Cell:蚊子为何追着咬你？科学家揭示皮肤羧酸表达量越高越吸引蚊子

2022-11-07 11:11

“喧腾鼓舞喜昏黑，昧者不分听者惑，露花滴沥月上天，利觜迎人著不得。”唐代诗人刘禹锡在《聚蚊谣》中，记录了其饱受蚊子叮咬的苦楚。炎炎夏日，即便裹得密不透风，也总被蚊子穷追不放。在蚊子中，埃及伊蚊对于人类有强烈感知能力，可通过人类呼出的二氧化碳、体温或者皮肤气味为线索，定位人类所处的位置。并且研究发现埃及伊蚊似乎更容易定位到一些人群，但是其中的机制仍不清楚。

目前比较接受的一个解释是由于人类皮肤中独特的微生物群，导致不同人产生的皮肤气味存在差异。但是人体皮肤的气味是由多种有机化合物混合而成，由于缺少人类皮肤化合物的完整代谢组学，目前对组成皮肤气味的有机化合物知之甚少，也不清楚蚊子喜欢叮咬特定人群是由于驱蚊气味释放太少，还是吸蚊气味释放太多引起。

2022年10月27日，来自洛克菲勒大学Leslie B. Vosshall团队在国际顶尖期刊Cell杂志上发表题为“Differential mosquito attraction to humans is associated with skin-derived carboxylic acid levels”的研究论文，发现人类对蚊子的不同吸引力与人类皮肤产生的羧酸水平密切有关，高度吸引蚊子的人，其皮肤上羧酸的表达量更高。

蚊子不同的人类个体表现出明显的偏好性

研究团队招募了64名受试者，每天在双臂穿戴6小时的尼龙丝袜以沾染受试者的皮肤气味，并设计出二选一气味偏好实验。即将设计出两条通风管道，将不同受试者的尼龙丝袜放置在上风口，挥发性的气味会顺着风向到蚊子聚集地，若蚊子喜欢该气味，则需要逆风飞行近1米，到达上风口。

实验发现同一受试者的左右臂气味对蚊子的吸引力并没有区别，但是不同受试者的皮肤气味对蚊子的吸引力存在较大的差异，其中33号受试者对蚊子表现出高吸引力，25号受试者表现出中吸引力，28号受试者表现出低吸引力。

图1、蚊子不同的人类个体表现出明显的偏好性

蚊子高吸引力人群皮肤气味中羧酸含量增加

蚊子通过两类气味门控离子通道感知嗅觉信息，即气味受体（OR）和离子型受体（IR）。为了研究蚊子是否通过嗅觉感知人类气味，研究人员将OR的共受体（Orco）和IR的共受体（Ir8a、Ir76b和Ir25a）分别进行突变。

发现突变气味受体Orco基因之后，蚊子仍能较好的分辨出高吸引力人群和低吸引力人群，说明突变Orco基因不影响蚊子的气味偏好性。突变离子型受体Ir8a之后，蚊子虽然能分辨出高吸引力人群和低吸引力人群，但是其对气味的偏好性大大降低。突变Ir76b和Ir25a获得和突变Ir8a一样的结果。

图2:突变蚊子的IR受体降低蚊子对人类气味的偏好性

蚊子高吸引力人群皮肤气味中羧酸含量增加

使用气相色谱-四极杆飞行时间质谱仪（GC/QTOF-MS）对尼龙丝袜气味样品进行分析。由于 IR 共受体（Ir8a、Ir25a 和 Ir76b）突变导致蚊子对人类气味的偏好性降低，而离子型受体（IRs）主要对酸性化合物反应，因此，研究人员将重点检测人类气味中的酸性化合物。

对人类气味样本中的差异特征进行分析，并确定了其中 9 种直链脂肪酸，提示高吸引力人群皮肤气味中表达更高水平的羧酸。最后通过代谢组学对高吸引力人类气味进行分析，发现十五烷酸、十七烷酸和十九烷酸表达水平显著增加。

图3、蚊子高吸引力人群皮肤气味中羧酸含量增加

总结

本文发现蚊子对不同人类皮肤气味存在的偏好性，高度吸引蚊子的人，其皮肤气味中十五烷酸、十七烷酸和十九烷酸表达水平显著增加，以上羧酸气体通过蚊子的IR受体传递嗅觉信息，定位人类的位置。该研究结果为阻断通过蚊子传播的黄热病、登革热、寨卡病毒等疾病提供了有效的干预策略。

【参考文献】

1.https://doi.org/10.1038/s41586-022-05328-2

文章图片均来自于参考文献

来源：神经周K

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