经Egletes viscosa与Lippia schaueriana精油处理后雌性Rhipicephalus linnaei(亚麻革蜱)合神经节(synganglion,蜱中枢神经系统)的组织病理学改变
《Arthropod-Plant Interactions》:Histopathological alterations in the synganglion of female Rhipicephalus linnaei ticks treated with essential oils of Egletes viscosa and Lippia schaueriana
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合成化学杀螨剂在蜱虫防治中的不当使用已导致杀螨剂抗性蜱株的选择,从而推动了替代性有效蜱控制策略的探索。其中,来源于Egletes viscosa Less.(菊科,Asteraceae)和Lippia schaueriana Mart.(马鞭草科,Verben
合成化学杀螨剂在蜱虫防治中的不当使用已导致杀螨剂抗性蜱株的选择,从而推动了替代性有效蜱控制策略的探索。其中,来源于Egletes viscosa Less.(菊科,Asteraceae)和Lippia schaueriana Mart.(马鞭草科,Verbenaceae)植物的精油(Essential Oils,EOs)在昆虫及其他节肢动物防控中显示出潜力。本研究旨在评估E. viscosa和L. schaueriana EOs对半饱血雌性Rhipicephalus linnaei蜱中枢神经系统——合神经节(synganglion)——形态组织学的影响。研究人员通过组织病理学和半定量分析评估合神经节的形态学改变。EOs经水蒸气蒸馏法提取,并利用气相色谱–质谱联用仪(Gas Chromatography–Mass Spectrometry,GC–MS)分析,结果显示E. viscosa含27种成分、L. schaueriana含18种成分,分别以顺式–异松蒎醇乙酸酯(cis-isopinocarveol acetate)和胡椒烯酮氧化物(piperitenone oxide)为主要化合物。经EO处理的雌性蜱合神经节的组织学及半定量分析显示存在剂量依赖性改变,其严重程度高于乙醇对照组观察到的轻度空泡化,主要表现为外膜结构(神经鞘 neurilemma 及神经束膜 perineurium)破坏、皮质区退变伴神经元核肥大/固缩/碎裂、胞质空泡化及神经髓纤维(neuropil)排列紊乱。上述结果表明,E. viscosa和L. schaueriana精油可诱导R. linnaei合神经节发生组织病理性损伤,包括神经元细胞损害,并可能损害其他由中枢神经系统介导的功能(如取食与生殖)。这支持了两株植物精油作为新型植物源杀螨剂开发候选物的潜力。
论文解读:Egletes viscosa与Lippia schaueriana精油对Rhipicephalus linnaei雌蜱合神经节(synganglion)的组织病理学影响
研究背景与意义
蜱类是 globally distributed 外寄生虫,是人和动物蜱传病(Tick-Borne Diseases,TBDs)的重要媒介。Rhipicephalus linnaei(曾称Rhipicephalus sanguineus sensu lato热带谱系,即棕色犬蜱热带谱系)可传播Ehrlichia canis、Babesia spp.等重要病原体。目前蜱害防控主要依赖合成化学杀螨剂,但其广泛及不规范使用已导致吡硫磷类等药剂在R. linnaei及微小牛蜱(Rhipicephalus microplus)中出现抗药性——近期研究已在泰国R. linnaei种群中发现电压门控钠通道基因突变相关的氯菊酯(permethrin)表型抗性。因此亟需寻找新型替代防控策略。植物源生物活性物质特别是精油(Essential Oils,EOs)因含多种活性成分可通过不同通路作用于节肢动物而备受关注。Egletes viscosa(菊科,俗名"macela-da-terra")和Lippia schaueriana(马鞭草科,俗名"alecrim-de-mo?o")分别以其顺式–异松蒎醇乙酸酯(cis-isopinocarveyl acetate)和胡椒烯酮氧化物(piperitenone oxide)为主要成分,前期研究显示其对R. sanguineus s.l.饱血雌蜱生殖生物学有影响。蜱的中枢神经系统即合神经节(synganglion,由脑与腹神经索愈合而成的蜱类CNS),调控取食、蜕皮、生殖等关键生理过程,是杀螨剂的经典靶标器官。然而这两株植物精油对R. linnaei合神经节形态–生理学的影响未见报道。本研究首次评估不同浓度E. viscosa和L. schaueriana EOs对半饱血R. linnaei雌蜱合神经节的组织病理损伤,为植物源杀螨剂的作用机制提供形态学依据。本文发表于Arthropod-Plant Interactions。
主要技术方法概述
研究人员使用实验室传代培养的Rhipicephalus linnaei未吸血雌雄成蜱,通过人工感染无接触史新西兰兔获取半饱血雌蜱。E. viscosa干花序头和水蒸气蒸馏获得EO(27种成分,主成分为cis-isopinocarveyl acetate),L. schaueriana鲜叶水蒸气蒸馏获EO(18种成分,主成分为piperitenone oxide),均经GC–MS鉴定。设蒸馏水对照(C1)、50%乙醇溶剂对照(C2),及E. viscosa EO 12.5/25/50 mg/mL(T1–T3)和L. schaueriana EO同三浓度(T4–T6)共8组,每组10只半饱血雌蜱,采用成蜱浸渍法(Adult Immersion Test,浸泡5 min)处理后培养5 d。解剖取出合神经节,4%多聚甲醛固定、梯度乙醇脱水、Leica组织树脂包埋,3 μm切片行Harris苏木精–伊红(Hematoxylin and Eosin,HE)染色,光镜下观察。采用半定量评分法(损伤重要性因子ω=1–3 × 出现程度α=0–5,计算Indexind=Σ(ω×α)),Kruskal–Wallis检验及Dunn's多重比较进行统计学分析(p<0.05为差异显著)。
研究结果
Chemical composition of the essential oils(精油化学成分)
GC–MS分析确认E. viscosa EO检出27种化合物(>98%),主成分为cis-isopinocarveyl acetate(B化学型);L. schaueriana EO检出18种化合物(>98%),主成分为piperitenone oxide,与前人报道一致。
Morphology of the Synganglion of R. linnaei(R. linnaei合神经节形态学观察)
Control groups(对照组):蒸馏水对照(C1)合神经节结构完整——最外层无细胞神经鞘(neurilemma),其内为胶质细胞构成的神经束膜(perineurium),再内为皮质(cortex)含神经元胞体,皮质与神经髓(neuropil,含树突和轴突纤维)间可见下神经束膜(subperineurium),中央有食管管(esophageal canal)穿行。50%乙醇对照(C2)除上述正常结构外,皮质及神经髓区可见轻度胞质空泡化,但外膜完整。
Exposure of females to Egletes viscosa oil(treatment groups 1–3)(E. viscosa EO处理组)
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T1(12.5 mg/mL):神经鞘与神经束膜局灶性分离/脱离,皮质细胞胞质空泡化,半定量评分与对照组比差异显著(p<0.05)。
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T2(25 mg/mL):神经鞘和神经束膜多处脱离伴皱褶及不规则,下神经束膜部分破裂,皮质细胞出现核肥大(hypertrophy)及核固缩(pyknosis,凋亡特征),所有改变具统计学意义(p<0.05)。
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T3(50 mg/mL):外包膜(神经鞘、神经束膜、下神经束膜)几近完全破裂,皮质细胞侵入神经髓致两者分界消失;皮质区见典型凋亡征象——核固缩、核肥大及核碎裂(fragmentation),改变极显著(p<0.05)。
Exposure of females to Lippia schaueriana oil(treatment groups 4–6)(L. schaueriana EO处理组)
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T4(12.5 mg/L):合神经节外膜局部脱离伴皱褶,皮质及神经髓轻度空泡化,少数皮质核肥大/固缩,半定量评分与对照无显著差异(p>0.05)。
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T5(25 mg/mL):神经鞘与神经束膜脱离及局灶破裂,皮质细胞核固缩/肥大,下神经束膜不规则,具统计学显著意义(p<0.05)。
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T6(50 mg/mL):外包膜丧失原有结构并破裂,皮质/下神经束膜/神经髓无法区分,外膜与残存皮质间形成大空泡含细胞碎片,下神经束膜破坏致凋亡皮质细胞与神经髓纤维混杂,改变显著(p<0.05)。
讨论与结论
研究人员指出,两种EO均引起R. linnaei雌蜱合神经节剂量依赖性组织病理损伤——低浓度(12.5 mg/mL)即致外包膜(neurilemma、perineurium)分离/皱褶,提示这些选择性屏障最先接触并受损;中高浓度进一步引发皮质神经元核固缩/肥大/碎裂(凋亡)、胞质空泡化(可能为细胞隔离损伤细胞器/碎片的防御反应)、下神经束膜破裂致皮质–神经髓结构紊乱或消失。乙醇对照仅见轻微空泡化,证明严重损伤系EO本身所致而非溶剂。L. schaueriana主成分piperitenone oxide在昆虫中被报道可抑制乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase,AChE),提示其可能在蜱中具有神经毒性;E. viscosa主成分cis-isopinocarveyl acetate亦可能具神经毒作用,但具体生化机制待验证。合神经节损伤将影响其调控的取食、生殖等中枢功能,最终导致蜱死亡或失能。综上,E. viscosa和L. schaueriana精油可在半饱血R. linnaei雌蜱合神经节诱导剂量依赖性组织病理损害——包括外包膜破裂、皮质神经元凋亡样死亡及神经髓纤维紊乱——表明二者具植物源杀螨剂(botanical acaricide)开发潜力,为克服合成杀螨剂抗性问题提供了基于中枢神经系统的形态学证据。