通过 Or49 通路对库蚊属蚊子苦樟脑驱避的感受编码

植物帮助我们防蚊的新途径

数千年来，人们焚烧树叶、在皮肤上涂抹油脂或在居室悬挂树枝以驱赶叮咬性昆虫。许多传统疗法来自含有樟脑和苦樟脑等芳香成分的植物。本研究揭示了世界上一些最麻烦的蚊子如何通过嗅到这种植物化合物——苦樟脑——进而选择避开我们，展示了一条天然的驱避通路，可能为更安全、更有针对性的蚊媒控制工具提供思路。

蚊子如何“闻”世界

蚊子在寻找宿主时严重依赖嗅觉。在一个称为上颚须的小口器上，它们有微小的感受毛，每根毛中容纳三枚嗅觉神经细胞。其中两枚细胞负责检测吸引蚊子接近动物的信号：一枚感知我们呼出的二氧化碳，另一枚对一种与皮肤相关的气味1‑辛烯‑3‑醇有反应。这些吸引性线索被接入蚊子大脑的特定区域，帮助雌蚊异常精确地寻找血餐。然而，这种感受毛中的第三枚神经细胞在许多传播疾病的蚊种中的作用长期不明。

发现识别植物驱避剂的“鼻子”

研究人员将注意力集中在一个名为 Or49 的基因上，该基因在库蚊属蚊子（如埃及伊蚊 Aedes aegypti 和库蚊 Culex pipiens）那枚神秘的第三神经细胞中表达。他们将 Or49 受体插入青蛙卵细胞并暴露于数十种不同的气味分子中，发现 Or49 对一类称为双环单萜类的植物化学物质反应强烈且选择性很高。在这些物质中，苦樟脑——传统植物性驱避剂的经典成分——是最强效的触发物。来自世界不同地区的相关蚊种都携带对苦樟脑有强烈反应的 Or49 变体，表明这种“苦樟脑探测器”在数百万年的进化中得以保留。

从气味分子到蚊子大脑

为了解该信号在蚊子体内如何传递，团队直接记录了上颚须微小感受毛的电活动。在携带 Or49 的物种中，苦樟脑可靠地激活了三枚神经细胞中最小的一枚。相比之下，使用不同受体 occupying 该位置的疟疾媒介蚊种则未见反应。利用先进的大脑成像技术，科学家们随后观察了气味信息在蚊子主要嗅觉中枢——触角叶——中的处理情况。苦樟脑激活了那里一个特定的结构，称为 MD3 丘胶小体，而熟悉的吸引物二氧化碳和1‑辛烯‑3‑醇则点亮了邻近区域。这条从环境中的苦樟脑到专门脑节点的精确“标记通路”表明，蚊子将这种植物气味视为一种特殊的警告信号。

关闭单个基因即可改变行为

为检验该电路是否真正使蚊子避开我们，研究人员在埃及伊蚊中使用基因编辑工具敲除 Or49。在这些突变体中，上颚须的第三枚神经元不再对苦樟脑有反应。接着，团队进行了一个简单但意味深长的实验：一名志愿者将被保护的手伸到一笼饥饿的雌蚊附近，空气中有或没有苦樟脑蒸气。正常蚊子在有苦樟脑时明显减少靠近手的次数，尤其是在最初几分钟。缺失 Or49 的突变蚊子则表现出较弱的减少，仍然持续在手周围活动。这表明 Or49 是在人类觅食过程中驱动基于苦樟脑的驱避行为的主要因素，尽管可能还存在其他较弱的检测途径。

对未来蚊媒防控的意义

这项工作揭示了一些传播疾病的蚊子拥有一条专门的感知通道，调谐于一种告诉它们远离的植物化合物。通过追踪从单一植物分子、经过特定受体和神经元、到明确脑区以及可观察的回避行为的路径，研究为天然驱避提供了清晰的蓝图。对非专业读者而言，结论很直观：某些植物对我们来说不仅气味浓烈；它们直接触发了蚊子内置的神经线路，告诉蚊子我们附近不是个好去处。理解这一路径为设计更精确、潜在更持久且受自然启发的新型驱避剂打开了大门。

引用: Vainer, Y., Sar-Shalom, E., Wang, Y. et al. Sensory coding of borneol repellency in culicine mosquitoes via the Or49 pathway. Nat Commun 17, 2981 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69511-z

关键词: 蚊子嗅觉, 天然驱避剂, 苦樟脑, 嗅觉受体, 媒介生物防控