O 氯虫苯甲酰胺一种名为二酰胺的杀虫剂，用于控制鳞翅目害虫，它改变了鳞翅目幼虫神经元中的钠离子通道和钾离子通道。 棉铃虫该信息包含在一项科学研究中，该研究还确定了幼虫在接触杀虫剂后腹神经索中的神经胶质细胞反应。
该研究评估了氯虫苯甲酰胺对三龄幼虫的神经毒性。 棉铃虫科学家们结合了全细胞膜片钳电生理学、单细胞RNA测序和RT-qPCR技术。这种方法使他们能够观察对神经元离子通道的影响，并绘制腹神经索中的细胞类型图。
杀虫剂作用
氯虫苯甲酰胺作用于兰尼碱受体。这种作用会导致昆虫体内钙离子不受控制地释放，进而导致肌肉麻痹。这项新研究揭示了其毒性作用的另一个组成部分。在相对较高的浓度下，该杀虫剂会调节电压门控钠通道并降低电压门控钾通道的电流。
钠通道
在钠通道中，氯虫苯甲酰胺使激活和失活曲线向更负的电位方向移动。该产品还延迟了通道失活后的恢复。数据显示，恢复时间从对照组的0,24474毫秒增加到100微摩尔氯虫苯甲酰胺组的1,01362毫秒，约为对照组的4,14倍。
电生理记录还显示，随着杀虫剂浓度的增加，钠电流峰值幅度降低。处理后，通道激活发生在更负的电位。在对照组中，钠通道的激活电位在-40至-30毫伏之间。而使用100微摩尔氯虫苯甲酰胺处理后，激活电位接近-80毫伏。
钾通道
在钾通道中，杀虫剂并未显著改变其激活特性。然而，它以剂量依赖的方式降低了峰值电流。这种效应可能损害神经元的复极化。钠通道的改变和钾电流的抑制相结合，可能会破坏神经元的电平衡。
研究人员还构建了幼虫腹神经索的首个单细胞转录组图谱。 棉铃虫测序分析了10.823个高质量细胞，平均每个细胞检测到1.494个基因。经过标准化和降维处理后，这些细胞形成了18个簇。
手机笔记
细胞注释结果显示了神经元和非神经元细胞群。在神经元中，该研究鉴定了与胆碱能、谷氨酸能和GABA能系统相关的标记物。在神经胶质细胞中，科学家识别出了神经周胶质细胞、神经周下胶质细胞、星形胶质细胞和包膜胶质细胞。此外，还发现了气管细胞、神经母细胞以及一些未明确分类的细胞簇。
对神经胶质细胞的分析突显了两个基因：NKCC 和 UGT39B1。NKCC 主要在神经周膜胶质细胞中表达。UGT39B1 则在神经周膜下胶质细胞中富集。在致死浓度为 30 的氯虫苯甲酰胺暴露 24 小时后，这两个基因在神经组织中的表达均显著增加。
UGT39B1属于UDP-糖基转移酶家族。这类酶参与外源物质的结合，并可在代谢清除过程中发挥作用。治疗后UGT39B1水平升高提示存在与解毒相关的反应。NKCC编码钠、钾、氯共转运蛋白。其高表达可能反映了化学应激后神经胶质细胞离子稳态的调整。
神经毒性作用
数据支持一种包含两个组成部分的神经毒性机制。第一部分涉及神经元靶点，包括钠通道的调节和钾电流的减少。第二部分涉及神经胶质细胞，涉及与离子转运和代谢相关的基因反应。科学家将这种组合描述为一种双靶点机制，涉及神经元和神经胶质细胞。
这项研究也为抗药性管理指明了可能的途径。NKCC 和 UGT39B1 被鉴定为对氯虫苯甲酰胺有响应的基因，这为研究增效剂以及旨在延缓昆虫抗药性进化的策略提供了候选基因。
更多信息请访问 DOI:10.1016/j.pestbp.2026.107206
