2025年11月25日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心王四宝研究组在Nature Communications期刊发表题为“Desat1-mediated lipid homeostasis mitigates 20E-induced lipotoxicity in blood-fed mosquitoes”的研究论文。该研究发现，去饱和酶Desat1是维系昆虫脂质组成与稳态的一个关键酶，充当蚊子吸血后生存命运的“安全阀”。沉默desat1基因导致饱和脂肪酸异常积累与脂质代谢紊乱；在雌蚊吸血激活20E信号驱动下，过量饱和脂肪酸被氧化引发脂毒性，触发细胞凋亡并造成雌蚊快速死亡。该研究阐明了蚊虫脂质稳态的分子制衡机制，为蚊媒防控提供新的干预靶点。

包括昆虫在内的绝大多数动物的生存和繁衍都需要充足的脂质储备。雌性成蚊在羽化后初期通过吸食植物花蜜获取碳水化合物作为能量，并转化为甘油三酯等脂类储存。然而雌蚊自身储存的能量并不足以满足生殖的需要，必须通过吸食血液以补充蛋白质等营养物质供给产卵。雌蚊子在叮咬吸血的过程中可传播疟疾、登革热、基孔肯雅热等多种传染疾病，对全球公共卫生造成严重威胁。尽管脂质代谢对蚊虫生存和繁衍至关重要，但调节脂质积累的机制，以及脂质储存不足引起的生理后果有待阐明。深入理解蚊虫的生理机制，尤其是其能量储存和利用方式，对发展新型防控策略具有重要意义。

正常情况下，血餐本是雌蚊繁衍后代的生命之源；然而，本研究发现一旦去饱和酶基因desat1被抑制，血液这顿“营养大餐”反而会化作一道“催命符”。研究发现，参与昆虫信息素和表皮碳氢化合物合成的去饱和酶Desat1，是催化饱和脂肪酸向单不饱和脂肪酸转化的关键限速酶（如将棕榈酸(C16:0)和硬脂酸(C18:0)分别转化为棕榈油酸(C16:1n-7)和油酸(C18:1n-9)），充当不饱和脂肪酸生成与脂质稳态的“调节器”，对雌蚊吸血后的存活与脂质稳态维持至关重要。通过RNAi干扰羽化早期雌蚊中desat1基因的表达，导致雌蚊吸血后快速死亡，同时严重影响雌蚊卵巢发育、血液消化、围食膜形成与肠道菌稳态。进一步研究发现，干扰desat1基因会阻碍饱和脂肪酸转化为不饱和脂肪酸，引起雌蚊体内饱和脂肪酸积累，不饱和脂肪酸（特别是棕榈油酸和油酸）的比例显著降低，甘油三酯合成受阻，整体脂代谢紊乱。饱和脂肪酸过度累积产生脂毒性（即吸血后活性氧大量积累，引发过度的细胞凋亡），导致蚊虫死亡。

进一步机制研究发现，血餐蛋白信号激发雌蚊的内分泌—代谢耦联反应，使20-hydroxyecdysone（20E）水平升高并上调其受体基因EcR的表达，继而增强脂肪酸β-氧化通路中的肉碱棕榈酰转移酶基因CPT1/CPT2与酰基辅酶A脱氢酶基因ACD的表达。脂肪酸经线粒体膜上的CPT1与CPT2转运至基质后，由ACD催化启动β-氧化，此代谢过程同时伴随ROS生成。在羽化早期敲低desat1时，CPT1和CPT2的表达显著上调，推动累积的饱和脂肪酸加速氧化，导致ROS过量产生，引发强烈氧化应激与细胞凋亡，最终致使雌蚊死亡。

本研究首次发现desat1基因是维持蚊虫脂质稳态的关键“安全阀”，它通过平衡饱和/单不饱和脂肪酸组成，有效保护雌蚊在吸血后免受20E激素信号放大所致的脂毒性伤害。该工作揭示了脂代谢通路与激素信号通路在维系吸血昆虫生存中的协同作用，同时证实desat1功能在不同蚊种间高度保守，具备作为广谱蚊媒防控分子靶标的潜力。该发现为蚊虫防治开辟了新途径，推动防控理念从传统的“广谱杀虫”向基于精密代谢干预的“生理调控”转变。

中国科学院分子植物科学卓越创新中心博士后孙佩璐和助理研究员王官栋为本文的共同第一作者，王四宝研究员为通讯作者。博士后王义冠、博士研究生杨丙辰、硕士研究生周涛、已毕业博士生李祎斐、董玲、高级实验师李芳以及华东师范大学崔春来研究员共同参与了研究工作。本研究的质谱分析和组织结构观察得到了中国科学院分子植物科学卓越创新中心公共技术中心的支持和帮助。本研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委员会、新基石科学基金、中国科学院、上海市科技重大专项等资助。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-65407-6

图. desat1基因沉默引发脂代谢紊乱，导致雌蚊吸血后死亡