带你了解猫薄荷不一样的功效

作为拥有两只猫的铲屎官，某天夜里被蚊子咬醒，使用了某品牌的止痒液，本来打算继续安安心心睡觉。结果，平时对我爱答不理、对六神更是避之不及的二条和兔子，奇奇怪怪地病态般蹭我，夜黑风高的晚上又让人联想到不懂事的时候看的恐怖的电影情节，差点没吓坏我。被吓后肾上腺激素飙升的我，脑子格外的灵光，突然想起了之前看到的关于猫薄荷驱蚊机制的研究，于是对着这个品牌的止痒液开始研究起了成分。

扯远了，这是一篇正经的文献分享，便是以下这篇10分文章：The irritant receptor TRPA1 mediates the mosquito repellent effect of catnip。这是前不久在current biology杂志发表的一篇揭示猫薄荷驱蚊的分子机制的文献，猫薄荷提取物是合成驱虫剂的天然替代品，但是如何驱蚊仍未可知。该研究揭示了猫薄荷含有荆芥内酯，这是驱蚊的主要成分，可以结合并激活蚊子中的TRPA1受体从而达到驱蚊效果。

猫薄荷，别名小荆芥、樟脑草、凉薄荷、巴毛等，拉丁文名:Nepeta cataria，属于L.唇形科、荆芥属多年生直立草本，以能让家猫兴奋甚至致幻而为大家熟知，成为了众所周知的家猫玩具植物。猫薄荷喜冷凉、全日照或半日照的环境，植床需要排水良好。产于欧洲、西南亚中亚，花为淡蓝色，齿状叶，形态如下图所示：

猫薄荷对猫和昆虫的影响与一类环烯醚萜类物质结构上密切相关，特别是荆芥内酯的两种异构体(E,Z和Z,E)，如上图所示，此物质一般占猫薄荷提取物的80%。猫薄荷环烯醚萜类化合物被认为可以激活猫的μ-阿片受体信号通路，从而触发大脑奖赏系统，使猫兴奋甚至致幻；而为什么猫薄荷可以强烈驱除昆虫仍然是未知的。

猫薄荷是一种广谱驱虫剂

受猫薄荷或荆芥内酯影响的节肢动物如下表所示，有蛛形纲的硬蜱科，还有昆虫纲的蜚蠊目、半翅目、膜翅目、鞘翅目、毛翅目、鳞翅目和双翅目。其中包括许多为大家熟知又会引起部分不适的虫子，比如说蟑螂、蚂蚁、黄蜂、蜜蜂、按蚊、伊蚊、苍蝇、飞蛾等。猫薄荷对多种节肢动物都会产生驱除作用。

为了证实猫薄荷对多种昆虫存在驱除排斥的影响，该研究做了一系列试验来量化猫薄荷对无脊椎动物的排斥性。

(D) 黑腹果蝇产卵试验图。在标准玉米面或添加猫薄荷或荆芥内酯的玉米面食物上果蝇自由进行产卵选择。右图为产卵指数 (OI)箱线图。

(E) 蚊子投喂试验（猫薄荷）图。埃及伊蚊和冈比亚按蚊自由选择两个膜血投喂器进行进食，其中一个投喂器用猫薄荷处理过。右图为投喂指数 (FI) 分析图。

(F) 蚊子投喂试验（荆芥内酯）图。埃及伊蚊自由选择两个膜血投喂器进行进食，其中一个投喂器用荆芥内酯处理过。右图为投喂指数 (FI) 分析图。

(G) 改良蚊子投喂试验图。野生型埃及伊蚊在改良的限制性进食通道试验中自由选择进食，提供来自同一个人的两只手，其中一只手上有猫薄荷的香味。右图为探测指数 (PI) 分析图。

(H) 近距离反应分析试验图。统计埃及伊蚊和科鲁兹按蚊在含有猫薄荷、避蚊胺和石蜡油对照的笼子壁上随着时间的推移而继续停留的比例。下图为Kaplan-Meier分析图。

(I) 单向嗅觉分析试验图。埃及伊蚊在含有二氧化碳的气流中自由朝向暴露的人类手臂飞，实验组手臂涂有猫薄荷油，对照组不涂有。下图为箱线图。

行为分析试验结果显示红褐林蚁会可以避开涂猫薄荷提取物的蟋蟀；产卵试验结果显示黑腹果蝇在存在猫薄荷或荆芥内酯的玉米面食物上产卵率显著降低；蚊子投喂试验结果显示埃及伊蚊和冈比亚按蚊会排斥含有猫薄荷或者荆芥内酯的食物，埃及伊蚊甚至对涂有猫薄荷提取物的人的手表现排斥。综上试验表明猫薄荷或者荆芥内酯会引起许多节肢动物的排斥，且会引起蚊子进食抑制。

近距离反应分析试验结果显示伊蚊和按蚊在空间上均表现出拒绝近距离接触猫薄荷，且对两个物种的影响程度不同，按蚊对猫薄荷的存在反应更强烈、更迅速，单向嗅觉分析试验结果显示埃及伊蚊对含猫薄荷的空间表现出排斥，且排斥向用猫薄荷处理暴露的的人类手臂逆风飞行。综上试验表明猫薄荷能近距离驱除除蚊子。

猫薄荷的确对多种昆虫存在驱除排斥的影响，是蚊子的进食抑制剂与空间驱除剂。

猫薄荷油和荆芥内酯体外可激活昆虫TRPA1蛋白

由于猫薄荷驱除多种节肢动物，考虑到所涉及的种群十分多样化，该研究猜测广谱保守的刺激性受体TRPA1可能是介导昆虫对猫薄荷排斥的候选受体。

为了测试猫薄荷直接激活昆虫中的TRPA1蛋白的可能性，该研究使用了特征明确的黑腹果蝇DmTRPA1蛋白同源物。昆虫TRPA1蛋白具有复杂的基因座，起始密码子多样化以及不同选择性剪接产生不同的编码变体。比如在果蝇中就发现了至少四种不同的TRPA1蛋白亚型。该研究使用了果蝇两种代表性的亚型（热敏性TRPA1A和非热敏性TRPA1C）以及埃及伊蚊四种亚型（AaegTRPA1-C/K/I、AaegTRPA1-F、AaegTRPA1-G、AaegTRPA1-H）进行全细胞膜片钳记录试验。

(A)表达TRPA1的果蝇S2R+细胞的全细胞膜片钳记录示意图。

(B 和 C) S2R+细胞在刺激期间表达DmTRPA1变体的典型电流痕迹。

(B) 用猫薄荷 (0.1%)、荆芥内酯 (100 mM) 和热 (32℃) 刺激DmTRPA1-A的细胞。

(D) 表达DmTRPA1-C的细胞对 AITC (100 mM)、溶剂 (0% 猫薄荷)、猫薄荷 (0.1%) 和荆芥内酯 (100 mM) 反应的箱线图。

(E) 埃及伊蚊中的 TRPA1 基因座具有 10 个预测的转录本（浅灰色）；此处克隆的全长 cDNA 以黑色表示，编码外显子以红色表示。

(F) 每个克隆变体（在 S2R+ 细胞中表达）对猫薄荷 (0.5%)、荆芥内酯 (100 mM) 和热 (32℃) 刺激的反应总结，其中AaegTRPA1-H 对热的反应很弱。

(G) 在用热和猫薄荷油刺激期间表达 AaegTRPA1 变体的 S2R+ 细胞的典型电流迹线（黑色迹线）。上面的红色轨迹是记录的温度。

(H) 表达 AaegTRPA1-G 的细胞对热 (32℃)、AITC (100 mM)、溶剂（0% 猫薄荷）、猫薄荷（0.1%、0.2% 和 0.5%）和荆芥内酯（ 100 毫米）刺激的反应的箱线图。用 0.5% 猫薄荷模拟刺激转染Mook的细胞。

(I) 用猫薄荷油 (0.1%) 和 AITC (100 mM) 刺激期间表达 HsTRPA1 或 SmedTRPA1 的 S2R+ 细胞的典型电流迹线。

全细胞膜片钳片记录试验结果显示果蝇DmTRPA1C，相比DmTRPA1A，更容易被猫薄荷和荆芥内酯激活；埃及伊蚊四种TRPA1蛋白亚型中，AaegTRPA1-G对于猫薄荷油、荆芥内酯、热都会产生反应，对猫薄荷油的反应呈剂量依赖性；而人类和涡虫的TRPA1蛋白没有被猫薄荷激活。综上所述，猫薄荷油和荆芥内酯引起部分昆虫TRPA1蛋白变体的选择性激活表示猫薄荷可使部分昆虫排斥反感，而且猫薄荷一般不会令昆虫之外的物种排斥反感。

缺乏TRPA1的蚊子和果蝇对猫薄荷并不排斥

TRPA1的选择性激活是否足以解释在黑腹果蝇和埃及伊蚊中观察到的对猫薄荷的强烈排斥？为了验证这一观点，该研究对DmTRPA1蛋白突变的黑腹果蝇及TRPA1蛋白或Orco蛋白（嗅觉气味共同受体）突变的埃及伊蚊进行了一系列试验。

(A) TRPA1蛋白突变黑腹果蝇产卵指数 (OI)分析。在标准玉米面或添加猫薄荷或荆芥内酯的玉米面食物上黑腹果蝇自由进行产卵选择。

(B) TRPA1蛋白或Orco蛋白突变埃及伊蚊投喂指数 (FI) 分析。埃及伊蚊自由选择两个膜血投喂器进行进食，其中一个投喂器用猫薄荷或者荆芥内酯处理过。

(D) TRPA1蛋白突变埃及伊蚊的单向嗅觉分析。埃及伊蚊在含有二氧化碳的气流中自由朝向暴露的人类手臂飞，实验组手臂涂有猫薄荷油，对照组不涂有。

产卵指数分析结果表明DmTRPA1蛋白突变黑腹果蝇对猫薄荷表现的排斥现象有所减少，但未完全消失，而对荆芥内酯表现的排斥现象完全消失。投喂指数分析、探测指数分析和单向嗅觉分析表明DmTRPA1蛋白突变的埃及伊蚊对猫薄荷表现的排斥现象完全消失，而Orco蛋白突变的埃及伊蚊对猫薄荷仍表现正常排斥现象。综上所述，黑腹果蝇和埃及伊蚊对猫薄荷和环烯醚萜的排斥性由于其激活TRPA1受体。