タイの地元の食品加工工場で蚊をテストした以前のプロジェクトでは、カヤツリグサ、ガランガル、シナモンのエッセンシャルオイル（EO）がネッタイシマカに対して優れた抗蚊活性を持っていることが判明しました。従来型の使用を減らそうとする試みとして、殺虫剤この研究は、エチレンオキシドの殺成虫効果とネッタイシマカに対するペルメトリンの毒性との間の潜在的な相乗効果を特定することを目的としており、耐性を持つ蚊の個体数の制御を改善しました。ネッタイシマカ（ピレスロイド耐性株や感受性株を含む）。
C. rotundus および A. galanga の根茎および C. verum の樹皮から抽出した EO の化学組成と、感受性株 Muang Chiang Mai (MCM-S) および耐性株 Pang Mai Dang (PMD-R) に対する殺傷活性を評価すること。 ）。）成人済Ae。ネッタイシマカ。EO-ペルメトリン混合物の成体バイオアッセイも、その相乗作用を理解するために、これらのネッタイシマカに対して行われました。ネッタイシマカ株。
GC-MS分析法を使用した化学的特性評価により、C. rotundus、A. galanga、およびC. verumのEOから48の化合物が同定され、それぞれ全成分の80.22%、86.75%、97.24%を占めることが示されました。シペレン (14.04%)、β-ビサボレン (18.27%)、シンナムアルデヒド (64.66%) は、それぞれサイペラス油、ガランガル油、バルサミコ油の主成分です。生物学的成体殺傷アッセイでは、C. rotundus、A. galanga、および C. verum EV が Ae を殺すのに効果的でした。ネッタイシマカ、MCM-S、および PMD-R の LD50 値は、それぞれ、雌で 10.05 および 9.57 μg/mg、雌で 7.97 および 7.94 μg/mg、雌で 3.30 および 3.22 μg/mg でした。成人を殺害する際のMCM-SおよびPMD-R Aeの効率。これらのEOにおけるネッタイシマカはピペロニルブトキシドに近かったが(PBO値、LD50 = 6.30および4.79 μg/mg雌)、ペルメトリンほど顕著ではなかった(LD50値=それぞれ0.44および3.70 ng/mg雌)。しかし、組み合わせバイオアッセイでは、EO とペルメトリンの間に相乗効果があることがわかりました。ペルメトリンとの 2 系統のネッタイシマカに対する顕著な相乗効果。C. rotundus および A. galanga の EM でネッタイシマカが確認されました。C. rotundus 油と A. galanga 油の添加により、MCM-S に対するペルメトリンの LD50 値が雌でそれぞれ 0.44 から 0.07 ng/mg と 0.11 ng/mg に大幅に減少し、相乗効果比 (SR) 値が得られました。それぞれ6.28と4.00。さらに、C. rotundus および A. galanga の EO は、PMD-R に対するペルメトリンの LD50 値を、雌でそれぞれ 3.70 から 0.42 ng/mg および 0.003 ng/mg に大幅に低下させ、SR 値は 8.81 および 0.003 ng/mg でした。それぞれ1233.33。。
EO-ペルメトリンの組み合わせの相乗効果により、2つの系統のネッタイシマカに対する成虫毒性が強化されます。ネッタイシマカは、特に従来の化合物が効果がないか不適切である場合に、抗蚊効果を高める相乗剤としてエチレンオキシドの有望な役割を実証しています。
ネッタイシマカ (双翅目: 蚊科) は、デング熱や、黄熱病、チクングニア熱、ジカウイルスなどの他の感染性ウイルス疾患の主な媒介者であり、人間に対して巨大かつ持続的な脅威をもたらしています[1、2]。。デング熱ウイルスは、人間に影響を与える最も深刻な病原性出血熱であり、年間 500 万～1 億人の感染者が発生し、世界中で 25 億人以上が危険にさらされていると推定されています [3]。この感染症の発生は、ほとんどの熱帯諸国の人口、医療制度、経済に多大な負担をかけています[1]。タイ保健省によると、2015 年に全国でデング熱の症例数 142,925 名、死亡者数 141 名が報告されており、これは 2014 年の症例数と死亡者数の 3 倍以上です [4]。歴史的証拠にもかかわらず、デング熱はネッタイシマカによって根絶されるか、大幅に減少しました。ネッタイシマカ [5] の制御後、数十年にわたる地球温暖化の影響もあり、感染率は劇的に増加し、この病気は世界中に広がりました。Aeの排除と制御。ネッタイシマカは、日中人間の居住地やその周囲で交尾、摂食、休息、産卵する媒介蚊であるため、比較的困難です。さらに、この蚊は、自然現象（干ばつなど）や人間の制御手段によって引き起こされる環境の変化や混乱に適応する能力があり、元の数に戻ることができます[6、7]。デング熱に対するワクチンは最近承認されたばかりであり、デング熱に対する特別な治療法はないため、デング熱感染の予防とリスクの軽減は、もっぱら蚊の媒介虫を制御し、媒介蚊との人間の接触を排除することにかかっています。
特に、蚊の防除のための化学物質の使用は、現在、包括的な統合ベクター管理の重要な要素として公衆衛生において重要な役割を果たしています。最も一般的な化学的方法には、蚊の幼虫（殺虫剤）および成虫の蚊（殺虫剤）に対して作用する低毒性の殺虫剤の使用が含まれます。発生源の削減と、有機リン酸塩や昆虫成長調整剤などの化学幼虫剤の定期的な使用による幼虫の防除が重要であると考えられています。しかし、合成農薬とその労働集約的で複雑なメンテナンスに伴う環境への悪影響は依然として大きな懸念事項である[8、9]。成体制御などの従来の積極的なベクター制御は、感染症ベクターを迅速かつ大規模に根絶できるだけでなく、地域のベクター集団の寿命と寿命を短縮できるため、ウイルスの発生時に最も効果的な制御手段であり続けています[3]。、10]。有機塩素系（DDT とのみ呼ばれる）、有機リン酸系、カルバメート系、およびピレスロイド系の 4 つのクラスの化学殺虫剤がベクター制御プログラムの基礎を形成しており、ピレスロイド系が最も成功しているクラスと考えられています。さまざまな節足動物に対して非常に効果的ですが、効果は低いです。哺乳類に対する毒性。現在、合成ピレスロイドは市販の殺虫剤の大部分を占めており、世界の殺虫剤市場の約 25% を占めています [11、12]。ペルメトリンとデルタメトリンは、農業上および医学的に重要なさまざまな害虫を防除するために数十年にわたって世界中で使用されている広域スペクトルのピレスロイド系殺虫剤です[13、14]。1950 年代に、DDT はタイの国家公衆衛生蚊対策プログラムに最適な化学物質として選ばれました。マラリア流行地域で DDT が広く使用されたことを受け、タイは 1995 年から 2000 年にかけて DDT の使用を段階的に廃止し、ペルメトリンとデルタメトリンという 2 つのピレスロイドに置き換えました [15、16]。これらのピレスロイド系殺虫剤は、主に蚊帳処理や熱霧や超低毒性スプレーの使用を通じて、マラリアとデング熱を制御するために 1990 年代初頭に導入されました [14、17]。しかし、強力な蚊への抵抗性と、公衆衛生や合成化学物質の環境への影響への懸念による公衆の遵守の欠如により、それらは有効性を失いました。これは、脅威ベクトル制御プログラムの成功に重大な課題をもたらします [14、18、19]。戦略をより効果的にするためには、適時適切な対策が必要です。推奨される管理手順には、天然物質の代替、異なるクラスの化学物質のローテーション、相乗剤の添加、化学物質の混合または異なるクラスの化学物質の同時適用が含まれます [14、20、21]。したがって、環境に優しく、便利で効果的な代替品および相乗剤を見つけて開発することが急務であり、この研究はこのニーズに応えることを目的としています。
天然由来の殺虫剤、特に植物成分に基づく殺虫剤は、現在および将来の蚊駆除の代替品の評価において可能性を示している[22、23、24]。いくつかの研究では、植物製品、特にエッセンシャルオイル（EO）を成虫キラーとして使用することで、重要な蚊の媒介物質を制御できることが示されています。いくつかの重要な蚊の種に対する成人特性は、セロリ、クミン、ゼドアリア、アニス、パイプペッパー、タイム、シヌス・テレビンティフォリア、シンボポゴンcitratus、シンボポゴン・シェーナンサス、シンボポゴン・ジガンパンムブルマムムス科で発見されています私たちはエティティカニスです。、ユーカリ・シトリオドラ、カナンガ・オドラタ、ペトロセリナム・クリスカム [25,26,27,28,29,30]。現在、エチレンオキシドは単独で使用されるだけでなく、抽出された植物物質や既存の合成農薬と組み合わせて使用され、さまざまな程度の毒性を引き起こします。有機リン酸塩、カルバメート、ピレスロイドなどの伝統的な殺虫剤とエチレンオキシド/植物抽出物との組み合わせは、毒性効果において相乗的または拮抗的に作用し、病原体や害虫に対して有効であることが示されています[31、32、33、34、35]。しかし、合成化学物質を含むまたは含まないフィトケミカルの組み合わせの相乗的な毒性効果に関する研究のほとんどは、医学的に重要な蚊ではなく、農業媒介昆虫や害虫に対して行われています。さらに、媒介蚊に対する植物と合成殺虫剤の組み合わせの相乗効果に関する研究のほとんどは、幼虫駆除効果に焦点を当てている。
タイ固有の食用植物からの殺虫剤をスクリーニングする進行中の研究プロジェクトの一環として著者らが行った以前の研究では、カヤツリグサ、ガランガル、シナモンからのエチレンオキシドがヤブカヤブ成虫に対して潜在的な活性を有することが判明した。エジプト [36]。したがって、この研究は、これらの薬用植物から分離された EO のネッタイシマカに対する有効性を評価することを目的としました。ネッタイシマカ（ピレスロイド耐性株や感受性株を含む）。成人に対して優れた有効性を示すエチレンオキシドと合成ピレスロイドの二成分混合物の相乗効果は、伝統的な殺虫剤の使用を減らし、蚊媒介物質、特にヤブカ属の蚊に対する耐性を高めることも分析されています。ネッタイシマカ。この記事では、効果的なエッセンシャル オイルの化学的特徴と、ネッタイシマカに対する合成ペルメトリンの毒性を高める可能性について報告します。ピレスロイド感受性株 (MCM-S) および耐性株 (PMD-R) のネッタイシマカ。
精油抽出に使用される C. rotundus および A. galanga の根茎と C. verum の樹皮 (図 1) は、タイのチェンマイ県の漢方薬供給業者から購入しました。これらの植物の科学的同定は、タイ、チェンマイ県のチェンマイ大学 (CMU) 理学部生物学科の標本植物学者であるジェームズ・フランクリン・マックスウェル氏と科学者のワナリ・チャロンサップ氏との協議を通じて達成されました。カーネギーメロン大学薬学部薬学部の各植物のバウチャーさんの標本は、将来の使用のためにカーネギーメロン大学医学部の寄生虫学教室に保管されています。
植物サンプルは、天然エッセンシャル オイル (EO) を抽出する前に、水分を除去するために、強制換気と周囲温度約 30 ± 5 °C のオープン スペースで 3 ～ 5 日間個別に日陰乾燥されました。合計 250 g の各乾燥植物材料を機械的に粉砕して粗粉末にし、水蒸気蒸留によってエッセンシャル オイル (EO) を分離するために使用しました。蒸留装置は、電気加熱マントル、3000 mL 丸底フラスコ、抽出カラム、凝縮器、およびクールエース装置 (Eyela Cool Ace CA-1112 CE、東京理化器会株式会社、東京、日本) から構成されていました。 。1600 ml の蒸留水と 10 ～ 15 個のガラスビーズをフラスコに加え、蒸留が完了し EO が生成されなくなるまで、電気ヒーターを使用して約 100°C まで少なくとも 3 時間加熱します。分液漏斗を使用して EO 層を水相から分離し、無水硫酸ナトリウム (Na2SO4) で乾燥させ、化学組成と成虫の活動を調べるまで密閉した茶色のボトルに入れて 4℃で保管しました。
エッセンシャルオイルの化学組成は、成体物質のバイオアッセイと同時に実施されました。定性分析は、単一四重極質量選択検出器 (Agilent Technologies、米国カリフォルニア州ウィルミントン) と MSD 5975C (EI) を備えた Hewlett-Packard (米国カリフォルニア州ウィルミントン) 7890A ガスクロマトグラフで構成される GC-MS システムを使用して実行しました。 ）。(アジレント・テクノロジー)。
クロマトグラフィー用カラム – DB-5MS (30 m × ID 0.25 mm × 膜厚 0.25 µm)。総 GC-MS 実行時間は 20 分でした。分析条件は、インジェクター温度とトランスファーライン温度がそれぞれ 250 °C、280 °C であることです。炉の温度は 10°C/分の速度で 50°C から 250°C まで上昇するように設定され、キャリアガスはヘリウムです。流量1.0ml/分。注入量は 0.2 µL (CH2Cl2 中の 1/10 体積%、分割比 100:1)。GC-MS 検出には、イオン化エネルギー 70 eV の電子イオン化システムが使用されます。取得範囲は 50 ～ 550 原子質量単位 (amu) で、スキャン速度は 2.91 スキャン/秒です。成分の相対パーセンテージは、ピーク面積によって正規化されたパーセンテージとして表されます。EO 成分の識別は、その保持指数 (RI) に基づいています。RI は、n-アルカン系列 (C8 ～ C40) に対して Van den Dool および Kratz の方程式 [37] を使用して計算され、文献 [38] およびライブラリ データベース (NIST 2008 および Wiley 8NO8) の保持指数と比較されました。構造や分子式など、示された化合物の同一性は、入手可能な本物のサンプルとの比較によって確認されました。
合成ペルメトリンおよびピペロニルブトキシド (PBO、相乗効果研究におけるポジティブコントロール) の分析標準は、Sigma-Aldrich (セントルイス、ミズーリ州、米国) から購入しました。世界保健機関 (WHO) の成人用検査キットと診断用量のペルメトリン含浸紙 (0.75%) は、マレーシアのペナンにある WHO ベクター コントロール センターから購入しました。使用した他のすべての化学物質および試薬は分析グレードであり、タイのチェンマイ県の地元機関から購入しました。
成体バイオアッセイで試験微生物として使用した蚊は、自由に交配する実験室用のヤブカ属の蚊でした。ネッタイシマカには、感受性のあるムアン チェンマイ株 (MCM-S) および耐性のあるパン マイ ダン株 (PMD-R) が含まれます。MCM-S 株は、タイのチェンマイ県ムアンチェンマイ地区で収集された現地サンプルから得られ、1995 年以来 CMU 医学部寄生虫学教室の昆虫学室で維持されています [39]。ペルメトリンに耐性があることが判明した PMD-R 株は、もともとタイのチェンマイ県メータン地区のバンパンマイダンで収集された野蚊から分離され、1997 年以来同じ研究所で維持されています [40] ]。PMD-R 株は、いくつかの修正を加えた WHO 検出キットを使用して、0.75% ペルメトリンへの断続的な曝露による耐性レベルを維持するための選択圧下で増殖させました [41]。Aeの各株。ネッタイシマカは、25 ± 2 °C、相対湿度 80 ± 10%、明暗日長 14:10 の病原体のない実験室で個別に定着させました。約200匹の幼虫を、水道水を満たしたプラスチックトレイ（長さ33cm、幅28cm、高さ9cm）にトレイあたり150〜200匹の幼虫の密度で入れ、滅菌した犬用ビスケットを1日2回与えた。成虫を湿ったケージに入れて、10% スクロース水溶液と 10% マルチビタミン シロップ溶液を継続的に与えました。メスの蚊は定期的に血を吸って産卵します。採血されていない生後 2 ～ 5 日の雌は、実験的な成体生物学的アッセイに継続的に使用できます。
EO の用量-死亡率反応バイオアッセイを雌成虫のネッタイシマカで実施しました。ネッタイシマカ、MCM-S および PMD-R は、感受性検査のための WHO の標準プロトコールに従って修正された局所的方法を使用して行われました [42]。各植物からの EO を適切な溶媒 (エタノールまたはアセトンなど) で段階的に希釈し、4 ～ 6 段階の濃度を取得しました。二酸化炭素（CO2）で麻酔した後、蚊の体重を個別に測定しました。次に、手順中の再活性化を防ぐために、実体顕微鏡の下で、麻酔をかけた蚊を特注のコールドプレート上の乾燥濾紙上で動かさないようにしました。各治療では、Hamilton ハンドヘルドマイクロディスペンサー (700 Series Microliter™, Hamilton Company, Reno, NV, USA) を使用して、0.1 μl の EO 溶液を女性の上前胸に塗布しました。25 人の女性を各濃度で治療したところ、少なくとも 4 つの異なる濃度で死亡率は 10% から 95% の範囲でした。溶媒で処理した蚊を対照として使用した。試験サンプルの汚染を防ぐために、試験する EO ごとに濾紙を新しい濾紙と交換してください。これらのバイオアッセイで使用される用量は、生きている女性の体重 1 ミリグラムあたりの EO のマイクログラムで表されます。成人の PBO 活性も EO と同様の方法で評価され、相乗実験では PBO が陽性対照として使用されました。すべてのグループの治療済みの蚊をプラスチックのカップに入れ、10% スクロースと 10% マルチビタミン シロップを与えました。すべてのバイオアッセイは 25 ± 2 °C、相対湿度 80 ± 10% で実施し、対照を使用して 4 回繰り返しました。24 時間の飼育期間中の死亡率をチェックし、機械的刺激に対する蚊の反応の欠如によって確認し、4 回の反復の平均に基づいて記録しました。実験処理は、異なるバッチの蚊を使用して、各テストサンプルに対して 4 回繰り返されました。結果は要約され、死亡率のパーセンテージを計算するために使用され、プロビット分析によって 24 時間致死量を決定するために使用されました。
EO とペルメトリンの相乗的殺菌効果は、以前に記載されているように、局所毒性アッセイ手順 [42] を使用して評価されました。アセトンまたはエタノールを溶媒として使用して、目的の濃度のペルメトリン、および EO とペルメトリンの二成分混合物 (EO-ペルメトリン: LD25 濃度で EO と混合したペルメトリン) を調製します。試験キット（ペルメトリンおよびEO-ペルメトリン）は、AeのMCM-S株およびPMD-R株に対して評価されました。ネッタイシマカ。成虫を殺す効果をテストするために、25 匹のメスの蚊にペルメトリンを 4 回投与し、それぞれの治療を 4 回繰り返しました。候補 EO 相乗剤を特定するために、25 匹のメスの蚊のそれぞれに 4 ～ 6 回の EO-ペルメトリンを投与し、各適用を 4 回繰り返しました。ＰＢＯ−ペルメトリン処理（ＬＤ２５濃度のＰＢＯと混合したペルメトリン）も陽性対照として機能した。これらのバイオアッセイで使用される用量は、女性の生きた体重 1 ミリグラムあたりの試験サンプルのナノグラム数で表されます。各蚊株について 4 つの実験評価が個別に飼育されたバッチに対して行われ、死亡率データがプールされ、Probit を使用して分析されて 24 時間致死量が決定されました。
死亡率はアボットの式 [43] を使用して調整されました。調整されたデータは、コンピューター統計プログラム SPSS (バージョン 19.0) を使用してプロビット回帰分析によって分析されました。25%、50%、90%、95%、99% (それぞれ LD25、LD50、LD90、LD95、LD99) の致死値は、対応する 95% 信頼区間 (95% CI) を使用して計算されました。試験サンプル間の有意性および差異の測定は、各生物学的アッセイ内でカイ二乗検定またはマンホイットニー U 検定を使用して評価されました。結果は P で統計的に有意であると考えられました< 0.05。抵抗係数 (RR) は、次の式 [12] を使用して LD50 レベルで推定されます。
RR > 1 は抵抗を示し、RR ≤ 1 は感度を示します。各シナジスト候補のシナジー比 (SR) 値は次のように計算されます [34、35、44]。
この係数は、結果を 3 つのカテゴリに分類します。SR 値 1±0.05 は明らかな影響がないと考えられ、SR 値 >1.05 は相乗効果があると考えられ、淡黄色の液体オイルの SR 値は効果があると考えられます。 C. rotundus および A. galanga の根茎と C. verum の樹皮の水蒸気蒸留によって得られます。乾燥重量に基づいて計算された収量は、0.15%、0.27% (w/w)、および 0.54% (v/v) でした。w) それぞれ (表 1)。C. rotundus、A. galanga、C. verum の油の化学組成を GC-MS で調べたところ、19、17、21 種類の化合物が存在し、それぞれ全成分の 80.22、86.75、97.24% を占めていることがわかりました (表 2) ）。C. lucidum 根茎油化合物は主にシペロネン (14.04%) で構成され、カラレン (9.57%)、α-カプセラン (7.97%)、α-カプセラン (7.53%) が続きます。ガランガル根茎油の主な化学成分は β-ビサボレン (18.27%) で、次に α-ベルガモテン (16.28%)、1,8-シネオール (10.17%)、ピペロノール (10.09%) が続きます。桂皮アルデヒド (64.66%) は C. verum bark 油の主成分であると特定されましたが、酢酸桂皮酸 (6.61%)、α-コパエン (5.83%) および 3-フェニルプロピオンアルデヒド (4.09%) は副成分と考えられていました。図 2 に示すように、シペルン、β-ビサボレン、シンナムアルデヒドの化学構造は、それぞれ C. rotundus、A. galanga、C. verum の主な化合物です。
3 人の OO からの結果は、ネッタイシマカに対する成虫の活動を評価しました。ネッタイシマカを表 3 に示します。すべての EO は、さまざまな種類と用量で MCM-S ネッタイシマカに対して致死効果があることが判明しました。ネッタイシマカ。最も効果的な EO は C. verum で、次に A. galanga と C. rotundus で、LD50 値はそれぞれ 3.30、7.97、および 10.05 μg/mg MCM-S 雌で、3.22 (U = 1) よりわずかに高く、Z =女性では -0.775、P = 0.667)、7.94 (U = 2、Z = 0、P = 1)、および 9.57 (U = 0、Z = -1.549、P = 0.333) μg/mg PMD -R。これは、MSM-S株よりも成人のPMD-Rに対する影響がわずかに高いPBOに相当し、LD50値はそれぞれ4.79および6.30μg/mg（雌）である（U = 0、Z = -2.021、P = 0.057）。 。）。PMD-R に対する C. verum、A. galanga、C. rotundus および PBO の LD50 値は、MCM-S に対する値よりもそれぞれ約 0.98、0.99、0.95、および 0.76 倍低いと計算できます。したがって、これは、PBO と EO に対する感受性が 2 つのネッタイシマカ株の間で比較的類似していることを示しています。PMD-R は MCM-S よりも感受性が高かったが、ネッタイシマカの感受性は有意ではありませんでした。対照的に、2 つのヤブカ属の菌株は、ペルメトリンに対する感受性において大きく異なりました。ネッタイシマカ（表４）。PMD-R はペルメトリンに対して有意な耐性を示し (女性では LD50 値 = 0.44 ng/mg)、MCM-S (女性では LD50 値 = 0.44 ng/mg) と比較して LD50 値が 3.70 と高く、女性では ng/mg (U = 0、Z = -2.309、P = 0.029)。PMD-R は MCM-S よりもペルメトリンに対する感受性がはるかに低いですが、PBO および C. verum、A. galanga、および C. rotundus 油に対する感受性は MCM-S よりわずかに高くなります。
EO-ペルメトリンの組み合わせの成人集団バイオアッセイで観察されたように、ペルメトリンとEOの二成分混合物（LD25）は、相乗効果（SR値> 1.05）または効果なし（SR値 = 1 ± 0.05）のいずれかを示しました。実験用アルビノ蚊に対する EO ペルメトリン混合物の成体への複雑な影響。ネッタイシマカ MCM-S 株と PMD-R 株を表 4 と図 3 に示します。 C. verum 油を添加すると、MCM-S に対するペルメトリンの LD50 がわずかに減少し、PMD-R に対する LD50 がわずかに 0.44 に増加することがわかりました。それぞれ、女性では0.42 ng/mg、女性では3.70～3.85 ng/mgです。対照的に、C. rotundus および A. galanga 油の添加により、MCM-S 上のペルメトリンの LD50 は 0.44 から 0.07 (U = 0、Z = -2.309、P = 0.029)、および 0.11 (U = 0) に大幅に減少しました。、Z) = -2.309、P = 0.029) ng/mg 女性。MCM-S の LD50 値に基づいて、C. rotundus 油および A. galanga 油を添加した後の EO-ペルメトリン混合物の SR 値は、それぞれ 6.28 および 4.00 でした。したがって、PMD-R に対するペルメトリンの LD50 は、3.70 から 0.42 (U = 0、Z = -2.309、P = 0.029) に大幅に減少し、C. rotundus および A. galanga 油の添加により 0.003 (U = 0) に減少しました。 。、Z = -2.337、P = 0.029) ng/mg 女性。PMD-Rに対するC. rotundusと組み合わせたペルメトリンのSR値は8.81であったのに対し、ガランガル-ペルメトリン混合物のSR値は1233.33であった。MCM-S と比較して、陽性対照 PBO の LD50 値は 0.44 ng/mg (女性) から 0.26 ng/mg (女性)、3.70 ng/mg (女性) から 0.65 ng/mg に減少しました (U = 0、Z = -2.309、P) = 0.029) および PMD-R (U = 0、Z = -2.309、P = 0.029)。MCM-S株およびPMD-R株のPBO-ペルメトリン混合物のSR値は、それぞれ1.69および5.69でした。これらの結果は、C. rotundus および A. galanga 油および PBO が、MCM-S 株および PMD-R 株に対する C. verum 油よりもペルメトリン毒性を大幅に増強することを示しています。
ネッタイシマカのピレスロイド感受性 (MCM-S) 株および耐性 (PMD-R) 株に対する EO、PBO、ペルメトリン (PE) およびそれらの組み合わせの成虫活性 (LD50)。ネッタイシマカ
[45]。合成ピレスロイドは、農業および医学的に重要なほぼすべての節足動物を防除するために世界中で使用されています。しかし、合成殺虫剤の使用による有害な結果、特に蚊の発生と広範な耐性、さらには長期的な健康と環境への影響のため、現在、使用を減らすことが急務となっています。従来の合成殺虫剤の改良と代替品の開発[35、46、47]。環境と人間の健康を保護することに加えて、植物性殺虫剤の利点には、高い選択性、世界的な入手可能性、生産と使用の容易さが含まれ、蚊の防除にとってより魅力的なものとなっています[32、48、49]。この研究では、GC-MS分析を通じて効果的なエッセンシャルオイルの化学的特性を解明することに加えて、成人用エッセンシャルオイルの効力と合成ペルメトリンの毒性を高める能力も評価しました。ピレスロイド感受性株 (MCM-S) および耐性株 (PMD-R) のネッタイシマカ。
GC-MS 特性分析により、シパーン (14.04%)、β-ビサボレン (18.27%)、シンナムアルデヒド (64.66%) がそれぞれ C. ロタンダス、A. ガランガ、および C. ベルム油の主成分であることが示されました。これらの化学物質は、さまざまな生物学的活性を実証しています。アンら。[50] は、C. rotundus の根茎から単離された 6-アセトキシシペレンが抗腫瘍化合物として作用し、卵巣癌細胞においてカスパーゼ依存性のアポトーシスを誘導できることを報告しました。没薬の木の精油から抽出されたβ-ビサボレンは、インビトロとインビボの両方でヒトおよびマウスの乳腺腫瘍細胞に対して特異的な細胞毒性を示します[51]。天然抽出物から得られるか、実験室で合成されたシンナムアルデヒドには、殺虫作用、抗菌作用、抗真菌作用、抗炎症作用、免疫調節作用、抗がん作用、および抗血管新生作用があることが報告されている[52]。
用量依存的な成虫の活動性バイオアッセイの結果は、試験した EO の優れた可能性を示し、ヤブカ属の蚊株 MCM-S および PMD-R が EO および PBO に対して同様の感受性を有することを示しました。ネッタイシマカ。EO とペルメトリンの有効性を比較すると、後者の方がより強力なアレルギー作用があることが示されました。LD50 値は、MCM-S 株と PMD-R 株の雌でそれぞれ 0.44 ng/mg と 3.70 ng/mg でした。これらの発見は、天然に存在する農薬、特に植物由来の製品は一般に合成物質よりも効果が低いことを示す多くの研究によって裏付けられています[31、34、35、53、54]。これは、前者が活性成分または不活性成分の複雑な組み合わせであるのに対し、後者は精製された単一の活性化合物であるためと考えられます。しかし、異なる作用機序を持つ天然の活性成分の多様性と複雑さは、生物活性を強化したり、宿主集団における耐性の発達を妨げたりする可能性があります[55、56、57]。多くの研究者が、C. verum、A. galanga、C. rotundus とその成分 (β-ビサボレン、シンナムアルデヒド、1,8-シネオールなど) の抗蚊力を報告しています [22、36、58、59、60、61、 62,63,64]。しかし、文献を検討したところ、ネッタイシマカに対するペルメトリンまたは他の合成殺虫剤との相乗効果についてのこれまでの報告はないことが明らかになりました。ネッタイシマカ。
この研究では、2 つのヤブカ属の菌株の間でペルメトリン感受性の有意な差が観察されました。ネッタイシマカ。MCM-S はペルメトリンに対して感受性が高いのに対し、PMD-R はペルメトリンに対する感受性がはるかに低く、耐性率は 8.41 です。MCM-S の感受性と比較して、PMD-R はペルメトリンに対する感受性が低いですが、EO に対してはより感受性が高く、ペルメトリンと EO を組み合わせることによってペルメトリンの有効性を高めることを目的としたさらなる研究の基礎となります。成人への影響についての相乗的な組み合わせベースのバイオアッセイでは、EO とペルメトリンの二成分混合物が成人のヤブカネズミの死亡率を減少または増加させることが示されました。ネッタイシマカ。C. verum 油の添加により、MCM-S に対するペルメトリンの LD50 はわずかに減少しましたが、PMD-R に対する LD50 はわずかに増加し、SR 値はそれぞれ 1.05 および 0.96 でした。これは、MCM-S および PMD-R でテストした場合、C. verum オイルがペルメトリンに対して相乗効果または拮抗効果を持たないことを示しています。対照的に、C. rotundus および A. galanga 油は、MCM-S または PMD-R に対するペルメトリンの LD50 値を大幅に低下させることにより、顕著な相乗効果を示しました。ペルメトリンをC. rotundusおよびA. galangaのEOと組み合わせた場合、MCM-Sに対するEO-ペルメトリン混合物のSR値はそれぞれ6.28および4.00でした。さらに、ペルメトリンを C. rotundus (SR = 8.81) または A. galanga (SR = 1233.33) と組み合わせて PMD-R に対して評価した場合、SR 値は大幅に増加しました。C. rotundus と A. galanga の両方が PMD-R Ae に対するペルメトリンの毒性を増強したことは注目に値します。ネッタイシマカ。同様に、PBO はペルメトリンの毒性を増加させることが判明し、MCM-S 株と PMD-R 株の SR 値はそれぞれ 1.69 と 5.69 でした。C. rotundus および A. galanga は最も高い SR 値を持っていたため、それぞれ MCM-S および PMD-R に対するペルメトリン毒性を増強する最良の相乗剤であると考えられました。
これまでのいくつかの研究では、さまざまな蚊種に対する合成殺虫剤と植物抽出物の組み合わせの相乗効果が報告されています。Kalayanasundaram と Das が研究したハマダラカに対する幼虫駆除生物検定 [65] では、広域スペクトルの有機リン酸塩であるフェンチオンが Cleodendron inerme、Pedalium murox、Parthenium hysterophorus と関連していることが示されました。抽出物間で顕著な相乗効果が観察され、相乗効果 (SF) は 1.31 でした。、それぞれ、1.38、1.40、1.48、1.61、および2.23。15 種のマングローブ種の幼虫駆除スクリーニングでは、マングローブの高床式根の石油エーテル抽出物が、LC50 値 25.7 mg/L でアカイエカに対して最も効果的であることが判明しました [66]。この抽出物と植物性殺虫剤除虫菊の相乗効果により、C. quinquefasciatus 幼虫に対する除虫菊の LC50 が 0.132 mg/L から 0.107 mg/L に減少したことも報告されています。さらに、この研究では SF 計算値 1.23 が使用されました。34、35、44]。ナス根抽出物といくつかの合成殺虫剤（フェンチオン、シペルメトリン（合成ピレスロイド）、およびティメトホス（有機リン系幼虫駆除剤）など）のハマダラカに対する併用効果を評価しました。Stephensi [54] および C. quinquefasciatus [34]。シペルメトリンと黄色の果実の石油エーテル抽出物を組み合わせて使用すると、すべての比率でシペルメトリンに対して相乗効果が示されました。最も効果的な比率は、An と比較して、LC50 値と SF 値がそれぞれ 0.0054 ppm と 6.83 の 1:1 の 2 成分の組み合わせでした。スティーブン・ウェスト[54]。S. キサントカルプムとテメフォスの 1:1 の二成分混合物は拮抗的でしたが (SF = 0.6406)、S. キサントカルプムとフェンチオンの組み合わせ (1:1) は 1.3125 の SF で C. quinquefasciatus に対して相乗作用を示しました [34]]。Tong と Blomquist [35] は、ヤブカ属の蚊に対するカルバリル (広域スペクトルのカルバメート) とペルメトリンの毒性に対する植物エチレンオキシドの影響を研究しました。ネッタイシマカ。その結果、寒天、黒コショウ、ジュニパー、ヘリクリサム、ビャクダン、ゴマに含まれるエチレンオキシドが、ヤブカ属の蚊に対するカルバリルの毒性を増加させることが示されました。ネッタイシマカ幼虫のSR値は1.0から7.0まで変化します。対照的に、EO はいずれもネッタイシマカ成虫に対して毒性はありませんでした。現段階では、ネッタイシマカとEO-カルバリルの組み合わせによる相乗効果は報告されていません。PBO は、ネッタイシマカに対するカルバリルの毒性を高めるための陽性対照として使用されました。ネッタイシマカの幼虫と成虫の SR 値はそれぞれ 4.9 ～ 9.5 と 2.3 です。ペルメトリンと EO または PBO の二成分混合物のみが幼虫駆除活性について試験されました。EO-ペルメトリン混合物には拮抗作用があり、PBO-ペルメトリン混合物にはヤブカ属の蚊に対して相乗効果がありました。ネッタイシマカの幼虫。ただし、PBO とペルメトリンの混合物の用量反応実験と SR 評価はまだ行われていません。媒介蚊に対する植物合成物質の組み合わせの相乗効果に関してはほとんど成果が得られていないが、これらのデータは既存の結果を裏付けており、相乗剤を添加して適用量を減らすだけでなく、殺虫効果を高める可能性も開ける。昆虫の効率。さらに、この研究の結果は、C. rotundus および A. galanga 油が、ペルメトリン毒性と組み合わせると、PBO と比較して、ピレスロイド感受性およびピレスロイド耐性のネッタイシマカ蚊に対して、相乗的に著しく高い有効性を発揮することを初めて実証しました。ネッタイシマカ。しかし、相乗分析からの予想外の結果は、C. verum オイルが両方のヤブカ属の菌株に対して最大の抗成体活性を有することを示しました。驚くべきことに、ネッタイシマカに対するペルメトリンの毒性効果は不十分でした。毒性効果と相乗効果の変動は、これらの油に含まれるさまざまな種類およびレベルの生理活性成分への曝露に部分的に起因する可能性があります。
効率を向上させる方法を理解する努力にもかかわらず、相乗効果のメカニズムは依然として不明です。有効性と相乗効果の可能性が異なる理由としては、試験した製品の化学組成の違いや、耐性の状態と発達に関連する蚊の感受性の違いなどが考えられます。この研究でテストされたエチレンオキシドの主成分と副成分には違いがあり、これらの化合物の一部は、さまざまな害虫や病気を媒介するものに対して忌避効果や毒性効果があることが示されています[61,62,64,67,68]。しかし、C. rotundus、A. galanga、および C. verum 油で特徴付けられるシペルン、β-ビサボレン、シンナムアルデヒドなどの主な化合物については、この論文ではそれぞれ抗成体活性および Ae に対する相乗活性について試験されていません。ネッタイシマカ。したがって、各エッセンシャルオイルに含まれる有効成分を単離し、それらの殺虫効果とこの蚊媒介物質に対する相乗的相互作用を解明するには、今後の研究が必要です。一般に殺虫活性は毒と昆虫の組織との作用と反応によって決まりますが、これを単純化して昆虫の体の皮膚や標的器官膜への浸透、活性化（＝標的との相互作用）、解毒の３段階に分けることができます。有毒物質 [57、69]。したがって、有毒物質の組み合わせの有効性の増加をもたらす殺虫剤の相乗効果には、浸透の増加、蓄積された化合物のより大きな活性化、または殺虫剤有効成分の解毒の減少の軽減など、これらのカテゴリーの少なくとも 1 つが必要です。たとえば、エネルギー耐性は、一部の耐性昆虫株で観察される殺虫剤代謝の強化など、肥厚した表皮および生化学的耐性による表皮の浸透を遅らせます[70、71]。ペルメトリンの毒性、特に PMD-R に対する毒性の増加における EO の顕著な有効性は、耐性メカニズムと相互作用することによる殺虫剤耐性の問題の解決策を示す可能性があります [57、69、70、71]。Tong と Blomquist [35] は、EO と合成殺虫剤の間の相乗的相互作用を実証することで、この研究の結果を支持しました。ネッタイシマカでは、シトクロム P450 モノオキシゲナーゼやカルボキシルエステラーゼなどの解毒酵素に対する阻害活性の証拠があり、これらは従来の殺虫剤に対する耐性の発現と密接に関連しています。PBO は、チトクロム P450 モノオキシゲナーゼの代謝阻害剤であると言われているだけでなく、相乗研究におけるポジティブコントロールとしての使用によって実証されているように、殺虫剤の浸透も改善します [35、72]。興味深いことに、ガランガル油に含まれる重要な成分の 1 つである 1,8-シネオールは、昆虫種に対する毒性作用で知られており [22、63、73]、生物活性研究のいくつかの分野で相乗効果があることが報告されています [ 74]。。、75、76、77]。さらに、1,8-シネオールをクルクミン [78]、5-フルオロウラシル [79]、メフェナム酸 [80]、ジドブジン [81] などのさまざまな薬物と組み合わせると、浸透促進効果もあります。試験管内で。したがって、相乗的な殺虫作用における 1,8-シネオールの役割は、有効成分としてだけでなく、浸透促進剤としても考えられます。ペルメトリンとの相乗効果、特に PMD-R に対する相乗効果が大きいため、この研究で観察されたガランガル油とトリコサンテス油の相乗効果は、耐性メカニズムとの相互作用、つまり塩素透過性の増加から生じる可能性があります。ピレスロイドは、蓄積された化合物の活性化を高め、チトクローム P450 モノオキシゲナーゼやカルボキシルエステラーゼなどの解毒酵素を阻害します。しかし、これらの側面では、相乗メカニズムにおける EO およびその単離された化合物 (単独または組み合わせ) の特定の役割を解明するためにさらなる研究が必要です。
1977 年に、タイの主要なベクター個体群でペルメトリン耐性レベルの上昇が報告され、その後数十年にわたり、ペルメトリンの使用は主に他のピレスロイド系化学物質、特にデルタメトリンに置き換えられた化学物質に置き換えられました [82]。しかし、過剰かつ持続的な使用により、デルタメトリンや他の種類の殺虫剤に対するベクター耐性は全国的に非常に一般的です[14、17、83、84、85、86]。この問題に対処するには、ペルメトリンなど、以前は有効で哺乳類に対する毒性が低かった廃棄された殺虫剤をローテーションまたは再利用することが推奨されます。現在、最近の政府の蚊対策プログラムによりペルメトリンの使用は削減されていますが、蚊の個体群では依然としてペルメトリン耐性が見られます。これは、主にペルメトリンや他のピレスロイドからなる市販の家庭用害虫駆除製品に蚊がさらされたことが原因である可能性があります [14、17]。したがって、ペルメトリンの再利用を成功させるには、ベクター耐性を軽減する戦略の開発と実施が必要です。この研究で個別にテストされたエッセンシャル オイルはどれもペルメトリンほど効果的ではありませんでしたが、ペルメトリンと併用すると印象的な相乗効果が得られました。これは、EO と耐性機構の相互作用により、ペルメトリンと EO の組み合わせが、殺虫剤または EO 単独よりも、特に PMD-R Ae に対してより効果的になるという有望な兆候である。ネッタイシマカ。ベクター制御のためのより低い用量の使用にもかかわらず、有効性を高める相乗的な混合物の利点は、耐性管理の改善とコストの削減につながる可能性がある[33、87]。これらの結果から、A. galanga および C. rotundus EO は、MCM-S 株と PMD-R 株の両方においてペルメトリン毒性の相乗作用において PBO よりも有意に効果的であり、従来のエルゴジェニック補助器具の潜在的な代替品であることに注目するのは喜ばしいことです。
選択された EO は、PMD-R Ae に対する成人毒性を増強する際に顕著な相乗効果を示しました。ネッタイシマカ、特にガランガル油の SR 値は最大 1233.33 であり、EO がペルメトリンの有効性を高める相乗剤として広く期待できることを示しています。これにより、新しい活性天然産物の使用が促進され、非常に効果的な蚊駆除製品の使用が増加する可能性があります。また、蚊の集団における既存の耐性問題に対処するために、旧式または伝統的な殺虫剤を効果的に改善する代替相乗剤としてのエチレンオキシドの可能性も明らかになりました。蚊対策プログラムにすぐに入手できる植物を使用することは、輸入された高価な材料への依存を減らすだけでなく、公衆衛生システムを強化する地元の取り組みを刺激することにもなります。
これらの結果は、エチレンオキシドとペルメトリンの組み合わせによってもたらされる顕著な相乗効果を明らかに示しています。この結果は、エチレンオキシドが蚊の防除における植物の相乗剤としての可能性を強調し、特に耐性のある集団において、蚊に対するペルメトリンの有効性を高めていることを示しています。将来の開発と研究には、ガランガル油とゲットウ油とその単離された化合物の相乗的な生物分析、複数の種と段階の蚊に対する天然または合成起源の殺虫剤の組み合わせ、および非標的生物に対する毒性試験が必要となる。実行可能な代替相乗剤としてのエチレンオキシドの実用化。
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投稿日時: 2024 年 7 月 8 日