雌性按蚊的唾液腺
来源：中国科学报
该报报道称，蚊子可以携带数千种疟疾寄生虫，但蚊子吸血时只有少数寄生虫传播到吸血目标。那么疟疾寄生虫都困在哪里呢？现在，美国科学家报告说，他们在蚊子的唾液腺中发现了一个屏障，可以防止疟疾寄生虫在体外传播。这种屏障可能成为预防或减少疟疾感染的新目标。
我们的研究结果进一步详细说明了蚊子唾液腺在阻止虫媒疾病方面的作用。约翰·霍普金斯大学医学院细胞生物学教授黛博拉·安德鲁表示，通过加强蚊子体内自然产生的传播屏障，我们或许能够阻止疟疾和其他致命的蚊媒疾病的传播。
据世界卫生组织统计，全球估计有2.2亿人（主要在热带和亚热带地区）患有疟疾，每年有超过40万人死于疟原虫感染。该病表现为发烧、发冷、疲劳和出汗，导致患者丧失能力。疟疾可以通过药物治疗或通过灭蚊计划预防，但药物和灭蚊计划的高成本一直是疟疾控制工作的障碍。
疟原虫在其复杂的生命周期中依赖雌性按蚊进行传播。当蚊子以雄性和雌性疟原虫生殖细胞为食，同时吸食受感染动物宿主的血液时，疟原虫的生命周期就开始了。这些细胞最终到达蚊子的肠道，在那里融合形成受精卵，然后受精卵穿过肠道内壁，在昆虫的体腔内形成卵囊。在这些卵囊中，疟原虫寄生虫开始迅速繁殖，数量不断增加。当卵囊最终破裂时，寄生虫会聚集在唾液腺中，并在蚊子再次吸血时被排出。然而，科学家观察到，大多数疟疾寄生虫未能从蚊子身上逃脱。
尽管成千上万的疟原虫寄生虫侵入唾液腺，但只有不到1/10 的疟原虫是通过蚊子叮咬传播的。 “所以，我们知道唾液腺可以阻止疟疾寄生虫离开人体，但我们不知道确切的机制，”安德鲁实验室的博士后研究员、该研究的主要作者迈克尔·威尔斯说。
按蚊的唾液腺分为三个叶，每个叶都由产生唾液的细胞组成。它们的外层覆盖着一层保护膜（称为基膜），每个叶的形状像一根长管，延伸到昆虫的嘴里。为了释放到体外，疟原虫必须首先钻过基底膜，穿过一层唾液腺细胞，然后游过一个称为分泌腔的空间，最终到达唾液管。
为了研究唾液腺如何阻碍疟疾的传播，研究人员首先给按蚊喂食富含疟原虫寄生虫的啮齿动物血液。每只蚊子都会摄入不同数量的疟原虫寄生虫，因为蚊子本身决定了它们的摄食量。这使得研究人员能够从数百只蚊子唾液腺中收集不同疟原虫感染量的数据。
然后研究人员解剖了这些蚊子的唾液腺，并在高倍显微镜下寻找寄生虫，以系统地确定疟疾寄生虫的位置。他们发现大多数疟原虫寄生虫要么在基底膜中，要么在分泌腔中，但只有少数在唾液管中。
疟原虫似乎可以畅通无阻地进入唾液腺。威尔斯说：“因此，这告诉我们，疟疾寄生虫在随后尝试进入唾液管时遇到了障碍。”
接下来，研究人员在高倍显微镜下观察了唾液腺每个叶的细胞层。他们发现，大多数疟原虫寄生虫似乎无法离开分泌腔，并聚集在唾液管周围，形成由一种叫做几丁质的物质制成的坚固的纤维壁。
然而，有些疟原虫能够穿过这层甲壳壁，到达唾液管，但就像交通堵塞一样，它们通过的开口非常狭窄，只允许少数疟原虫通过。威尔斯说，那些幸运地穿过坚硬墙壁的寄生虫很可能是在被叮咬时释放出来的。
如果可以强化唾液管周围的几丁质壁，就有可能阻止感染。研究人员近期将这一研究成果发表在美国微生物学会的mBio上。
我们的研究是朝着更好地了解携带疟疾的蚊子的唾液腺如何限制疟原虫传播迈出的开创性的第一步。安德鲁说，未来我们希望这些信息可用于制定阻止疾病传播的策略，并揭示其他昆虫如何影响疾病传播。
