腺苷在昆虫体内发挥着重要的代谢信号作用，调控着免疫、代谢、神经系统、发育和行为等一系列过程。本研究汇总了近期关于昆虫腺苷受体（AdoR）的研究成果，并着重阐述了其作为基础研究和应用管理策略靶点的潜力。
这项由凯斯西储大学生物化学系的艾米丽·瓦斯科、林赛·纽曼和瑞安·阿维德森共同撰写的研究，揭示了昆虫和脊椎动物之间的一个重要区别。哺乳动物拥有四种亚型的腺苷受体，而昆虫则将这些功能集中于单一的G蛋白偶联受体上。这种受体整合了多种生理信号，并能触发环磷酸腺苷（cAMP）、钙离子和其他细胞反应通路。
据科学家称，研究表明 黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）对蜜蜂、鳞翅目害虫、蚱蜢和寄生蜂-宿主系统的研究表明，细胞外腺苷参与了多种生物反应。这种代谢物在感染期间协调代谢重编程，调节睡眠和神经元恢复能力，影响肠道干细胞，影响传粉昆虫的觅食能力，并且可以被病原体操控。
系统性体征
在免疫过程中，腺苷发挥着系统性信号的作用。在幼虫中， 黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）寄生虫感染会增加细胞外腺苷的含量。这种增加会引发代谢变化，并将能量储备用于免疫细胞的增殖和活性。研究人员还指出，腺苷脱氨酶相关因子在调节细胞外腺苷代谢物水平方面发挥着重要作用。
该系统的精细调控具有重要的生理意义。当腺苷不能被充分清除时，腺苷受体（AdoR）的慢性激活会导致能量储备不受控制地动员，造成严重的肌肉质量损失，最终导致死亡。 黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）科学家将腺苷描述为人体免疫防御和新陈代谢之间的联系纽带。
病原体也会利用这一途径。在鳞翅目昆虫中，与……相关的短尾镰刀菌属病毒 马尼拉斯内伦尼乌斯 降低细胞外腺苷水平 斜纹夜蛾这种减少抑制了腺苷受体介导的免疫激活，有利于寄生蜂的成功寄生。在蜜蜂中，畸形翅病毒的感染会改变细胞外腺苷信号传导，并影响蜜蜂的神经功能。
神经系统
该研究凸显了腺苷受体（AdoR）在神经系统中的重要性。该受体在多种组织中均有表达，在所评估物种的中枢神经系统中表达更为普遍。 黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）咖啡因通过与腺苷信号通路和多巴胺能回路相互作用来改变睡眠和觉醒。神经元和胶质细胞中腺苷受体（AdoR）表达的慢性改变会损害睡眠结构、运动活性和寿命。
腺苷信号传导在应激条件下的神经元恢复中也发挥作用。 蝗虫细胞外腺苷有助于缺氧昏迷后的恢复。其机制包括暂时抑制神经活动，并在复氧过程中起到保护作用。 黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）AdoR 的激活调节保护性基因，如 Hsp70 和 Mod(mdg4)，以应对细胞毒性损伤。
幼虫生长
在发育过程中，腺苷水平的改变会损害幼虫的生长和发育进程。在成虫组织中，腺苷受体（AdoR）调节中肠肠道干细胞的增殖。 黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）通过RNA干扰降低腺苷受体（AdoR）的表达会减少这种增殖。受体活性有利于干细胞群的扩增，并参与上皮细胞的更新。
该研究还将腺苷通路与传粉昆虫的生态联系起来。在蜜蜂中，暴露于新烟碱类杀虫剂吡虫啉会降低其觅食能力并损害翅膀拍动频率。补充腺苷可以逆转其中的一些影响。其他引用的研究表明，吡虫啉会影响血淋巴和脂肪体的能量代谢，这进一步强化了腺苷、能量和对环境胁迫的脆弱性之间的联系。
在药理学领域，研究人员重点关注对昆虫具有特定作用的腺苷激动剂、拮抗剂及其类似物。该综述列举了CPA、CHA、2-氯腺苷、咖啡因、DPCPX、8-苯基茶碱、IBMX、SCH58261和ZM241385等化合物。这些配体对环磷酸腺苷（cAMP）、钙离子、睡眠、神经肌肉传递、发育和死亡率的影响因物种、剂量和实验系统而异。
应用电位
施加的电位在图中突出显示。 小菜蛾小菜蛾（又称菜蛾）是杀虫剂N6-(2-羟乙基)-腺苷（简称HEA）的目标害虫。该论文引用的一项研究表明，HEA的毒性与小菜蛾的腺苷受体PxAdoR有关。这一证据表明，AdoR可作为农业害虫的一种潜在药理学靶点。
结构分析表明，G蛋白偶联受体的典型核心结构高度保守。昆虫受体保持着具有七个跨膜结构域和保守基序（如DRY和NPxxY）的结构。同时，它们与人类受体的不同之处在于，昆虫受体具有更长的C端尾部、无序区域、富含正电荷的区域以及胞外环的变异。这些差异或许可以解释不同昆虫目之间特定的药理学特征。
系统发育分析
研究人员已收集到超过50个来自昆虫的推定腺苷受体（AdoR）序列。系统发育分析表明，昆虫受体是一个单系群，与人类的A1、A2A、A2B和A3受体截然不同。在昆虫内部，这些序列倾向于按分类顺序聚集。这种模式表明，昆虫受体在与脊椎动物受体分离后发生了进化分化。
科学家们得出结论，腺苷受体（AdoR）兼具结构保守性和昆虫特异性适应性。这种组合为选择性研究、配体设计以及有益物种的风险评估开辟了新的途径。对于研究人员而言，未来的进展将取决于提高腺苷受体表达的空间和细胞分辨率、开展昆虫目间的比较研究以及对结构模型进行实验验证。
更多信息请访问 doi.org/10.1093/aesa/saag020
