转铁蛋白及其互作蛋白参与淡色库蚊对菊酯类杀虫剂抗性机制的研究

Chemical control is the important measures of prevention of vector-borne diseases. The continuous and heavy use of pesticides leads to vector's insecticide resistance, which brings about unprecedented challenges to vector-borne disease control. Transferrin was one protein in a series of differentially expressed proteins obtained by two-dimensional electrophoresis and mass spectrometry on cypermethrin sensitive and resistant strains of Culex pipiens pallens. After gene full-length amplification, quantitative PCR confirmed high expression level of transferrin in resistant mosquito strains, and mosquito cells' sensitivity to cypermethrin dropped after the transfect vector was constructed and transfected to the sensitive strain of mosquito cells, indicating transferrin's direct involvement in the formation of mosquitoes resistance to cypermethrin. On the basis of the previous work, this project plans to screen transferrin interacting protein by GST-Pull down and mass spectrometric, identify the proteins interacting with transferrin by RNA interference, analyze the protein binding domain of transferrin and interaction proteins, and transfect the mutants after site-directed mutagenesis, in order to study the insecticide resistance participation mechanism of transferrin and then further clarify the new function of transferrin in insecticide resistance. The results of this project will provide new targets and indicators for the treatment of mosquito resistance, broaden the understanding of the insecticide resistant mechanism of insect vector, and therefore has great scientific significance and potential application.

化学防治是虫媒病防治的重要措施。连续大量使用杀虫剂导致的媒介昆虫抗药性使虫媒病控制面临空前挑战。本课题组前期对氯氰菊酯敏感和抗性品系淡色库蚊二维电泳、质谱分析，转铁蛋白是获得一系列差异表达蛋白之一，经扩增基因全长，定量PCR证实转铁蛋白在抗性品系蚊高表达，构建载体将该基因转染至敏感品系蚊细胞后，蚊细胞对氯氰菊酯敏感性降低，提示转铁蛋白直接参与了蚊对氯氰菊酯抗性的形成。本项目拟在前期工作基础上，GST- Pull down及质谱测定筛选转铁蛋白的互作蛋白，选择部分互作蛋白进行RNA干扰检测细胞对氯氰菊酯的敏感性及效应酶活力的变化；对转铁蛋白与互作蛋白结合的蛋白结构域进行分析，定点突变后转染转铁蛋白突变体，研究转铁蛋白参与杀虫剂抗性的机制，初步阐述转铁蛋白在杀虫剂抗性中的新功能。本项目将为治理蚊虫抗药性提供新的作用靶标及检测指标,拓宽对媒介抗药性机理的认识，具有重要的科学意义和潜在的应用价值。

媒介昆虫可传播登革热、黑热病和疟疾等多种病毒及寄生虫性疾病，称为虫媒病。近年来，随着全世界的经济迅猛增长和乡村城市化的发展，虫媒病的威胁在不断增长。近年来，登革热、流行性乙型脑炎等虫媒病开始在东南亚地区流行，我国也不能幸免，这都大大影响整个社会的人群健康水平并制约生产力的快速发展。就防治疾病而言，对媒介昆虫的控制是我国虫媒病防治的重要环节，目前我国采取综合防治的策略。化学防治是主要手段，在媒介昆虫控制中的地位是物理防治、生物防治等其他防治方法无法动摇的，随着全世界范围内杀虫剂的连续、大量使用，媒介昆虫对杀虫剂的抗药性也迅速发生与发展，有机氯、有机磷等杀虫剂使用十几年就出现了几十倍甚至上百倍的抗性，而拟除虫菊酯杀虫剂更是出现了千倍抗性的报道。已有百余种蚊对不同的杀虫剂产生抗性，大大影响化学杀虫剂的杀灭效果，使虫媒病传播呈现进一步恶化趋势。为防治抗药性，杀虫剂轮换使用、配伍使用和增加剂量等都加重了环境破坏及人体健康危害。这都使虫媒病防治工作面临着空前挑战。要制定有效的抗性治理措施，必须先了解抗性发生发展机制和抗性水平。随着生化和分子遗传学的发展，鉴定新的抗药性基因并研究其如何参与抗药性机制成为媒介抗药性领域的新热点。本课题GST-Pull down、质谱分析筛选与转铁蛋白相互作用的蛋白，选择铁离子应答元件结合蛋白在蚊细胞系RNAi，并检测细胞对氯氰菊酯敏感性及效应酶活力变化，软件预测转铁蛋白与铁离子应答元件结合蛋白结合的结构域，定点突变后转铁蛋白突变体转染至蚊细胞系，检测细胞对氯氰菊酯敏感性、效应酶活力变化，探讨了转铁蛋白在杀虫剂抗性中的作用机制，初步阐述了转铁蛋白参与杀虫剂抗性新功能，初步阐明了转铁蛋白在杀虫剂抗性中的作用机制，有较重要的生物学意义及潜在应用价值。下一步将把研究提示的转铁蛋白在杀虫剂抗性方面的新功能为控制媒介蚊虫抗药性提供新思路。