鼠害问题在全球范围内对农业生产和公共卫生构成重大挑战。传统的化学灭鼠法通过增加死亡率来降低种群数量,但存在持效期短、种群易反弹、抗药性突出、误杀非靶标动物以及污染环境等问题,而不育控制策略则通过降低生育率来控制种群数量,被认为是新一代鼠害可持续控制策略。炔雌醚(Quinestrol)是一种与雌激素受体高亲和力的人工合成雌激素,因其高效性、对雌雄均有效、易富集于脂肪增加持效等有点,展现出对害鼠不育控制的应用潜力。然而,炔雌醚的高起效剂量增加了应用成本和环境残留风险,同时降低了饵料的适口性,限制了其在鼠害控制实践中的推广应用。
广东省科学院动物研究所刘全生研究员团队在前期的研究中发现,肝脏和肠道中富含的CYP3A4酶是不育剂吸收后至起效前阶段的重要降解酶。最近,该研究团队通过联合序贯使用两种CYP3A4酶抑制剂和炔雌醚,发现可实现不育剂的减量增效,并揭示了其潜在的生理生化机制。
研究发现,炔雌醚与克拉霉素(Clarithromycin)联合使用的抗生殖效果结果表明:联合用药虽未进一步降低睾丸等器官重量,但显著减少了精子密度,且协同降低黄体生成素(LH)水平(图1);克拉霉素可抑制CYP3A4酶的活性,降低了炔雌醚的代谢,从而提升了炔雌醚的抗生殖效能。
此外,炔雌醚与酮康唑(Ketoconazole)联合使用的抗生殖效果的结果显示(图2-3):低剂量炔雌醚(1.0 mg/kg)联合酮康唑(0.4 mg/kg)使用在10天内显著降低了精子密度、附睾重量和精子活力;30天后,虽然部分生殖参数恢复至对照水平,但精囊重量和血清睾酮水平仍较低。这可归功于酮康唑显著减少了炔雌醚在肝脏的代谢分解,实现了减量增效且延长了持效。
研究结果表明,抑制CYP3A4酶活性可增强炔雌醚的不育作用,还可降低有效剂量,减少应用成本和环境残留。这为害鼠不育剂减量增效研发提供了新视角,有望加速害鼠不育剂在实践中的应用。
相关成果分别发表于Scientific Reports和Animals期刊,广东省科学院动物研究所为论文第一完成单位,博士后纪羽和毕业生王宇杰为共同第一作者,广东省科学院动物研究所刘全生研究员为通讯作者。研究得到国家自然科学基金、广东省自然科学基金、广东省科学院科技发展专项等项目的资助。
图1 克拉霉素和炔雌醚联合使用对雄性小鼠繁殖能力的影响
图2 酮康唑和炔雌醚联合使用10天后(A-C)和30天后(D-E)对雄性小鼠精子密度和活力的影响
图3 酮康唑和炔雌醚联合使用10天后(A-B)和30天后(C-D)对雄性小鼠血清激素的影响
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:省科学院动物所
撰稿:纪羽、刘全生
审稿:黄丹 陈金平 吴玉春
校稿:徐超 肖捷 章震