佐久间知佐子发现了蚊子吸血的“八分饱”,为从生态解析到传染病对策做出了贡献

8月20日(水) 16:20发布

无故吸血,只留下发痒就离开的蚊子。 恐怕几乎没有人能爱上给别人添麻烦的她们(只有雌性吸血)。 光是发痒就难以原谅,但实际上也是最公认人类的生物。 根据世界卫生组织( WHO )等在2014年提出的推算,作为以疟疾为首的传染病的媒介,每年实际上死亡了72万人。

佐久间知佐子

关于如此令人怨恨的蚊子吸血行为,去年取得了独特的研究成果。 据说“吃八分饱”就停止吸血。 今天8月20日是根据英国细菌学家罗纳德·罗斯在蚊子体内发现疟原虫的日子而制定的“世界蚊子日”。 希望看在理化学研究所生命功能科学研究中心高级研究员佐久间知佐子(理化学研究所生命功能科学研究中心)的份上,以稍微开阔一点的胸怀关注蚊子的生态。

质疑和关注有风险的吸血行为

首先无论如何都想确认一下……佐久间先生喜欢蚊子吗?

不,不,和大家没有什么不同。 如果发现了就驱赶,也不允许睡觉的时候在耳朵边被打飞。 当然也讨厌被吸血。

―放心了。 那么,你为什么开始了那样可恶的蚊子的研究呢?

原本是以果蝇为对象,研究神经是如何形成的。 这是运用复杂的遗传学,将脑内的一个神经细胞变成变异细胞,阐明形状发生异常的机制的研究。 因为细胞的形状能看得见变化,所以是很有趣的研究,但也是很多人开始行动研究的时期。

作为研究对象的埃及伊蚊。 因传播登革热等而闻名,以非洲为中心分布在热带、亚热带。 虽然是隼的一种,但据说在日本没有

这时,当时的老板邀请我说:“吸血生物很有趣哦。” 正好因为蚊子的基因序列刚刚被查明,研究的人也很少,所以产生了兴趣。 一查,越来越有趣。 他说:“明明有被宿主袭击的风险,为什么还要特意冒险呢?” 出于这样的疑问和关心,我转向了蚊子的研究。

通过顺手的实验查明的凝血成分

用人工吸血法吸彩色溶液的蚊子。 吸血后会变成约2.5倍的重量,用于飞行的能量会增加,所以暂时不会移动到需要以上。 恢复原来的重量约1天后(科学门户编辑部腰高直树摄影)

——在人类也很难的“八分饱”中,为什么蚊子要停止吸血呢? 我想大概是对刚才提到的风险的应对吧。 我的假设是,为了避免遭遇宿主的逃避行为(驱赶、拍打等),在达到饱腹(胀气)状态之前停止吸血。

——这次明确的“吃八分饱”机制是什么?

发现与宿主血液中含有的一种叫纤维蛋白肽A(FPA )的成分有关。 受伤的话,伤口的血液会凝固,出血就会停止。 这叫做血液凝固,FPA是在其初期阶段制造的物质。 在血液凝固的过程中,FPA从血液中被提取出来,对宿主来说是不需要的,但是蚊子对提取的FPA产生了反应,停止了吸血。

―是通过什么实验发现的?

FPA是在吸血开始经过一定时间后血液开始凝固的时候制作的。 以此为信号,蚊子在膨胀前的“八分饱”停止吸血(理化学研究所提供)

作为促进吸血的物质,果然血液中含有三磷酸腺苷( ATP )的存在从以前就已经明确了。 把溶解了它的ATP溶液让蚊子吸入后,一直吸入到膨胀状态。 也就是说,与血液不同,我没有在八分钟内戒掉。

所以,这次我们尝试了在ATP溶液中添加血清(血液凝固时残留的上清液部分的液体)。 以前就知道蚊子不单独吸入血清,但是和ATP溶液混合时,一直吸入到膨胀为止的蚊子大幅减少。

佐久间等人的实验过程

也就是说,血清中含有的某种成分,具有停止吸血的效果吧。 话虽如此,但因为血清中含有巨大的成分。 就像小学生的科学实验一样,随手尝试了可能性。 试着给血清加热,把血本身变成青蛙和珊瑚虫的东西。

用新的信息和技术成功证实,研究也还在进行中

你为什么认为宿主的血液有秘密? 就像人类所说的饱腹感一样,认为蚊子的身体有理由是自然的。

也是刚才说的“随随便便”的结果论……。 说起来,20世纪60年代的研究显示,存在蚊子物理性地感知膨胀、控制吸血的机构。 好像在腹部有用于向大脑传达饱腹感的神经。

佐久间偶尔笑着接受了采访

不过,比如狗的毛茸茸部分扎不好,吸血不能顺利进行的时候,即使不吃八分饱也会中途停下来哦。 也就是说,我认为不仅仅是吸入的“量”,血液凝固的“时机”也有其他控制机制。 在避免遭遇驱避行动的风险方面,在一定的时机停止吸血也是有道理的吧。

―在提示存在感知饱腹感的神经50多年后的今天,为什么会有新的发现呢?

迄今为止,将“几分钟拔完针”这样的吸血行为作为现象学处理的研究也有很多。 但是,在近10年左右,随着蚊子遗传基因信息的精度提高,以及Chris pacas9(注:现在主流的基因组编辑工具)等技术的问世,成功地印证了其机理。

但是,这次发现宿主的FPA有吸血抑制效果的同时,蚊子的身体侧也应该具备传感器(接受机构)。 因为其存在还没有明确,所以研究还只是半途而废呢。

一只狗就能把传染病扩散得很大的可怕

——蚊子也吸人类以外的血吧。 任何生物都包括FPA吗?

是的,哺乳动物的血液里一定有。 说是“高级保存”,FPA超越种子整合到基因序列中,存在于血液中。 如果调查一下蚊子吸的血液,也可以发现反复中途停止吸血哦。 含有多人的血自不必说,也有变成人马狗的组合。 因为在吃八分饱之前,基本上会试着吸血好几次。

佐久间知佐子发现了蚊子吸血的“八分饱”,为从生态解析到传染病对策做出了贡献

——从人到人,从动物到人,蚊子以各种形式传播传染病也是可以接受的。

蚊子可怕的地方在于会使传染病大幅扩散。 就像现在碰到的那样,一只蚊子在短时间内从多人那里吸血的情况也不少见,相反,也有一个人被多只蚊子吸走的情况。 在日本,2014年,以访问东京代代木公园的人为中心,有160人罹患了登革热。 调查患者的血液,几乎所有的感染者都是同一病毒株。 也就是说感染源只有一个,通过蚊子吸血的连锁扩散了。

2014年在代代木公园周边患病的东京都内登革热患者的推移(发病日期不明者除外)。 可知迅速的应对防止了感染扩散(根据东京都传染病信息中心资料由编辑部制作)

——考虑到平时在不知不觉中被吸了血,该怎么防止呢…… 在代代木公园这件事上,我觉得最精彩的是医生怀疑了登革热。 登革热的初发症状和普通感冒有很多共同点,所以很难诊断。 由于早期就确定为登革热,所以迅速封锁了公园等,防止了感染扩散。

从这个事例中可以看出,防止蚊子传播的传染病并不容易,需要各种立场的人进行统一的应对。 我所属的动物卫生学会也有公共卫生专家、医生、自治体行政相关人员等参加。

代谢抑制和产卵模式诱导…为减少吸血做出了各种各样的努力

以佐久间先生为首的研究者能做的事情是。

这也不是单一手段能应对的。 我在考虑能不能不杀蚊子就失去对人的兴趣,最近关注的是“代谢”。 蚊子的代谢机制,其实和人差不多。 例如,喝了抗癌剂等代谢阻碍药的人的血的蚊子,同样会阻碍代谢。

据说幼虫(蝴蝶)时生活在水中,变成成虫后到处飞,所以饲养蚊子很辛苦

因此,我正在考虑通过人为地促进蚊子的代谢,能否将其诱导到接近八分饱的状态。 如果能做到这一点,我想为了人的健康也能活用技术。 另外,吸血后3天,蚊子不会靠近宿主。 是为了把营养集中送入鸡蛋。 如果能人为地引导到这样的产卵模式,可能会减少吸血。

除此之外,因为蚊子还会吸食花蜜,所以有研究在贝特(饵料)中掺毒的人,也有研究减弱飞行肌肉力量的人等,各种各样的努力都在进行。 但是,将改变了基因的蚊子放生到自然界的是非、对生态系统的影响等,需要解决的课题也很多,这是实际情况。

想扩大因温室效应而高涨的风险、研究者的圈子

——现在马上逃避蚊子好像很难呢。

很遗憾,暂时需要和以前一样的对策。 不要建造蝴蝶喜欢的水厂,进入树丛时穿长袖,适当使用防虫剂——这些都不要懈怠,这不仅是防止不愉快生活的第一步,也是防止感染的第一步。

被称为“隼鸟”的东北以南经常能看到的白纹伊蚊(腰高直树拍摄)

但是,随着全球变暖,令人担忧的变化也在发生。 去年也成为了话题,但是由于酷暑,盛夏时期蚊子不会活动,取而代之的是到年末为止蚊子理所当然地活动的情况也发生了。 另外,关东被认为是北限的白纹伊蚊的栖息区域逐渐向北扩展,几年前在青森县越冬的事例也得到了确认。

我的研究对象埃及伊蚊虽然现在还没有在日本扎根,但也有研究者预测一定会再次进入。 因为作为媒介的能力非常高,所以传染病的风险也会增加吧。 顺便说一下,以疟疾为媒介的疟蚊(占蚊媒传染病死亡人数半数以上)也生活在日本国内,但目前还没有指出温室效应导致的风险增加。

请告诉我今后的愿望。

蚊子是我们日常遇到的生物,所以要求采取简单易行的对策。 因此,想朝着同一个方向扩大一起努力的研究者的圈子。

另外,据说日本的蚊子在系统分类学上是独特的。 正因为是日本,才能有所作为。 就像什么时候发生什么都没关系一样,作为研究者我想做出贡献。

个人资料

佐久间知佐子

佐久间知佐子理化学研究所生命功能科学研究中心高级研究员2003年鹿儿岛县立鹤丸高等学校毕业,08年东京大学药学部药学部毕业。 13年完成该大学研究生院药学系研究科博士课程。 博士(药学)。 曾任该研究生院遗传学教研室特别研究员、东京慈惠会医科大学热带医学讲座助教、讲师,22年4月开始担任研究员。 24年4月开始担任现职。 从分子生物学的角度来阐明蚊子的吸血和味觉功能。