近日，东北师范大学动物学任炳忠课题组与细胞生物学刘罡、江秀梅课题组联合在国际知名期刊Nano Today（1区，影响因子13.3）在线发表了题为“Development of a multi-effect CS-TPP-dsNFS1 mosquito control nanosystem that induces muscle ferroptosis through suppressing iron-sulfur-cluster biosynthesis”的研究成果。该研究首次对非模式昆虫中的铁代谢途径进行了研究，揭示了半胱氨酸脱硫酶NSF1在白纹伊蚊吸血、飞行等行为中的作用，同时利用纳米材料对该基因的dsRNA进行包埋，成功开发出更具稳定性的埃及伊蚊基因防控策略。

图1. 文章首页

    白纹伊蚊是许多传染病的传播媒介，如登革热、寨卡病毒、黄热病、西尼罗河热、日本脑炎等等, 这些疾病每年都威胁着全球近3.9亿人的生命健康安全。利用RNA干扰技术对白纹伊蚊进行防治是近年来的研究热点之一，传统RNA干扰技术中靶标基因的选择和dsRNA的体外稳定性是限制其广泛应用的主要技术瓶颈。

    该研究首次对非模式昆虫白纹伊蚊中的铁代谢途径进行了探究，转录组鉴定获得28条可能参与白纹伊蚊铁代谢的相关基因，其中半胱氨酸脱硫酶NSF1在不同物种间高度保守，该基因沉默后，可造成铁代谢途径中相关铁硫酶的失活，在白纹伊蚊肌肉组织中形成铁沉积，进而造成细胞和组织层面的铁死亡（图2）。同时，该基因沉默可造成显著的吸血和活动能力下降等行为学变化，这些研究结果为白纹伊蚊的基因防治提供了新型的基因靶点。

图2. NSF1基因沉默对相关铁硫酶活和组织、细胞的影响。

    在此基础上，我们通过纳米材料壳聚糖三聚磷酸钠对NSF1的dsRNA进行包埋，结果显示，与对照相比，未通过包埋的dsRNA在48小时全部降解，而CS-TPP-NSF1纳米颗粒仍然保持其活性，同时包埋的纳米颗粒提高了dsRNA在幼虫肠道内的稳定性和吸收效率（图3）。

图3.包埋NFS1纳米颗粒在幼虫中的稳定性和分布

    通过CS-TPP-NSF1纳米颗粒对白纹伊蚊幼虫进行防治，显著降低了白纹伊蚊雌性成虫的飞行能力、吸血频次、吸血量及卵巢发育等表征（图4），结果证明该策略对白纹伊蚊基因防治的综合影响。该研究首次阐明了白纹伊蚊中NSF1基因对其细胞、组织、行为水平的铁死亡机制，并为白纹伊蚊的综合防治提供了关键理论依据和新型策略。

 东北师范大学为本论文第一完成单位，东北师范大学博士生段诗文和硕士生高健敏为论文共同第一作者，王寅亮副教授、江秀梅副教授和刘罡研究员为该论文共同通讯作者。该研究获得了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金和吉林省科技厅重点研发项目的资助。

全文链接：https://authors.elsevier.com/c/1kHbM6DSyBHuk1