NADPH-细胞色素P450还原酶在白纹伊蚊中介导了对溴氰菊酯的P450依赖性代谢抗性

《Parasites & Vectors》：NADPH-cytochrome P450 reductase mediates P450-dependent metabolic resistance to deltamethrin in Aedes albopictus

　　

摘要

背景

细胞色素P450单加氧酶系统是昆虫体内参与杀虫剂代谢的关键解毒途径，在杀虫剂抗性进化中起着核心作用。NADPH-细胞色素P450还原酶（CPR）作为细胞色素P450介导的外来物质解毒过程中重要的电子传递伴侣，是该系统的关键组成部分。然而，其在白纹伊蚊杀虫剂抗性中的作用尚不清楚。

方法

本研究克隆并分析了白纹伊蚊中的两种CPR基因异构体AalCPR-X1和AalCPR-X2。通过qPCR检测了它们在实验室抗性品系中的表达水平及时空表达模式，随后研究了氯氰菊酯暴露对AalCPR表达的影响。采用RNA干扰技术沉默CPR基因，评估基因敲除后白纹伊蚊对氯氰菊酯的敏感性。此外，还在Sf9细胞中异源表达AalCPR-X1和AalCPR-X2，以检测其细胞色素c还原酶活性，并通过细胞毒性试验比较过表达这两种异构体细胞的存活率。

结果

序列分析显示，AalCPR-X1包含CPR的所有保守结构域，而AalCPR-X2缺乏N端膜锚定结构，且FMN结合结构域较短。qPCR分析表明，两种异构体在抗性品系中均显著过表达。时空表达分析显示，AalCPR-X1在三龄和四龄幼虫、成虫以及解毒组织中高表达，而AalCPR-X2主要在成虫和马氏管中表达。此外，氯氰菊酯暴露会显著提高抗性品系中AalCPR-X1的mRNA水平。通过RNAi沉默CPR基因后，白纹伊蚊对氯氰菊酯的敏感性显著增加。异源表达实验证实，AalCPR-X1和AalCPR-X2都具有细胞色素c还原酶活性，细胞毒性试验显示，过表达AalCPR-X1的细胞存活率显著高于过表达AalCPR-X2的细胞。

结论

本研究表明，AalCPR在白纹伊蚊的P450介导的代谢抗性中起重要作用，提示CPR可能成为杀虫剂抗性管理策略中的潜在候选标记物。

图形摘要

背景

细胞色素P450单加氧酶系统是昆虫体内参与杀虫剂代谢的关键解毒途径，在杀虫剂抗性进化中起着核心作用。NADPH-细胞色素P450还原酶（CPR）作为细胞色素P450介导的外来物质解毒过程中重要的电子传递伴侣，是该系统的关键组成部分。然而，其在白纹伊蚊杀虫剂抗性中的作用尚不清楚。

方法

本研究克隆并分析了白纹伊蚊中的两种CPR基因异构体AalCPR-X1和AalCPR-X2。通过qPCR检测了它们在实验室抗性品系中的表达水平及时空表达模式，随后研究了氯氰菊酯暴露对AalCPR表达的影响。采用RNA干扰技术沉默CPR基因，评估基因敲除后白纹伊蚊对氯氰菊酯的敏感性。此外，还在Sf9细胞中异源表达AalCPR-X1和AalCPR-X2，以检测其细胞色素c还原酶活性，并通过细胞毒性试验比较过表达这两种异构体细胞的存活率。

结果

序列分析显示，AalCPR-X1包含CPR的所有保守结构域，而AalCPR-X2缺乏N端膜锚定结构，且FMN结合结构域较短。qPCR分析表明，两种异构体在抗性品系中均显著过表达。时空表达分析显示，AalCPR-X1在三龄和四龄幼虫、成虫以及解毒组织中高表达，而AalCPR-X2主要在成虫和马氏管中表达。此外，氯氰菊酯暴露会显著提高抗性品系中AalCPR-X1的mRNA水平。通过RNAi沉默CPR基因后，白纹伊蚊对氯氰菊酯的敏感性显著增加。异源表达实验证实，AalCPR-X1和AalCPR-X2都具有细胞色素c还原酶活性，细胞毒性试验显示，过表达AalCPR-X1的细胞存活率显著高于过表达AalCPR-X2的细胞。

结论

本研究表明，AalCPR在白纹伊蚊的P450介导的代谢抗性中起重要作用，提示CPR可能成为杀虫剂抗性管理策略中的潜在候选标记物。

图形摘要