Cell：蚊子如何被人的皮肤和呼吸所吸引？

加利福尼亚大学河滨分校的科学家们在12月5日的Cell杂志上发表的一项研究表明，一类重要的神经元是引起蚊子为人体皮肤气味所吸引的原因，他们也鉴定了能够刺激和抑制这些神经元活性的气味。

生物通报道：雌性蚊子，能传播致命的疾病，例如疟疾、革登热、西尼罗河病毒和丝虫病，它们通过闻我们呼出的CO2，被我们所吸引，能够从哪怕很远的地方追踪找到我们。但是，当蚊子接近我们时，它们常常转向暴露部位如脚踝和脚，被该部位的皮肤气味吸引到这里。

为什么蚊子会改变它的轨道，飞向我们的皮肤？它是如何探测到我们的皮肤？它从我们皮肤上探测到了什么气味？我们能阻止蚊子皮肤气味感受器，减少吸引力吗？

最近，由加利福尼亚大学河滨分校的科学家们进行的一项研究，能够帮助我们解答这些问题。他们在12月5日的Cell杂志上报道，位于蚊子下颚须的感受器能探测二氧化碳，也能探测皮肤的气味，因此解释了为什么蚊子被皮肤气味吸引——难闻的袜子、穿过的衣服、床上用品——即便没有CO2的存在。

该项目的负责人、昆虫系的副教授Anandasankar Ray说：“我们惊喜地发现，蚊子的CO2感受器神经元——称为cpA，也是几种皮肤气味极其敏感的探测器，而且，相比较CO2，实际上它对这些气味分子更加敏感。多年以来，为了探寻人体皮肤气味感受器，我们主要专注于蚊子的复杂的触角，而忽略了更加简单的下颚须器官。”

直到现在，在蚊子的这些嗅觉神经元中，到底哪些是被皮肤气味吸引所必需的，仍然是一个谜。这项新发现——CO2敏感性嗅觉神经元也是人体皮肤的一个敏感探测器，对理解蚊子的宿主吸引力和宿主偏好的基础非常关键。而且，这项研究，将这个CO2和皮肤气味的双重感受器，视为可能对破坏宿主搜寻行为很有用的关键靶点，从而有助于控制疾病的传播。

为了检测人体气味激活的cpA是否对吸引力也很重要，研究人员设计了一个新的化学策略，关闭埃及伊蚊——革登热传播蚊——的cpA活性。然后，他们测试了蚊子对人脚部气味的行为，发现气味对蚊子的吸引力大大降低。

接下来，利用他们开发的一种化学计算方法，研究人员筛选了将近50万种化合物，鉴定了数以千计的预测配体。然后，基于理想的特性例如气味、安全性、成本和是否自然生成， 有138种化合物入围。一些化合物能够抑制或者激活cpA神经元，其中85%已经被批准用作香精、香料或化妆品添加剂。更好的是，有几种化合物具有令人愉悦的气味，例如薄荷味、草莓味、巧克力味等，使其在控制蚊子中的实用价值增加。

然后，研究人员把注意力集中在两个化合物：丙酮酸乙酯，一种水果香味的cpA抑制剂，被批准作为食品调味剂；环戊酮，一种薄荷气味的cpA激活剂，被批准用于香料和芳香剂。在他们的实验中，通过抑制cpA神经元，发现丙酮酸乙酯能大大降低人的胳膊对蚊子的吸引力。通过激活cpA神经元，环戊酮充当了一个强大的诱惑，就像CO2，将蚊子吸引到一个“陷阱”中。

Ray说：“这样的化合物，在蚊子传播的疾病控制中，发挥重要的作用，使我们非常有可能开发出一种方法，利用简单、天然、实惠和好闻的气味来防止蚊子找到我们。对这个CO2和皮肤气味双重感受器起到阻止作用的气味，可被用作我们的‘防蚊面罩’。另一方面，充当引诱剂的气味，能引诱蚊子远离我们到‘陷阱’中。这些价格实惠的‘面具’和‘引诱’策略可以用于一种互补的方式，为非洲、亚洲和南美洲——蚊传播疾病流行地区——的人们提供一种理想的解决方案。此外，这些化合物还可以开发成产品，不仅仅一次保护一个人，还能保护更大区域中的人们，而不需要直接涂抹在皮肤上。”

目前，CO2是捕蚊器的主要诱饵。产生CO2需要燃烧燃料、蒸发干冰、释放压缩气体或糖发酵——对发展中国家来说，所有这些都是昂贵、繁琐和不切实际的。这项研究鉴定的化合物，像环戊酮，则提供了一种安全、实惠和方便的替代物。（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Targeting a Dual Detector of Skin and CO2 to Modify Mosquito Host Seeking
Summary：Female mosquitoes that transmit deadly diseases locate human hosts by detecting exhaled CO2 and skin odor. The identities of olfactory neurons and receptors required for attraction to skin odor remain a mystery. Here, we show that the CO2-sensitive olfactory neuron is also a sensitive detector of human skin odorants in both Aedes aegypti and Anopheles gambiae. We demonstrate that activity of this neuron is important for attraction to skin odor, establishing it as a key target for intervention. We screen ∼0.5 million compounds in silico and identify several CO2 receptor ligands, including an antagonist that reduces attraction to skin and an agonist that lures mosquitoes to traps as effectively as CO2. Analysis of the CO2 receptor ligand space provides a foundation for understanding mosquito host-seeking behavior and identifies odors that are potentially safe, pleasant, and affordable for use in a new generation of mosquito control strategies worldwide.