉（Ana Carla Diógenes Suassuna Bezerra）

应用生物技术于传染病和寄生虫病实验室，发展与环境研究生项目（PRODEMA），半干旱地区联邦农村大学（Universidade Federal Rural do Semi-árido – UFERSA），弗朗西斯科·莫塔大道572号，科斯塔埃席尔瓦区（Bairro Costa e Silva），莫索罗（Mossoró），RN，邮政编码：59.625-900，巴西

摘要

蜱虫Rhipicephalus microplus是导致牲畜重大损失的主要因素，尤其是在热带和亚热带地区，对养牛业构成了重大挑战，因此需要对其在畜群中的传播进行控制。然而，合成杀螨剂的不当使用导致了寄生虫对化学物质的抗性、潜在的环境污染以及用于人类消费的动物产品中的残留物问题。本研究旨在结合计算机模拟（in silico）方法和体外实验，探讨桉树木醋（WV）对R. microplus蜱虫繁殖的影响。实验使用了未接受抗寄生虫治疗的牛群，从中收集了被蜱虫叮咬的雌性牛，对其进行了鉴定、清洗、称重，并按每组10只蜱虫分为不同浓度的WV处理组，每个处理组重复4次，共计280个样本。在所有测试中，蜱虫被浸泡在浓度为6.25%、12.50%、25%、50%和100%（mg/mL^?1）的WV中。设置了两种对照处理：一种为阴性对照（蒸馏水），另一种为阳性对照（含有20 mg/mL^?1的阿米特拉唑）。结果显示，WV在各个测试浓度下的效果效率均超过95%，表明其具有显著的生物活性。分子对接分析揭示了2-环戊烯-1-酮、糠醛和2-甲氧基苯酚与蜱虫的跨膜GABA门控氯通道之间的相互作用。这种相互作用非常稳定，这可以通过低结合能和形成的分子相互作用得到证实，很可能解释了WV对蜱虫的致命作用。综上所述，桉树木醋似乎是一种可行的天然替代品，可用于控制R. microplus蜱虫。

引言

控制Rhipicephalus microplus蜱虫的研究对养牛业至关重要，因为这种蜱虫在热带地区会造成重大的经济损失，因此有效的控制措施是必要的（Cerqueira等人，2022年）。虽然合成杀螨剂在控制蜱虫方面效果显著，但由于使用不当，导致了寄生虫的抗药性、粪便中残留物的环境排放以及作为食物来源的动物体内残留物的积累（Dehuri等人，2025年）。全球范围内都报告了蜱虫对杀螨剂（包括拟除虫菊酯、有机磷类、阿米特拉唑、氟虫腈、大环内酯类和氟唑uron）的抗性（Stone等人，2014年；Oyen和Poh，2025年）。这种抗性是一个复杂的综合现象，受遗传、环境和管理因素的影响。鉴于蜱虫对合成产品的抗性不断增加，以及对更可持续的动物生产方式的需求日益增长，寻找替代控制方法的需求也随之增加。木醋（也称为WV或木质素酸）是木质纤维素生物质热解的副产品，含有多种具有潜在应用价值的生物活性物质（Candido等人，2023年）。已有研究表明WV具有抗菌、除草、杀菌和抗寄生虫作用（Souza等人，2021年；Korkalo等人，2022年；Feijó等人，2022年；Mota等人，2025年；Oliveira等人，2024年）。然而，目前尚无研究详细阐明WV的具体作用机制。不过，先前的研究已证实WV在Rhipicephalus sanguineus蜱虫身上具有体外疗效。因此，通过分析WV对蜱虫产卵、卵的存活率和幼虫发育的影响，有助于发现和验证新的控制方法。

同时，计算工具的进步使得实验室研究与计算机模拟（in silico）研究相结合成为可能，增强了人们对桉树生物产物中的次级代谢物与蜱虫膜生物分子之间分子相互作用的理解和支持（Huanca等人，2022年）。计算机模拟指的是在药物发现中使用的计算或计算机模拟实验，能够模拟药物与生物靶标的相互作用，预测药物效果，并在虚拟环境中设计新的药物分子。分子对接是一种计算工具，用于预测分子（配体）如何在分子水平上与目标大分子（如蛋白质）结合。通过计算机模拟方法，可以估算结合亲和力和方向。这种方法在药物发现中广泛应用，用于识别新化合物、优化候选药物并理解分子相互作用（如生物靶点的抑制或激活）。因此，这些数字工具通过降低成本和缩短实验时间，使研究更加高效和便捷。计算建模已成为预测不同分子生物效应以及进行体外和体内实验的重要工具，极大地扩展了生物活性化合物研究的范围和实用性（Naithani和Guleria，2024年）。在评估新型产品（如WV）对外寄生虫效果的背景下，分子对接可用于预测小分子（候选药物）与其分子靶标的结合方向，从而确定其结合和稳定性参数（Agu等人，2023年）。本研究旨在评估桉树木醋对R. microplus蜱虫繁殖活性的影响，并利用分子对接技术分析桉树提取物中的化学成分与蜱虫膜生物分子之间的分子相互作用。

伦理程序

本研究获得了半干旱地区联邦农村大学（UFERSA）动物使用伦理委员会（CEUA）的批准（协议编号27/2024），研究地点位于巴西里奥格兰德州莫索罗市（坐标：05° 11’ 16.8” S，37° 20’ 38.4” W）。

WV的制备

实验所用Eucalyptus urophylla与Eucalyptus grandis杂交品种（克隆I144）的木材样本来自位于里奥格兰德州联邦大学农业科学单位实验区的8年生种植园（坐标：05°

气相色谱/质谱（GC/MS）分析

所研究的桉树木醋中醋酸、水和有机成分的含量分别为7.3%、92.1%和0.6%。有机成分的化学组成通过GC/MS技术确定。表1列出了从WV中鉴定出的主要化学成分，这些成分与文献中报道的一致：酚类化合物、有机酸和酮类。

体外实验

实验结果表明WV具有显著的生物活性

讨论

木质素提取物中的化合物在其生物活性中起着重要作用。正如Pieta等人（2021年）所报道的，这些成分会破坏外寄生虫的细胞膜，导致其结构破坏并最终死亡。桉树木醋有机成分中的主要成分是糠醛（17.2%）。Pimenta等人（2018年）引用了其他学者的观点，强调了酚类化合物的显著生物活性。

结论

桉树木醋在测试浓度下对R. microplus蜱虫的繁殖参数表现出显著的生物活性。分子对接分析显示，2-环戊烯-1-酮、糠醛和2-甲氧基苯酚与蜱虫中的GABA门控氯通道之间存在高度稳定的结合，结合亲和力很高，这通过低结合能和形成的分子相互作用得到证实。

作者贡献声明

卢西奥·塞萨尔·丹塔斯·德·梅德埃罗斯（Lúcio César Dantas de Medeiros）：负责撰写初稿、数据可视化、结果验证、实验设计、方法论制定、数据分析。拉斐尔·罗多尔福·德·梅洛（Rafael Rodolfo de Melo）：负责撰写初稿、数据可视化、结果验证、软件使用、资源协调、方法论指导、研究实施、资金获取、数据分析。亚历山大·桑托斯·皮门塔（Alexandre Santos Pimenta）：负责撰写和编辑、初稿撰写、数据可视化、结果验证、实验监督、资源管理、项目统筹。

关于写作过程中生成式AI和AI辅助技术的声明

在撰写本文期间，作者使用了Genspark AI Workspace 2.0工具来制作图形摘要。使用该工具后，作者对内容进行了必要的修改，并对最终发表的文章内容负全责。

利益冲突声明

作者声明不存在任何已知的财务或政治利益冲突，也没有任何可能影响或指导本研究的人际关系。

致谢

作者感谢国家科学技术发展委员会（CNPq，财务代码001）和高等教育人员协调委员会（CAPES，财务代码001）提供的财政支持，同时也感谢CAPES、UFERSA和UFRN在机构支持方面的贡献。