蚊子是怎麼找到你的？

最近在《Cell》看到的一篇關於蚊子的 Minireview，來做個筆記。每年有超過五百萬人感染到蚊子傳染的疾病，其中有超過三百萬人死於這些傳染病。

蚊子有可能會威脅到生命的原因有三層：

1) 母蚊需要吸血來生產卵，所以進化了牠的嘴來吸血。
2) 有些蚊子是嗜吸人血的(anthropophilic)
3) 蚊子會帶有寄生從和病毒，目前最致命的蚊子種類有 Anopheles gambiae (瘧蚊)，是帶有傳染瘧疾的寄生蟲 Plasmodium (瘧原蟲)，另外則是帶有登革熱病毒(Dengue virus)的埃及斑蚊(Aedes aegypti)是帶有登革熱病毒的。

蚊子是怎麼找到人血的呢？牠們主要是靠感官器官，也就是用聞的，用嗅覺找出下蛋的地方，和找出食物（人類）在哪裡。人體會散發各種物質和氣味，這些都會吸引蚊子來，例如皮膚和呼出來的氣中有 lactic acid，流出來的汗和呼氣中有 1-octen-3-ol，還有最重要的二氧化碳 CO2，是吸引蚊子來的主要元兇之一阿。

蚊子的嗅覺器官有二：觸角(antennae)和下顎鬚(maxillary palp)。這兩個器官上都有叫 sensilla 的細毛，毛裡面有兩到三個神經細胞。下顎鬚中一個叫 capitate peg (cp) sensilla 的含有三個神經細胞，其中的 "A" neuron (cpA) 是直接負責 CO2 的。


Figure: CJ Potter, Cell 2015

神經細胞中有三種接受器(olfactory receptors)，分別是：

1) odorant receptors (ORs)

觸角的神經細胞裡主要都是這類的接受器，其中叫 OrX 的一種會和付接受器(co-receptor) Orco 組合(OrX/Orco)。有 Orco 的神經細胞會對人體的味道(odorant)有反應，包括 1-octen-3-ol ，不過如果有二氧化碳的話，就算沒有 Orco 也不會影響蚊子尋找人體吸血的行為。

2) gustatory receptors (GRs)

其中有三種 Gr1, Gr2 和 Gr3 會組合在一起，被二氧化碳刺激後會激化 cpA neuron，目前所知是 Gr3 負責細胞對二氧化碳的反應。

CO2 影響蚊子的行為很大，有二氧化碳的時候，蚊子活動力較強，會被人體溫度(37C)吸引，吸的血也比較多。蚊子本身對人體排出的另一個物質 lactic acid 沒太大興趣，但當和 CO2 混合，卻能高度吸引蚊子。CO2 會對蚊子有這麼大的影響力，其神經細胞中負責二氧化碳的 Gr3 當然有其功勞，Gr3 被突變的蚊子，即便有二氧化碳，活動力不會增高，對溫度(熱)無感，不會吸比較多的血，而對和二氧化碳混在一起的 lactic acid 也是一點興趣都沒有。

3) ionotropic receptors (IRs)：目前了解不多，但可能是用來偵測 acids, ammonia 和 amines 等揮發物質。

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偵測二氧化碳、體溫和體味是相輔相成的，都能幫助蚊子找尋食物。

目前避免被蚊子叮咬的策略，以分子生物學的層面來說，就是希望能找到抑制 CO2 receptors (i.e. GRs) 的東西，讓牠們找不到散發著二氧化碳的我們，或是找到刺激 GRs 的物質來當作蚊子的誘餌，讓牠們的吸引力被分散，不會跑來盯我們。



Paper:

CJ Potter. Stop the biting: Targeting a Mosquito’s Sense of Smell. Cell Minireview (2015)