提取蚊子唾液是一项艰巨的任务，但对于研究蚊子如何传播疾病却至关重要。堪萨斯大学的 Anita Saraf 使用由美国农业部资助的先进蛋白质组学技术分析了这些唾液样本，以研究病毒感染后唾液蛋白质的变化，这可能有助于疫苗研发。
显微镜下观察无感染性雌蚊唾液的采集情况。图片来源：NBAF Communications
安妮塔·萨拉夫 (Anita Saraf) 研究蚊子唾液，以了解登革热和西尼罗河病毒等病毒的传播方式，并使用质谱技术确定疫苗和治疗的潜在目标。
你可能会猜想从蚊子身上提取唾液会很困难。你猜对了。然而，由于蚊子通过唾液传播疾病，因此取样和研究至关重要。
但安妮塔·萨拉夫本人并不收集蚊子唾液——她将其交给别人是为了探索其中的科学秘密。
萨拉夫是堪萨斯大学质谱与分析蛋白质组学实验室主任，她使用散弹枪蛋白质组学分析生物样本——这是许多药物疗法的基础科学。
“收集这些蚊子的唾液很有挑战性，因为样本量太小，这是这类实验的常见限制，”她说：“我们与美国农业部农业研究局的合作者将蚊子的嘴放入管子中，然后刺激唾液分泌并收集唾液。”
现在，在美国农业部国家生物和农业防御设施每年 25 万美元的两年期新拨款的帮助下，萨拉夫目前正在分析这些非传染性蚊子唾液样本，以对抗“虫媒病毒”——指由蚊子等节肢动物传播的病毒。
这些病毒包括西尼罗河病毒、黄热病、登革热、日本脑炎和其他可能伤害或杀死人类、动物和植物的病毒。美国农业部有兴趣将这些发现应用于兽医学，但萨拉夫的研究成果也可能为人类治疗奠定基础。
“美国农业部希望研究病毒如何影响免疫系统以及在分子水平上的变化，特别是蚊子唾液的蛋白质组，”萨拉夫指出：“当病毒感染蚊子时，它会改变蚊子的蛋白质和其他基本成分，类似于疟疾在不同阶段发展过程中对人类宿主的影响。”
蛋白质组学分析技术萨拉夫的唾液蛋白质组学分析之所以成功，是因为他结合使用了非常高效的样本处理方法和散弹枪分析法。这种方法对于非常少量的样本（例如难以获得的蚊子唾液）非常有效。
“在堪萨斯大学的质谱核心，我们使用散弹枪蛋白质组学、纳米级液相色谱与串联质谱法或 nLC-MS，这种方法只需要纳克范围内的少量蛋白质，非常适合这类生物样本，”萨拉夫说道：“我们装置的灵敏度至关重要，因为如果没有它，我们将需要大量的蛋白质。一旦我们收到唾液样本，我们就会处理所有样本处理、制备和消化，以使其准备好进行质谱分析。我们拥有最新的设备和特殊的装置，这让我们具有很高的灵敏度，使我们处于这项研究的前沿。”
这些数据在 KU 质谱核心中进行分析，以深入了解蚊子唾液的分子特性在不同条件下如何变化。
“数据收集后，分析需要大量的后期处理，包括解释和比较，在这方面我有超过 24 年的经验，”萨拉夫说：“这就是我们与美国农业部建立合作关系的方式。”
据堪萨斯大学的研究人员介绍，她的实验室采用的分析蛋白质组的散弹枪法比其他方法更强大、更灵敏，可以进行更详细的时间过程研究。
“我们计划在不同条件下研究这些变化，包括蚊子感染病毒后的环境变化，”她说：“重点是蚊子的唾液，这至关重要，因为与引起疟疾的寄生虫（疟原虫）一样，虫媒病毒在蚊子叮咬时通过唾液传播。”
萨拉夫及其团队还将分析对照组蚊子的唾液，这些蚊子没有感染病毒，但与测试组处于相同的进食条件和感染时间。最终目标是确定未来宿主-媒介-病毒相互作用研究感兴趣的特定蛋白质，这些蛋白质可能成为药物治疗的潜在目标。
未来方向和影响到目前为止，萨拉夫的团队一直在研究未感染的蚊子，以建立基线数据。一旦灭活方案获得批准和授权，这项工作将包括来自生物安全等级 2 (BSL-2) 虫媒病毒感染蚊子的样本。
“我们将通过比较不同阶段的对照和感染样本，在蛋白质组水平上识别差异和变化，”堪萨斯大学的研究人员说：“我们的目标是确定发生的蛋白质变化，因为这些变化可能成为疫苗开发的候选者。我们首先需要选择候选者，这就是为什么我们在没有感染的相同条件下使用对照。我们必须小心地从两者中加载等量的蛋白质，以确保准确的比较——本质上，我们将能够进行‘苹果与苹果’的比较。”
萨拉夫的工作成果是一份蛋白质变化的清单，包括定性和定量变化，以加强可供研究人员和药物开发人员使用的证据。
“上次，我们在美国农业部的合作者发现这份名单非常有趣，它与文献中报道的内容一致，”她强调说：“我们的目标是选出进一步研究的候选者。”
该研究由美国农业部资助。
来源：堪萨斯大学
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