Frontier research of insect control based on the elucidation of nicotinic acetylcholine receptor dynamism

基于烟碱乙酰胆碱受体动力学阐明的昆虫防治前沿研究

基本信息

批准号：
21H04718
负责人：
松田一彦
金额：
$ 27.46万
依托单位：
Kindai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ショウジョウバエを対象として、Dα1、Dα2、Dα3、Dβ1およびDβ2ニコチン性アセチルコリン受容体（nAChR）サブユニットが同一の神経細胞に発現しているのか調べた結果、成虫の生殖に関与する神経細胞で、共発現していることがわかった。そこでこれらのサブユニットを複数種組み合わせてアフリカツメガエル卵母細胞で発現可能なnAChRを調べたところ、計12種のnAChRが機能的に発現可能であることが明らかになった。これらのnAChRに対するネオニコチノイドのアゴニスト活性に対するサブユニットの寄与を多変量解析を用いて定量的に調べた結果、特にDα2サブユニットはネオニコチノイドのアゴニスト活性を低下させる作用をもつことが明らかになった。Dα1、Dα2、Dα3サブユニットをコードする遺伝子の発現を神経細胞特異的に抑制した結果、成虫のショウジョウバエでネオニコチノイド過敏現象が生じ、しかもオスとメスでその程度が異なることが明らかになった。セイヨウミツバチについては、脳内の局所的なnAChRおよび機能的発現を補助する因子の遺伝子発現を調べ、部位の違いにより変動する因子があることを確認するとともに、Dα1、Dα2、Dα3、Dβ1およびDβ2サブユニットに対応する本種のサブユニットが形成するnAChRのネオニコチノイド感受性を決定した。糸状菌が生産するnAChR阻害物質パラヘルクアミドAの作用機構について研究し、本物質が一見非拮抗的にnAChRに作用するように見えていても、実際にはアセチルコリン結合部位に結合することが明らかになった。

在果蝇中，我们研究了 Dα1、Dα2、Dα3、Dβ1 和 Dβ2 烟碱乙酰胆碱受体 (nAChR) 亚基是否在相同的神经元中表达。因此，当我们通过组合这些亚基的多种类型来研究可在非洲爪蟾卵母细胞中表达的nAChR时，我们发现总共12种类型的nAChR可被功能性表达。通过多变量分析定量研究亚基对新烟碱类对这些nAChR的激动剂活性的贡献，结果表明Dα2亚基特别具有降低新烟碱类的激动剂活性的作用。编码 Dα1、Dα2 和 Dα3 亚基的基因表达的神经元特异性抑制导致成年果蝇对新烟碱类药物过敏，并且发现雄性和雌性的过敏程度不同。在西方蜜蜂中，我们研究了大脑中局部 nAChR 的基因表达和支持功能表达的因素，并确认存在因区域而异的因素，以及 Dα1、Dα2、Dα3、Dβ1 和 Dβ2 对新烟碱类药物的敏感性测定了该物种相应亚基形成的 nAChR 的数量。我们研究了丝状真菌产生的 nAChR 抑制剂 paraherquamide A 的作用机制，发现虽然这种物质看起来对 nAChR 没有拮抗作用，但实际上它与乙酰胆碱结合位点 Ta 结合。