Cell：活着界上初次构建出蚊仔细胞图谱

全球最危险的动物现在变得更容易在研究——也许有朝一日能被克服。洛克菲勒年夜学神经遗传学与行动尝试室的研究人员与全球蚊子专家合作，建立了史上首个埃和伊蚊（Aedes aegypti）的细胞图谱。这类蚊子传布的疾病比任何其他蚊种都多。

这份“蚊仔细胞图谱（Mosquito Cell Atlas）”以细胞级分辩率显现了蚊子从触角到足部所有组织中的基因表达环境。该数据集向所有研究人员（和好奇的公家）免费开放。研究团队近期在《细胞》杂志上颁发了该图谱。

"这是对蚊子每一个细胞在基因表达层面勾当的周全快照，"尝试室负责人Leslie Vosshall说，她研究埃和伊蚊已近二十年。"这是一项真实的成绩，由于我们阐发了雄性和雌性蚊子中很多分歧类型的组织。"

该图谱已揭露了埃和伊蚊遗传奥秘的新看法，包罗新型细胞类型、雄性和雌性蚊子之间的细微差别与不测类似性，和雌蚊在吸血后年夜脑中产生的基因表达剧变。

资深作者Nadav Shai估计，以该图谱为出发点，很多研究人员将取得新发现。"我们相信这个重大的数据集将真正鞭策蚊子生物学的成长，"他暗示，"对前言生物学家来讲，这是一个极好的东西，可以从当选取任何感爱好的标的目的，展开本身的研究线路。"

器官层面的解析

曩昔几年中，科学家们已操纵单细胞测序手艺辨认了黑腹果蝇、娟秀隐杆线虫和小鼠等模式生物的细胞类型并说明其基因表达模式，为每一个物种构建了全生物体的单细胞图谱。

蚊子研究人员也一向在跟进，但体例是零星的：在分歧的研究中，逐一器官、逐一组织地进行。此前部门工作由Vosshall的团队和"埃和伊蚊蚊仔细胞图谱同盟"的其他成员完成，该全球科学家合作组织是为本项目而组建的。

年夜大都先前研究都聚焦在雌蚊，疏忽了雄蚊。"雄性和雌性蚊子在平常糊口中都以花蜜为食，但雌蚊需要血液中的卵白质来发育卵子并繁衍下一代，"第一作者Olivia Goldman注释道。

"由于雌蚊是传布所有病原体的首恶，所以研究存在庞大的方向性，年夜量存眷雌蚊生物学，而关在雄蚊的信息很是少，"Vosshall说。"所以我们但愿包涵周全，弥补这一空白。"

"我们还但愿操纵进步前辈且同一的测序手艺，将蚊仔细胞生物学的最新进展整合到一个资本中，"Shai说。

为此，该团队利用单核RNA测序手艺（该手艺比拟单细胞方式更能捕获所有虫豸细胞类型的生物学特征），建立了一个包括跨越367,000个细胞核的年夜型数据集。这些细胞核来自按照五年夜生物学主题拔取的19种蚊子组织：首要体段；感受与宿主寻觅；病毒传染；滋生；和中枢神经系统。

用腿品味甜味

他们发现了归为14个首要细胞种别的69种细胞类型，此中很多是前所未见的。

最惹人注视的发现之一是"多模式感受神经元"的遍及存在——这些"超等细胞"能领受多种情况旌旗灯号，包罗温度和味道。Vosshall尝试室先前的研究发现触角和下颚须中布满了这类神经元，但此刻他们可以或许在全生物体规模内不雅察，发现它们无处不在，包罗鼻、舌和腿。

"就像触角和下颚须一样，腿和口器具有很是壮大的感知世界的东西，"Shai说。"它们配合使蚊子极为善于其所做的事——寻觅宿主、吸血和滋生。"

这些多功能化学感触感染器使它们可以或许（除其他功能外）检测甜味和淡水。

"能用腿品味甜味可能有助在检测糖分，这是牝牡蚊子保存所必须的，"Shai说。"但这只是它们感知四周情况（可叮咬的人类、作为糖源的花朵或产卵的适合水源）的味觉组合的一部门。我们相信，浩繁传感器的组合对它们的保存相当主要。"

陪伴行动改变的年夜脑转变

吸血后，雌蚊对人类和其他宿主完全掉去爱好；它的核心转向发育和产卵。"这类强烈叮咬人的驱动力是若何被封闭的？"Vosshall说。

"我们按照本身尝试室和他人之前的研究知道，吸血后年夜脑的转录本会产生转变，我们原假定也许会发现分歧亚型的神经元其上调或下调了其转录本，"Shai说。

为了找出谜底，他们检测了雌蚊在吸血后3、12、24和48小时的年夜脑基因表达。他们发此刻所有时候段基因表达都产生了猛烈转变，这类转变在最初几小时到达颠峰，然后逐步削弱。年夜大都初期表达转变是基因上调，尔后期时候段则显示上和谐下调夹杂的环境。

惹人注视的是，这些转变以一种完全出乎料想的体例产生。神经元约占蚊子脑细胞的90%，但产生基因表达庞大转变的倒是胶质细胞——这些撑持细胞占比不到10%。

"在雌蚊对人类掉去爱好的这段时候里，胶质细胞被完全重构了，"Vosshall说。"这是一个庞大的欣喜，"Shai说。"这证实胶质细胞不但对撑持脑细胞和功能相当主要，并且在心理上与行动相干。"

有限的性别二态性

另外一个富有开导性的发现是，虽然牝牡蚊子存在所有已记实的形态和行动差别，但除小簇性别特异性细胞和生殖器官外，它们的细胞组成年夜体不异。

"我们本来预期这会是一个'两个基因组'的故事，但事实并不是如斯，"Vosshall说。"总的来讲，年夜大都细胞看起来是一样的，它们表达的转录本也类似，"Shai指出。"但是，这其实不意味着调控和表达程度不异，这些极可能驱动了差别。另外一个身分多是分歧基因表达若何协同工作以发生新功能。"

一个破例仅在雄蚊触角中发现，而这根基上还是未摸索的范畴。"一小群细胞以一个在雌性任何组织中都不表达的单一基因的表达为标记，"Vosshall说。"假如我们没有比力雄性和雌性的基因表达，我们永久也不会发现它们。"它们的功能仍有待肯定。

将来标的目的

Vosshall尝试室将深切发掘蚊子单细胞图谱，以进一步研究埃和伊蚊经由过程其出色且普遍散布的多功能感受神经元来寻觅宿主和感知情况等行动。"尝试室的分歧成员会将它带到分歧的研究标的目的，"Shai说。

他们但愿全球的研究人员都能从中取得一样的开导。"数据集的重大范围斥地了很多新的研究路子，这些是之前人们由于缺少此东西而没法研究的，"Shai说。"这是一个全球性资本，自2021年项目启动之初就已向所有人开放，所以已有良多人在利用它，"Vosshall弥补道。"我们等候看到由此发生的发现。"（Bioon.com）

参考文献：

Olivia V. Goldman et al, A single-nucleus transcriptomic atlas of the adult Aedes aegypti mosquito, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.10.008.