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在巴西，登革热、疟疾肆虐，传播媒介埃及伊蚊（Aedes aegypti）和达林按蚊（Anopheles darlingi）泛滥。研究人员聚焦胡椒长柄叶精油（EO）及其主要化合物 6-Ishwarone，发现二者具杀幼虫活性，且对非靶标动物低毒，为蚊虫防控提供新方向。
在地球的南端，巴西正面临着严峻的健康挑战。登革热、寨卡病毒和基孔肯雅热等虫媒病毒肆意传播，罪魁祸首便是埃及伊蚊。这些病毒引发的疫情在巴西多地爆发，截至 2024 年 8 月，登革热病例已超 647.6 万例，死亡 5113 人；基孔肯雅热病例达 250986 例，160 人丧生；寨卡病毒病例也有 7766 例 。与此同时，疟疾在巴西的亚马逊地区呈地方性流行，从 2020 年到 2023 年，报告病例数在 143150 至 139882 例之间，死亡人数 35 至 54 人，2024 年 8 月已登记 81050 例。
以往，人们常使用合成杀虫剂，如拟除虫菊酯或有机磷类，来控制蚊虫滋生。然而，这些杀虫剂在杀死蚊虫幼虫的同时，对非靶标动物毒性极高，严重破坏生态环境。比如，α- 氯氰菊酯对一些有益昆虫和水生生物的 LC50值远低于安全标准。在这样的背景下，寻找环保、高效的蚊虫控制替代品迫在眉睫。
来自国外的研究人员开展了一项意义重大的研究。他们将目光投向了植物源产品，尤其是胡椒长柄叶精油（EO）及其主要化合物 6-Ishwarone。研究发现，6-Ishwarone 和胡椒长柄叶精油对埃及伊蚊和达林按蚊幼虫具有显著的杀幼虫活性，其 LC50值在 25.03 至 42.58 μg/mL 之间。同时，它们还能引发蚊虫体内的氧化应激反应，使活性氧和氮物种（RONS）过量产生，导致谷胱甘肽 S - 转移酶和过氧化氢酶活性先升高后降低，乙酰胆碱酯酶活性下降，硫醇含量减少。更为重要的是，与 α- 氯氰菊酯相比，6-Ishwarone 和胡椒长柄叶精油对非靶标动物，如A. bouvieri、T. splendens、G. affinis和D. indicus的毒性更低，其 LC50值在 415.25 至 739.29 μg/mL 之间。这一研究成果发表在《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》上，为开发新型蚊虫控制策略提供了有力依据，有望在保障人类健康的同时，减少对环境的破坏。
研究人员在开展此项研究时，运用了多种关键技术方法。首先，通过 EI-MS 分析、13C NMR 和1H NMR 光谱技术，结合 HRAPCIMS 数据，成功确定了 6-Ishwarone 的结构。其次，采用生物测定实验，评估 6-Ishwarone 和胡椒长柄叶精油对埃及伊蚊和达林按蚊幼虫的杀幼虫活性以及对非靶标动物的毒性。此外，还利用生化分析方法，检测处理后蚊虫体内防御酶活性、乙酰胆碱酯酶活性和硫醇含量的变化。
结构鉴定：6-Ishwarone 究竟是什么？
研究人员从胡椒长柄叶精油中分离出化合物 6-Ishwarone，它呈白色针状晶体。借助 EI-MS 分析，发现其分子离子峰 [M].+ m/z 为 218，结合13C NMR 数据推测出分子式为 C15H22O，HRAPCIMS 进一步证实了该分子式（[M + H]+ m/z 219.1745，计算值为 219.1743）。13C NMR 光谱显示出 15 个信号，对应不同类型的碳原子；1H NMR 光谱则呈现出屏蔽信号。这些数据精准地描绘出 6-Ishwarone 的化学结构，为后续研究奠定了基础。
杀幼虫活性探究：能否有效对抗蚊虫？
实验结果令人振奋，6-Ishwarone 和胡椒长柄叶精油对埃及伊蚊和达林按蚊幼虫展现出强大的杀伤力，LC50值在 25.03 至 42.58 μg/mL 之间。这表明它们在较低浓度下就能有效抑制蚊虫幼虫生长，具备成为新型杀幼虫剂的潜力，为控制蚊虫滋生提供了新的选择。
作用机制解析：如何影响蚊虫生理？
深入研究发现，6-Ishwarone 和胡椒长柄叶精油处理后的蚊虫幼虫，体内发生了一系列生理变化。它们促使活性氧和氮物种（RONS）大量生成，含量增加 36.67 ± 7% 至 49.33 ± 1%。同时，谷胱甘肽 S - 转移酶活性从 36.00 ± 8 μmol/min/mg 蛋白提升至 80.67 ± 7 μmol/min/mg 蛋白，过氧化氢酶活性从 0.31 ± 0 μmol 的 H2O2 消耗 /min/mg 蛋白升高到 0.50 ± 0 μmol 的 H2O2 消耗 /min/mg 蛋白，但随后又下降。乙酰胆碱酯酶活性降低，从 36.00 ± 8 μmol/min/mg 蛋白降至 25.33 ± 1 μmol/min/mg 蛋白，硫醇含量也显著减少，从 30.00 ± 3 μmol/mg 蛋白降至 13.33 ± 3 μmol/mg 蛋白。这些变化表明，它们通过诱导氧化应激、干扰防御酶活性等多种途径，破坏蚊虫幼虫的正常生理功能，从而达到杀幼虫的效果。
非靶标动物毒性评估：对其他生物影响几何？
在评估 6-Ishwarone 和胡椒长柄叶精油的实际应用潜力时，研究人员关注到它们对非靶标动物的影响。实验表明，与 α- 氯氰菊酯相比（α- 氯氰菊酯的 LC50值在 0.23 至 0.35 μg/mL 之间），6-Ishwarone 和胡椒长柄叶精油对A. bouvieri、T. splendens、G. affinis和D. indicus等非靶标动物的毒性更低，其 LC50值在 415.25 至 739.29 μg/mL 之间。这意味着在使用它们控制蚊虫时，对生态系统中其他生物的危害更小，具有更高的环境安全性。
综合来看，本研究揭示了 6-Ishwarone 和胡椒长柄叶精油作为环保型杀幼虫剂的巨大潜力。它们不仅能有效对抗埃及伊蚊和达林按蚊幼虫，还具有低毒环保的优势。然而，目前研究仍处于实验室阶段，未来需要进一步开展田间试验，评估其在实际环境中的效果和稳定性。同时，深入探究其作用机制，挖掘更多潜在的应用价值，将有助于推动新型蚊虫控制策略的发展，为全球抗击登革热、疟疾等疾病提供有力支持。
