鼠害問題在全球范圍內(nèi)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和公共衛(wèi)生構(gòu)成重大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的化學(xué)滅鼠法通過增加死亡率來降低種群數(shù)量,但存在持效期短、種群易反彈、抗藥性突出、誤殺非靶標(biāo)動物以及污染環(huán)境等問題,而不育控制策略則通過降低生育率來控制種群數(shù)量,被認(rèn)為是新一代鼠害可持續(xù)控制策略。炔雌醚(Quinestrol)是一種與雌激素受體高親和力的人工合成雌激素,因其高效性、對雌雄均有效、易富集于脂肪增加持效等有點,展現(xiàn)出對害鼠不育控制的應(yīng)用潛力。然而,炔雌醚的高起效劑量增加了應(yīng)用成本和環(huán)境殘留風(fēng)險,同時降低了餌料的適口性,限制了其在鼠害控制實踐中的推廣應(yīng)用。
廣東省科學(xué)院動物研究所劉全生研究員團(tuán)隊在前期的研究中發(fā)現(xiàn),肝臟和腸道中富含的CYP3A4酶是不育劑吸收后至起效前階段的重要降解酶。最近,該研究團(tuán)隊通過聯(lián)合序貫使用兩種CYP3A4酶抑制劑和炔雌醚,發(fā)現(xiàn)可實現(xiàn)不育劑的減量增效,并揭示了其潛在的生理生化機制。
研究發(fā)現(xiàn),炔雌醚與克拉霉素(Clarithromycin)聯(lián)合使用的抗生殖效果結(jié)果表明:聯(lián)合用藥雖未進(jìn)一步降低睪丸等器官重量,但顯著減少了精子密度,且協(xié)同降低黃體生成素(LH)水平(圖1);克拉霉素可抑制CYP3A4酶的活性,降低了炔雌醚的代謝,從而提升了炔雌醚的抗生殖效能。
此外,炔雌醚與酮康唑(Ketoconazole)聯(lián)合使用的抗生殖效果的結(jié)果顯示(圖2-3):低劑量炔雌醚(1.0 mg/kg)聯(lián)合酮康唑(0.4 mg/kg)使用在10天內(nèi)顯著降低了精子密度、附睪重量和精子活力;30天后,雖然部分生殖參數(shù)恢復(fù)至對照水平,但精囊重量和血清睪酮水平仍較低。這可歸功于酮康唑顯著減少了炔雌醚在肝臟的代謝分解,實現(xiàn)了減量增效且延長了持效。
研究結(jié)果表明,抑制CYP3A4酶活性可增強炔雌醚的不育作用,還可降低有效劑量,減少應(yīng)用成本和環(huán)境殘留。這為害鼠不育劑減量增效研發(fā)提供了新視角,有望加速害鼠不育劑在實踐中的應(yīng)用。
相關(guān)成果分別發(fā)表于Scientific Reports和Animals期刊,廣東省科學(xué)院動物研究所為論文第一完成單位,博士后紀(jì)羽和畢業(yè)生王宇杰為共同第一作者,廣東省科學(xué)院動物研究所劉全生研究員為通訊作者。研究得到國家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金、廣東省科學(xué)院科技發(fā)展專項等項目的資助。
圖1 克拉霉素和炔雌醚聯(lián)合使用對雄性小鼠繁殖能力的影響
圖2 酮康唑和炔雌醚聯(lián)合使用10天后(A-C)和30天后(D-E)對雄性小鼠精子密度和活力的影響
圖3 酮康唑和炔雌醚聯(lián)合使用10天后(A-B)和30天后(C-D)對雄性小鼠血清激素的影響
注:CK: 灌胃葵花籽油; Q1: 葵花籽油 + 1.0 mg/kg 炔雌醚; Q1 + K0.4: 0.4 mg/kg 酮康唑 + 1.0 mg/kg 炔雌醚; Q1 + K2: 2.0 mg/kg 酮康唑 + 1.0 mg/kg 炔雌醚; Q5: 葵花籽油 + 5.0 mg/kg 炔雌醚; Q5 + K0.4: 0.4 mg/kg 酮康唑 + 5.0 mg/kg 炔雌醚。
供稿:省科學(xué)院動物所
撰稿:紀(jì)羽、劉全生
審稿:黃丹?陳金平?吳玉春
校稿:徐超?肖捷?章震