经典阅读‖功效挖掘:四川农业大学JAFC发现雷公藤内酯醇对福寿螺的杀螺活性及其机制

研究背景

福寿螺（Pomacea canaliculata）是一种全球性入侵水生生物，对水稻等农作物造成严重危害，同时是广州管圆线虫的中间宿主，威胁公共卫生。当前防治仍依赖化学杀螺剂如四聚乙醛和氯硝柳胺，但其存在环境污染、非靶标毒性和抗药性等问题。植物源天然产物因其环境友好、来源广泛、对非靶标生物毒性较低等特点，成为新型杀螺剂研发的重要方向。已有多种植物提取物表现出杀螺活性，如博落回、鹰不扑、夹竹桃等，但其作用机制多未深入阐明。雷公藤内酯醇（TP）是从雷公藤中提取的二萜内酯类化合物，具有广泛的生物活性，如接触毒性和拒食作用，但其对福寿螺的杀螺活性及机制尚未系统研究。本文旨在评估TP对福寿螺的杀螺效果，并通过组织学、酶活性、蛋白质组学及分子对接等手段揭示其作用机制。

特色创新

本研究不仅评估了TP的杀螺活性，还通过多组学方法（组织病理、酶活、蛋白质组、分子对接、RNA干扰）系统揭示了其作用靶点与毒性通路。首次筛选出TP在福寿螺中的潜在靶点蛋白（如β-微管蛋白和RNF34），并通过RNAi实验验证其在毒性过程中的功能。发现TP既可通过破坏鳃组织导致死亡，也可通过影响生殖系统抑制种群繁殖，为其作为兼具杀灭与种群调控功能的杀螺剂提供依据。TP对福寿螺的72小时LC50仅为0.0921 mg/L，显著低于常用化学杀螺剂和多数已报道的植物源杀螺成分，具备开发为高效低毒杀螺剂的潜力。

研究内容

1. 杀螺活性评估

采用浸渍法测试TP对不同发育阶段福寿螺的毒性。结果显示，TP对成虫和幼螺均具强毒性，72小时LC50分别为0.0921 mg/L和0.0450 mg/L，表明其杀螺活性显著，且对幼螺更敏感。

2. 组织病理学观察

暴露于0.0921 mg/L TP 48小时后，福寿螺的肝胰腺、鳃、肾、睾丸和蛋白腺出现明显损伤：鳃：纤毛脱落，柱状细胞结构紊乱；肝胰腺：消化细胞受损，血腔扩张；睾丸：精细管解体，精子排列紊乱；蛋白腺：分泌管内壁粗糙，纤毛丢失。肠和卵巢结构基本完好，说明TP对呼吸、代谢和生殖系统具有选择性损伤。

3. 酶活性变化

TP暴露导致多种功能酶活性显著改变：AST/GOT：在鳃中持续上升，在肝胰腺中先升后降；GST：在鳃和肝胰腺中均被诱导上调；AChE：在头、肝胰腺、卵巢和睾丸中显著升高，在肾中被抑制。这些变化反映TP引起氧化应激、代谢紊乱和神经功能干扰。

4. 蛋白质组学与靶点筛选

共鉴定出225个差异表达蛋白（DEPs），其中114个上调、111个下调。GO与KEGG分析显示这些蛋白富集于氧化还原、蛋白酶调控、微管结构、凋亡与免疫相关通路。通过分子对接筛选出8个候选靶点蛋白，其中β-微管蛋白（参与纤毛与细胞骨架稳定）和RNF34（参与泛素化调控与生殖细胞功能）结合能较低，被选为重点研究对象。

5. RNA干扰验证靶点功能

设计siRNA分别沉默β-微管蛋白和RNF34基因：沉默β-微管蛋白显著缓解TP引起的鳃组织损伤，72小时存活率从约50%提升至73%；沉默RNF34对存活率无显著改善，说明其不直接参与致死过程，但可能影响繁殖功能。结果表明TP通过结合β-微管蛋白破坏鳃纤毛结构，导致呼吸与渗透调节功能衰竭，是其致死的主要机制；而结合RNF34可能影响生殖系统的蛋白稳态与精子发生，具有种群调控潜力。

总之，TP首先破坏鳃上皮细胞微管结构，导致纤毛脱落、细胞破裂，进而增加TP进入体内的机会，形成毒性循环。鳃屏障损伤后，TP进入血淋巴并积累于肝胰腺等器官，引起代谢功能障碍和免疫抑制，最终导致死亡。此外，TP对睾丸的损伤可能通过干扰泛素化调控影响精子发生，从而在亚致死浓度下抑制种群繁殖。

文献引用：Ma, R.; Wang, M.; Wan, X.; Ma, L.; Zhang, M.; Qiu, X.; Chen, H.; Yang, C. Mollusicidal Activity and Mechanisms of Triptolide against Pomacea canaliculata. J. Agric. Food Chem.2025, *73* (12), [Article DOI: 10.1021/acs.jafc.5c12830].