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Aedes aegypti(Diptera: Culicidae)에 대한 살충제 및 성충 치료제로서 식물 에센셜 오일을 기반으로 한 테르펜 화합물의 조합

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식물 유래 살충 화합물의 조합은 해충에 대해 상승적 또는 길항적 상호작용을 나타낼 수 있습니다.Aedes 모기가 옮기는 질병의 급속한 확산과 전통적인 살충제에 대한 Aedes 모기 개체수의 증가하는 저항성을 고려하여 식물 에센셜 오일을 기반으로 한 28가지 테르펜 화합물 조합을 제제화하여 Aedes aegypti의 유충 및 성체 단계에 대해 테스트했습니다.5가지 식물 에센셜 오일(EO)에 대한 살충 및 성충 사용 효능이 처음에 평가되었으며, GC-MS 결과를 기반으로 각 EO에서 2가지 주요 화합물이 확인되었습니다.주요 확인된 화합물, 즉 디알릴 이황화물, 디알릴 삼황화물, 카르본, 리모넨, 유게놀, 메틸 유게놀, 유칼립톨, 유데스몰 및 모기 알파-피넨을 구입했습니다.그런 다음 이들 화합물의 이원 조합을 치사량 이하의 용량으로 제조하고 이들의 시너지 및 길항 효과를 테스트하고 결정했습니다.최고의 살충 조성물은 리모넨과 디알릴 디설파이드를 혼합하여 얻어지며, 최고의 살충 조성물은 카르본과 리모넨을 혼합하여 얻습니다.상업적으로 사용되는 합성 유충제 Temphos와 성인용 약물인 Malathion을 별도로 테스트하고 테르페노이드와 이진 조합으로 테스트했습니다.그 결과, 테메포스와 디알릴디설파이드, 말라티온과 유데스몰의 조합이 가장 효과적인 조합인 것으로 나타났습니다.이러한 강력한 조합은 Aedes aegypti에 대해 사용할 가능성이 있습니다.
식물 에센셜 오일(EO)은 다양한 생리활성 화합물을 함유한 2차 대사산물이며 합성 살충제의 대안으로 점점 더 중요해지고 있습니다.환경친화적이고 사용자 친화적일 뿐만 아니라 다양한 생리활성 화합물이 혼합되어 있어 약물 내성이 발생할 가능성도 줄어듭니다1.연구자들은 GC-MS 기술을 사용하여 다양한 식물 에센셜 오일의 성분을 조사하고 17,500종의 방향족 식물에서 3,000개 이상의 화합물을 식별했습니다. 이 중 대부분은 살충 특성에 대한 테스트를 거쳤으며 살충 효과가 있는 것으로 보고되었습니다3,4.일부 연구에서는 화합물의 주성분의 독성이 조악한 에틸렌옥사이드의 독성과 동일하거나 그 이상임을 강조합니다.그러나 개별 화합물을 사용하면 화학 살충제의 경우와 마찬가지로 저항성이 발생할 여지가 다시 생길 수 있습니다5,6.따라서 현재 초점은 살충 효과를 향상시키고 대상 해충 집단의 저항 가능성을 줄이기 위해 산화에틸렌 기반 화합물의 혼합물을 제조하는 데 있습니다.EO에 존재하는 개별 활성 화합물은 EO의 전반적인 활동을 반영하는 조합으로 시너지 효과 또는 길항 효과를 나타낼 수 있으며, 이는 이전 연구자가 수행한 연구에서 잘 강조된 사실입니다7,8.벡터 제어 프로그램에는 EO와 해당 구성 요소도 포함되어 있습니다.에센셜 오일의 모기 박멸 활성은 Culex 모기와 Anopheles 모기에 대해 광범위하게 연구되었습니다.여러 연구에서는 다양한 식물과 상업적으로 사용되는 합성 살충제를 결합하여 전반적인 독성을 높이고 부작용을 최소화함으로써 효과적인 살충제를 개발하려고 시도했습니다9.그러나 Aedes aegypti에 대한 그러한 화합물에 대한 연구는 여전히 드물다.의학의 발전과 약물 및 백신의 개발은 일부 매개체 매개 질병을 퇴치하는 데 도움이 되었습니다.그러나 Aedes aegypti 모기에 의해 전염되는 바이러스의 다양한 혈청형이 존재하여 예방접종 프로그램이 실패했습니다.따라서 이러한 질병이 발생할 경우 질병 확산을 예방할 수 있는 유일한 방법은 벡터 제어 프로그램입니다.현재 시나리오에서 Aedes aegypti는 뎅기열, 지카 바이러스, 뎅기출혈열, 황열병 등을 유발하는 다양한 바이러스 및 그 혈청형의 핵심 매개체이기 때문에 방제가 매우 중요합니다. 거의 모든 벡터 매개 Aedes 매개 질병의 사례는 이집트에서 매년 증가하고 있으며 전 세계적으로 증가하고 있습니다.따라서 이러한 맥락에서 Aedes aegypti 개체군에 대한 환경 친화적이고 효과적인 방제 조치를 개발하는 것이 시급합니다.이와 관련하여 잠재적인 후보는 EO, 그 구성 화합물 및 그 조합입니다.따라서 본 연구에서는 Aedes aegypti에 대한 살충 특성을 지닌 5개 식물(즉, 민트, 홀리 바질, 유칼립투스 얼룩무늬, 알리움 유황 및 멜라루카)의 주요 식물 EO 화합물의 효과적인 시너지 조합을 확인하려고 시도했습니다.
선택된 모든 EO는 0.42~163.65ppm 범위의 24시간 LC50에서 Aedes aegypti에 대한 잠재적인 살충 활성을 보여주었습니다.가장 높은 살충 활성은 페퍼민트(Mp) EO에 대해 24시간에 LC50 값이 0.42ppm으로 기록되었으며, 마늘(As)에 대해 24시간에 LC50 값이 16.19ppm으로 기록되었습니다(표 1).
Ocimum Sainttum, Os EO를 제외하고, 선별된 다른 4개 EO는 모두 명백한 알레르기 효과를 나타냈으며, 24시간 노출 기간 동안 LC50 값은 23.37~120.16ppm 범위였습니다.Thymophilus striata(Cl) EO는 노출 후 24시간 이내에 LC50 값이 23.37ppm으로 성충을 죽이는 데 가장 효과적이었고, LC50 값이 101.91ppm인 Eucalyptus maculata(Em)가 그 뒤를 이었습니다(표 1).반면, Os의 LC50 값은 최고 복용량에서 53%의 최고 사망률이 기록되었기 때문에 아직 결정되지 않았습니다(보충 그림 3).
각 EO의 두 가지 주요 구성 화합물은 NIST 라이브러리 데이터베이스 결과, GC 크로마토그램 면적 비율 및 MS 스펙트럼 결과를 기반으로 식별되고 선택되었습니다(표 2).EO As의 경우 확인된 주요 화합물은 디알릴 디설파이드와 디알릴 트리설파이드였습니다.EO Mp의 경우 확인된 주요 화합물은 카르본과 리모넨이었고, EO Em의 경우 확인된 주요 화합물은 유데스몰과 유칼립톨이었습니다.EO Os의 경우 확인된 주요 화합물은 유게놀과 메틸 유게놀이었고, EO Cl의 경우 확인된 주요 화합물은 유게놀과 α-피넨이었습니다(그림 1, 보충 그림 5-8, 보충 표 1-5).
선택된 에센셜 오일(A-디알릴 디설파이드, B-디알릴 트리설파이드, C-유게놀, D-메틸 유게놀, E-리모넨, F-방향족 세페론, G-α-피넨, H-시네올)의 주요 테르페노이드에 대한 질량 분석 결과 ; R-유다몰).
총 9종의 화합물(diallyl disulfide, diallyl trisulfide, eugenol, methyl eugenol, carvone, limonene, eucalyptol, eudesmol, α-pinene)이 EO의 주성분인 효과적인 화합물로 확인되었으며 유충에서 Aedes aegypti에 대해 개별적으로 생물학적 검정을 실시했습니다. 단계..화합물 eudesmol은 24시간 노출 후 LC50 값이 2.25ppm으로 가장 높은 살충 활성을 나타냈습니다.디알릴디설파이드와 디알릴트리설파이드 화합물도 잠재적인 살충 효과가 있는 것으로 밝혀졌으며 평균 치사량은 10~20ppm 범위입니다.LC50 값이 63.35ppm, 139.29ppm인 유게놀, 리모넨 및 유칼립톨 화합물에 대해 중간 정도의 살충 활성이 다시 관찰되었습니다.24시간 후 각각 181.33ppm(표 3).그러나 메틸유게놀과 카르본은 최고 용량에서도 유의미한 살충 가능성이 발견되지 않아 LC50 값을 계산하지 않았다(표 3).합성 유충제 Temephos는 24시간 노출 동안 Aedes aegypti에 대해 평균 치사 농도가 0.43ppm이었습니다(표 3, 보충 표 6).
7가지 화합물(디알릴 디설파이드, 디알릴 트리설파이드, 유칼립톨, α-피넨, 유데스몰, 리모넨 및 카르본)이 효과적인 EO의 주요 화합물로 확인되었으며 성체 이집트 숲모기에 대해 개별적으로 테스트되었습니다.프로비트 회귀 분석에 따르면 Eudesmol이 LC50 값이 1.82ppm으로 가장 높은 잠재력을 갖는 것으로 나타났으며, 24시간 노출 시간에서 Eucalyptol이 LC50 값이 17.60ppm으로 그 뒤를 이었습니다.테스트된 나머지 5개 화합물은 LC50 범위가 140.79~737.01ppm으로 성인에게 약간 유해했습니다(표 3).합성 유기인산 말라티온은 eudesmol보다 효능이 덜하고 다른 6개 화합물보다 높았으며, 24시간 노출 기간 동안 LC50 값은 5.44ppm이었습니다(표 3, 보충 표 6).
7가지 강력한 납 화합물과 유기인 타메포세이트를 선택하여 1:1 비율로 LC50 용량의 이원 조합을 제제화했습니다.총 28개의 이원 조합을 제조하고 Aedes aegypti에 대한 살충 효능에 대해 테스트했습니다.9개 조합은 시너지 효과가 있는 것으로 나타났고, 14개 조합은 길항적이었고, 5개 조합은 살유충이 아닌 것으로 나타났습니다.시너지 조합 중 디알릴디설파이드와 테모폴의 조합이 가장 효과적이었으며, 24시간 후 100% 치사율이 관찰되었다(표 4).유사하게, 리모넨과 디알릴 디설파이드 및 유게놀과 티메트포스의 혼합물은 관찰된 유충 사망률이 98.3%로 좋은 잠재력을 보여주었습니다(표 5).나머지 4가지 조합, 즉 유데스몰 + 유칼립톨, 유데스몰 + 리모넨, 유칼립톨 + 알파-피넨, 알파-피넨 + 테메포스도 상당한 살충 효능을 보여 사망률이 90%를 초과했습니다.예상 사망률은 60~75%에 가깝다.(표 4).그러나 리모넨과 α-피넨 또는 유칼립투스의 조합은 길항 반응을 보였습니다.마찬가지로, 테메포스와 유게놀, 유칼립투스, 유데스몰 또는 디알릴 삼황화물의 혼합물은 길항 효과를 갖는 것으로 밝혀졌습니다.마찬가지로, 디알릴 디설파이드와 디알릴 트리설파이드의 조합 및 이들 화합물 중 하나와 유데스몰 또는 유게놀의 조합은 살유충 작용에 있어서 길항적이다.eudesmol과 eugenol 또는 α-pinene의 조합에서도 길항작용이 보고되었습니다.
성인 산성 활성에 대해 테스트한 모든 28개 이원 혼합물 중 7개 조합은 시너지 효과가 있었고, 6개 조합은 효과가 없었고, 15개 조합은 길항제였습니다.유데스몰과 유칼립투스, 리모넨과 카르본의 혼합물은 다른 시너지 효과의 조합보다 더 효과적인 것으로 밝혀졌으며, 24시간 사망률은 각각 76%와 100%였습니다(표 5).말라티온은 리모넨과 디알릴삼황화물을 제외한 모든 화합물 조합에서 시너지 효과를 나타내는 것으로 관찰되었습니다.반면에, 디알릴 디설파이드와 디알릴 트리설파이드 및 둘 중 하나와 유칼립투스, 유칼립톨, 카르본 또는 리모넨과의 조합 사이에는 길항작용이 발견되었습니다.유사하게, α-피넨과 유데스몰 또는 리모넨, 유칼립톨과 카르본 또는 리모넨, 리모넨과 유데스몰 또는 말라티온의 조합은 길항적 살충 효과를 나타냈습니다.나머지 6개 조합의 경우 예상 사망률과 관찰 사망률 간에 유의미한 차이가 없었습니다(표 5).
시너지 효과와 치사량에 준하는 복용량을 바탕으로 다수의 Aedes aegypti 모기에 대한 유충 독성을 최종적으로 선택하고 추가 테스트했습니다.결과는 유게놀-리모넨, 디알릴디설파이드-리모넨 및 디알릴디설파이드-티메포스의 이원 조합을 사용하여 관찰된 유충 사망률이 100%인 반면, 예상 유충 사망률은 각각 76.48%, 72.16% 및 63.4%임을 보여주었습니다(표 6)..리모넨과 유데스몰의 조합은 24시간 노출 기간 동안 88%의 유충 사망률이 관찰되어 상대적으로 덜 효과적이었습니다(표 6).요약하면, 선택된 4개의 이원 조합은 대규모로 적용될 때 Aedes aegypti에 대한 상승적인 살충 효과도 입증했습니다(표 6).
대규모 성체 Aedes aegypti 개체군을 방제하기 위한 성충 생물학적 검정을 위해 세 가지 시너지 효과가 있는 조합이 선택되었습니다.대규모 곤충 군집에서 테스트할 조합을 선택하기 위해 먼저 두 가지 최고의 시너지 효과를 내는 테르펜 조합, 즉 카르본 + 리모넨 및 유칼립톨 + 유데스몰에 중점을 두었습니다.둘째, 합성 유기인산염 말라티온과 테르페노이드의 조합 중에서 가장 시너지 효과가 좋은 조합이 선택되었습니다.우리는 말라티온과 유데스몰의 조합이 관찰된 사망률이 가장 높고 후보 성분의 LC50 값이 매우 낮기 때문에 대규모 곤충 군체에 대한 테스트에 가장 적합한 조합이라고 믿습니다.말라티온은 α-피넨, 디알릴디설파이드, 유칼립투스, 카르본 및 유데스몰과 결합하여 시너지 효과를 나타냅니다.하지만 LC50 값을 보면 Eudesmol이 가장 낮은 값(2.25ppm)을 가지고 있습니다.말라티온, α-피넨, 디알릴디설파이드, 유칼립톨 및 카르본의 계산된 LC50 값은 5.4, 716.55, 166.02, 17.6 및 140.79ppm이었습니다.각기.이러한 값은 말라티온과 유데스몰의 조합이 복용량 측면에서 최적의 조합임을 나타냅니다.결과는 카르본 + 리모넨 및 유데스몰 + 말라티온의 조합이 61% ~ 65%의 예상 사망률에 비해 관찰된 사망률이 100%인 것으로 나타났습니다.또 다른 조합인 유데스몰과 유칼립톨은 예상 사망률 60%에 비해 24시간 노출 후 사망률이 78.66%를 나타냈습니다.선택된 세 가지 조합 모두 성충 Aedes aegypti에 대해 대규모로 적용한 경우에도 시너지 효과를 나타냈습니다(표 6).
이 연구에서 Mp, As, Os, Em 및 Cl과 같은 선택된 식물 EO는 Aedes aegypti의 유충 및 성체 단계에 유망한 치명적인 효과를 보여주었습니다.Mp EO는 LC50 값이 0.42ppm으로 가장 높은 살유충 활성을 나타냈고, 24시간 후 As, Os 및 Em EO가 LC50 값이 50ppm 미만으로 그 뒤를 이었습니다.이러한 결과는 모기 및 기타 딥타성 파리10,11,12,13,14에 대한 이전 연구와 일치합니다.Cl의 살충 효능은 다른 에센셜 오일보다 낮지만 24시간 후 LC50 값은 163.65ppm이지만, 성충의 유충 효능은 24시간 후 LC50 값 23.37ppm으로 가장 높습니다.Mp, As 및 Em EO는 또한 24시간 노출 시 100~120ppm 범위의 LC50 값으로 우수한 알레르기 가능성을 나타냈지만 살유충 효능보다는 상대적으로 낮았습니다.반면, EO Os는 최고 치료 용량에서도 무시할 수 있는 수준의 알레르기 효과를 나타냈습니다.따라서 결과는 식물에 대한 산화에틸렌의 독성이 모기의 발달 단계에 따라 달라질 수 있음을 나타냅니다15.이는 또한 곤충의 몸에 EO가 침투하는 속도, 특정 표적 효소와의 상호 작용, 각 발달 단계에서 모기의 해독 능력에 따라 달라집니다16.많은 연구에 따르면 주성분 화합물은 전체 화합물의 대부분을 차지하므로 산화에틸렌의 생물학적 활성에 중요한 요소인 것으로 나타났습니다3,12,17,18.따라서 우리는 각 EO에서 두 가지 주요 화합물을 고려했습니다.GC-MS 결과를 바탕으로 Diallyl disulfide와 diallyl trisulfide가 EO As의 주요 화합물로 확인되었으며 이는 이전 보고서와 일치합니다.이전 보고서에서는 멘톨이 주요 화합물 중 하나라고 밝혔지만 카르본과 리모넨은 Mp EO22,23의 주요 화합물로 다시 확인되었습니다.Os EO의 조성 프로파일은 유게놀과 메틸 유게놀이 주요 화합물임을 보여 주었으며 이는 초기 연구자들의 발견과 유사합니다16,24.유칼립톨과 유칼립톨은 Em 잎 오일에 존재하는 주요 화합물로 보고되었으며, 이는 일부 연구자들의 연구 결과와 일치하지만25,26 Olalade et al.27의 연구 결과와는 상반됩니다.멜라루카 에센셜 오일에서는 시네올과 α-피넨의 우세가 관찰되었으며 이는 이전 연구와 유사합니다28,29.서로 다른 위치의 동일한 식물 종에서 추출된 에센셜 오일의 조성 및 농도의 종간 차이가 보고되었으며 본 연구에서도 관찰되었으며 이는 지리적 식물 성장 조건, 수확 시간, 발달 단계 또는 식물 연령에 의해 영향을 받습니다.화학형 등의 출현22,30,31,32.그런 다음 확인된 주요 화합물을 구입하여 살충 효과 및 성충 Aedes aegypti 모기에 미치는 영향을 테스트했습니다.결과는 디알릴 디설파이드의 살유충 활성이 조 EO As의 활성과 유사함을 보여주었습니다.그러나 디알릴삼황화물의 활성은 EO As보다 높습니다.이 결과는 Kimbaris 등이 얻은 결과와 유사합니다.Culex 필리핀에서는 33입니다.그러나 이 두 화합물은 표적 모기에 대해 좋은 자가살상 활성을 나타내지 않았으며 이는 Tenebrio molitor에 대한 Plata-Rueda et al 34의 결과와 일치합니다.Os EO는 Aedes aegypti의 유충 단계에 효과적이지만 성충 단계에는 효과적이지 않습니다.주요 개별 화합물의 살유충 활성은 조 Os EO의 활성보다 낮은 것으로 확인되었습니다.이는 다른 화합물의 역할과 조질 에틸렌 옥사이드에서의 상호작용을 의미합니다.메틸 유게놀 단독은 미미한 활성을 갖는 반면, 유게놀 단독은 중간 정도의 살충 활성을 갖는다.이 결론은 한편으로는35,36을 확인하고 다른 한편으로는 이전 연구자들의 결론과 모순됩니다.유게놀과 메틸유게놀의 작용기 차이로 인해 동일한 표적 곤충에 대해 서로 다른 독성이 나타날 수 있습니다39.리모넨은 중간 정도의 살충 활성을 갖는 것으로 밝혀졌으나, 카르본의 효과는 미미한 것으로 나타났습니다.마찬가지로, 성충에 대한 리모넨의 상대적으로 낮은 독성과 카르본의 높은 독성은 일부 이전 연구 결과를 뒷받침하지만 다른 연구 결과와 모순됩니다41.고리 내 및 고리 외 위치 모두에 이중 결합이 존재하면 유충 제거제로서의 이러한 화합물의 이점이 증가할 수 있는 반면, 불포화 알파 및 베타 탄소가 있는 케톤인 카르본은 성인에게 더 높은 독성 가능성을 나타낼 수 있습니다42.그러나 리모넨과 카르본의 개별 특성은 전체 EO Mp에 비해 훨씬 낮습니다(표 1, 표 3).테스트된 테르페노이드 중에서 eudesmol은 LC50 값이 2.5ppm 미만으로 가장 큰 유충 및 성충 활성을 갖는 것으로 밝혀져 Aedes 모기를 방제하는 데 유망한 화합물이 되었습니다.Cheng et al.40의 연구 결과와 일치하지는 않지만 성능은 전체 EO Em보다 우수합니다.Eudesmol은 두 개의 이소프렌 단위를 가진 세스퀴테르펜으로, 유칼립투스와 같은 산소화 모노테르펜보다 휘발성이 낮으므로 살충제로서의 잠재력이 더 큽니다.유칼립톨 자체는 살충 활성보다 성충 활성이 더 크며, 이전 연구 결과는 이를 지지하기도 하고 반박하기도 합니다37,43,44.활동 자체는 전체 EO Cl의 활동과 거의 비슷합니다.또 다른 이환식 모노테르펜인 α-피넨은 이집트숲모기(Aedes aegypti)에 대한 성충 효과가 유충 효과보다 적으며, 이는 전체 EO Cl의 효과와 반대입니다.테르페노이드의 전반적인 살충 활성은 친유성, 휘발성, 탄소 분지화, 투영 면적, 표면적, 작용기 및 위치에 의해 영향을 받습니다45,46.이들 화합물은 세포 축적을 파괴하고, 호흡 활동을 차단하고, 신경 자극 전달을 방해하는 등의 작용을 할 수 있습니다. 47 합성 유기인산염인 Temephos는 LC50 값이 0.43ppm으로 가장 높은 살유충 활성을 갖는 것으로 밝혀졌는데, 이는 Lek의 데이터와 일치합니다. 우탈라48.합성 유기인산 말라티온의 성체 활성은 5.44ppm으로 보고되었습니다.이 두 가지 유기인산염은 Aedes aegypti의 실험실 균주에 대해 유리한 반응을 보였지만, 이 화합물에 대한 모기 저항성은 세계 여러 지역에서 보고되었습니다49.그러나 약초에 대한 내성 발생에 대한 유사한 보고는 발견되지 않았습니다50.따라서 식물은 벡터 제어 프로그램에서 화학 살충제의 잠재적인 대안으로 간주됩니다.
유충 살충 효과는 강력한 테르페노이드 및 테르페노이드와 티메포스로 제조된 28개 이원 조합(1:1)에 대해 테스트되었으며, 9개 조합은 상승적, 14개는 길항적, 5개는 길항적인 것으로 나타났습니다.효과가 없습니다.반면, 성체역가생물검정에서는 7개 조합이 시너지 효과가 있는 것으로 나타났고, 15개 조합은 길항 효과가 있는 것으로 나타났으며, 6개 조합은 효과가 없는 것으로 보고됐다.특정 조합이 시너지 효과를 생성하는 이유는 후보 화합물이 여러 중요한 경로에서 동시에 상호 작용하거나 특정 생물학적 경로의 여러 주요 효소가 순차적으로 억제되기 때문일 수 있습니다.리모넨과 디알릴 디설파이드, 유칼립투스 또는 유게놀의 조합은 소규모 및 대규모 적용 모두에서 시너지 효과가 있는 것으로 밝혀졌으며(표 6), 유칼립투스 또는 α-피넨과의 조합은 유충에 길항 효과가 있는 것으로 밝혀졌습니다.평균적으로 리모넨은 메틸 그룹의 존재, 각질층으로의 우수한 침투 및 다른 작용 메커니즘으로 인해 좋은 시너지 효과를 발휘하는 것으로 보입니다52,53.리모넨은 곤충의 표피를 관통하여(접촉 독성), 소화계에 영향을 미치거나(식욕억제), 호흡계에 영향을 미쳐(훈증 활동),54 유제놀과 같은 페닐프로파노이드가 대사 효소에 영향을 미칠 수 있어 독성 효과를 일으킬 수 있다는 것이 이전에 보고되었습니다55. 따라서 작용 기전이 다른 화합물을 조합하면 혼합물의 전반적인 치사 효과가 증가할 수 있습니다.유칼립톨은 디알릴디설파이드, 유칼립투스 또는 α-피넨과 시너지 효과가 있는 것으로 밝혀졌지만, 다른 화합물과의 다른 조합은 살충제가 아니거나 길항적이었습니다.초기 연구에서는 유칼립톨이 아세틸콜린에스테라제(AChE)뿐만 아니라 옥타민 및 GABA 수용체에 대한 억제 활성을 가지고 있는 것으로 나타났습니다56.고리형 모노테르펜, 유칼립톨, 유게놀 등은 신경 독성 활성과 동일한 작용 메커니즘을 가질 수 있으므로57 상호 억제를 통해 결합 효과를 최소화합니다.마찬가지로, 테메포스와 디알릴 디설파이드, α-피넨 및 리모넨의 조합은 시너지 효과가 있는 것으로 밝혀졌으며, 이는 허브 제품과 합성 유기인산염 사이의 시너지 효과에 대한 이전 보고를 뒷받침합니다58.
유데스몰과 유칼립톨의 조합은 Aedes aegypti의 유충 및 성체 단계에 시너지 효과가 있는 것으로 밝혀졌는데, 이는 아마도 서로 다른 화학 구조로 인한 서로 다른 작용 방식 때문일 것입니다.Eudesmol(세스퀴테르펜)은 호흡기계에 영향을 미칠 수 있으며 59 유칼립톨(모노테르펜)은 아세틸콜린에스테라제에 영향을 미칠 수 있습니다 60.두 개 이상의 표적 부위에 성분을 함께 노출시키면 조합의 전반적인 치사 효과가 강화될 수 있습니다.성인 물질 생물학적 검정에서 말라티온은 카르본, 유칼립톨, 유칼립톨, 디알릴디설파이드 또는 α-피넨과 시너지 효과가 있는 것으로 밝혀졌으며, 이는 리모넨과 디를 첨가하면 시너지 효과가 있음을 나타냅니다.삼황화알릴을 제외한 테르펜 화합물의 전체 포트폴리오에 대한 우수한 시너지 효과를 나타내는 알레르기억제제 후보입니다.Thangam과 Kathiresan61은 또한 말라티온과 허브 추출물의 시너지 효과에 대한 유사한 결과를 보고했습니다.이러한 상승적 반응은 곤충 해독 효소에 대한 말라티온과 식물화학물질의 결합된 독성 효과 때문일 수 있습니다.말라티온과 같은 유기인산염은 일반적으로 시토크롬 P450 에스테라제 및 모노옥시게나제를 억제함으로써 작용합니다62,63,64.따라서 말라티온과 이러한 작용 메커니즘을 결합하고 테르펜과 다양한 작용 메커니즘을 결합하면 모기에 대한 전반적인 치명적인 효과를 향상시킬 수 있습니다.
반면, 길항작용은 선택된 화합물이 각 화합물 단독보다 결합 시 덜 활성적임을 나타냅니다.일부 조합에서 길항작용이 나타나는 이유는 한 화합물이 흡수, 분포, 대사 또는 배설 속도를 변경하여 다른 화합물의 행동을 수정하기 때문일 수 있습니다.초기 연구자들은 이것이 약물 조합에서 길항작용의 원인이라고 생각했습니다.분자 가능한 메커니즘 65. 마찬가지로, 길항작용의 가능한 원인은 유사한 작용 메커니즘, 동일한 수용체 또는 표적 부위에 대한 구성 화합물의 경쟁과 관련될 수 있습니다.어떤 경우에는 표적 단백질의 비경쟁적 억제가 발생할 수도 있습니다.이 연구에서 두 가지 유기황 화합물인 디알릴 디설파이드와 디알릴 트리설파이드는 길항 효과를 나타냈는데, 이는 아마도 동일한 표적 부위에 대한 경쟁 때문일 것입니다.마찬가지로, 이 두 황 화합물은 길항 효과를 나타냈으며 유데스몰 및 α-피넨과 결합하면 효과가 없었습니다.Eudesmol과 alpha-pinene은 본질적으로 고리형인 반면, diallyl disulfide와 diallyl trisulfide는 본질적으로 지방족입니다.화학 구조에 기초하여, 이들 화합물의 조합은 표적 부위가 일반적으로 다르기 때문에 전반적인 치사 활성을 증가시켜야 하지만 실험적으로 우리는 생체 내 일부 알려지지 않은 유기체에서 이러한 화합물의 역할로 인한 길항작용을 발견했습니다.상호작용의 결과로 나타나는 시스템.유사하게, 연구자들은 이전에 두 화합물이 서로 다른 작용 목표를 가지고 있다고 보고했지만, 시네올과 α-피넨의 조합은 길항적 반응을 일으켰습니다47,60.두 화합물 모두 고리형 모노테르펜이므로 결합을 위해 경쟁하고 연구된 조합 쌍의 전체 독성에 영향을 미칠 수 있는 몇 가지 공통 표적 부위가 있을 수 있습니다.
LC50 값과 관찰된 사망률을 바탕으로 두 가지 최고의 시너지 효과를 내는 테르펜 조합, 즉 카르본 + 리모넨과 유칼립톨 + 유데스몰 쌍, 그리고 테르펜과 합성 유기인산 말라티온이 선택되었습니다.말라티온 + Eudesmol 화합물의 최적 시너지 조합이 성충 살충제 생물검정에서 테스트되었습니다.대규모 곤충 군집을 표적으로 삼아 이러한 효과적인 조합이 상대적으로 넓은 노출 공간에서 많은 수의 개인에 대해 작동할 수 있는지 확인합니다.이러한 모든 조합은 대규모 곤충 떼에 대한 시너지 효과를 보여줍니다.Aedes aegypti 유충의 대규모 개체군에 대해 테스트된 최적의 상승적 유충 살충 조합에 대해 유사한 결과가 얻어졌습니다.따라서, 식물 EO 화합물의 효과적인 상승작용적 유충살충 및 성충살충 조합은 기존 합성 화학물질에 대한 강력한 후보이며 Aedes aegypti 개체군을 방제하는 데 추가로 사용될 수 있다고 말할 수 있습니다.마찬가지로, 합성 살유충제 또는 성충제와 테르펜의 효과적인 조합을 사용하여 모기에 투여되는 티메포스 또는 말라티온의 복용량을 줄일 수도 있습니다.이러한 강력한 시너지 조합은 Aedes 모기의 약물 저항성 진화에 대한 향후 연구에 대한 솔루션을 제공할 수 있습니다.
Aedes aegypti의 알은 인도 의학 연구 협의회 Dibrugarh의 지역 의학 연구 센터에서 수집되었으며 Gauhati University의 동물학과에서 통제된 온도(28 ± 1 °C) 및 습도(85 ± 5%)하에 보관되었습니다. 다음 조건: Arivoli 등이 설명했습니다.부화 후, 유충에게는 유충 먹이(개 비스킷 가루와 효모를 3:1 비율로 먹임)를 먹였고, 성충에게는 10% 포도당 용액을 먹였습니다.우화 후 3일째부터 성체 암컷 모기가 알비노 쥐의 피를 빨도록 허용했습니다.유리잔에 담긴 물에 여과지를 적셔 산란장에 넣습니다.
선택된 식물 샘플, 즉 유칼립투스 잎(Myrtaceae), 홀리 바질(Lamiaceae), 민트(Lamiaceae), 멜라루카(Myrtaceae) 및 알리움 구근(Amaryllidaceae).구와하티(Guwahati)에서 수집되어 가우하티 대학교 식물학과에서 확인되었습니다.수집된 식물 샘플(500g)을 Clevenger 장치를 사용하여 6시간 동안 수증류를 실시했습니다.추출된 EO는 깨끗한 유리병에 수집되어 추가 연구를 위해 4°C에 보관되었습니다.
살충제 독성은 약간 수정된 표준 세계보건기구(WHO) 절차를 사용하여 연구되었습니다67.DMSO를 유화제로 ​​사용하십시오.각 EO 농도는 초기에 100 및 1000ppm에서 테스트되었으며 각 반복에서 20마리의 유충이 노출되었습니다.결과를 바탕으로 농도 범위를 적용해 치료 후 1시간부터 6시간까지(1시간 간격), 24시간, 48시간, 72시간에 사망률을 기록했다.준치사 농도(LC50)는 노출 24, 48, 72시간 후에 측정되었습니다.각 농도는 하나의 음성 대조군(물만) 및 하나의 양성 대조군(DMSO 처리된 물)과 함께 3회 분석되었습니다.번데기가 발생하여 대조군 유충의 10% 이상이 폐사한 경우에는 실험을 반복한다.대조군의 사망률이 5~10% 사이인 경우 Abbott 보정 공식 68을 사용합니다.
Ramar et al.에 의해 설명된 방법.69는 아세톤을 용매로 사용하여 Aedes aegypti에 대한 성충 생물검정에 사용되었습니다.각 EO는 초기에 100 및 1000ppm 농도에서 성체 Aedes aegypti 모기에 대해 테스트되었습니다.준비된 각 용액 2ml를 Whatman 수에 적용합니다.여과지(크기 12 x 15 cm2) 1장을 넣고 아세톤이 10분 동안 증발하도록 합니다.대조군으로는 아세톤 2ml만 처리한 여과지를 사용했습니다.아세톤이 증발한 후 처리된 여과지와 대조 여과지를 원통형 튜브(깊이 10cm)에 넣습니다.3~4일령의 무혈식 모기 10마리를 각 농도의 3배로 옮겼습니다.예비 테스트 결과를 바탕으로 선택된 오일의 다양한 농도를 테스트했습니다.사망률은 모기 방출 후 1시간, 2시간, 3시간, 4시간, 5시간, 6시간, 24시간, 48시간 및 72시간에 기록되었습니다.24시간, 48시간, 72시간 노출 시간에 대한 LC50 값을 계산합니다.대조 로트의 폐사율이 20%를 초과하는 경우 전체 시험을 반복한다.마찬가지로, 대조군의 사망률이 5%보다 큰 경우 Abbott의 공식을 사용하여 처리된 샘플에 대한 결과를 조정합니다.
선정된 에센셜 오일의 구성성분을 분석하기 위해 가스크로마토그래피(Agilent 7890A)와 질량분석기(Accu TOF GCv, Jeol)를 수행하였습니다.GC에는 FID 검출기와 모세관 컬럼(HP5-MS)이 장착되었습니다.운반 가스는 헬륨이었고 유속은 1ml/분이었습니다.GC 프로그램은 Allium sativum을 10:80-1M-8-220-5M-8-270-9M으로 설정하고 Ocimum Sainttum을 10:80-3M-8-200-3M-10-275-1M-5 – 280으로 설정합니다. 민트의 경우 10:80-1M-8-200-5M-8-275-1M-5-280, 유칼립투스의 경우 20.60-1M-10-200-3M-30-280, 빨간색의 경우 천 개의 레이어에 해당됩니다. 10: 60-1M-8-220-5M-8-270-3M.
각 EO의 주요 화합물은 GC 크로마토그램과 질량 분석 결과(NIST 70 표준 데이터베이스 참조)에서 계산된 면적 백분율을 기반으로 식별되었습니다.
각 EO의 두 가지 주요 화합물은 GC-MS 결과를 기반으로 선택되었으며 추가 생물학적 검정을 위해 순도 98~99%로 Sigma-Aldrich에서 구입했습니다.화합물을 상기 기재된 바와 같이 Aedes aegypti에 대한 살유충 및 성충 효능에 대해 시험하였다.가장 일반적으로 사용되는 합성 유충제인 타메포세이트(Sigma Aldrich)와 성인용 약물인 말라티온(Sigma Aldrich)을 동일한 절차에 따라 선택된 EO 화합물과의 효과를 비교하기 위해 분석했습니다.
선택된 테르펜 화합물 및 테르펜 화합물과 상업용 유기인산염(틸레포스 및 말라티온)의 이원 혼합물은 각 후보 화합물의 LC50 용량을 1:1 비율로 혼합하여 제조되었습니다.준비된 조합물을 위에서 설명한 대로 Aedes aegypti의 유충 및 성체 단계에서 테스트했습니다.각 생물학적 분석은 각 조합에 대해 3회, 각 조합에 존재하는 개별 화합물에 대해 3회 수행되었습니다.표적 곤충의 죽음은 24시간 후에 기록되었습니다.다음 공식을 사용하여 이성분 혼합물의 예상 사망률을 계산합니다.
여기서 E = 이진 조합, 즉 연결(A + B)에 대한 Aedes aegypti 모기의 예상 사망률입니다.
각 이원 혼합물의 효과는 Pavla52에 의해 기술된 방법으로 계산된 χ2 값을 기반으로 시너지 효과, 길항 효과 또는 효과 없음으로 표시되었습니다.다음 공식을 사용하여 각 조합의 χ2 값을 계산합니다.
조합의 효과는 계산된 χ2 값이 ​​해당 자유도(95% 신뢰 구간)에 대한 표 값보다 크고 관찰된 사망률이 예상 사망률을 초과하는 것으로 확인되는 경우 시너지 효과가 있는 것으로 정의되었습니다.마찬가지로, 어떤 조합에 대해 계산된 χ2 값이 ​​어느 정도 자유도로 표 값을 초과하지만 관찰된 사망률이 예상 사망률보다 낮은 경우 치료는 길항적인 것으로 간주됩니다.그리고 어떤 조합에서든 계산된 χ2 값이 ​​해당 자유도에서 테이블 값보다 작으면 해당 조합은 효과가 없는 것으로 간주됩니다.
다수의 곤충에 대한 테스트를 위해 3~4개의 잠재적으로 시너지 효과가 있는 조합(100개의 유충과 50개의 유충 및 성충 활동)을 선택했습니다.성인) 위와 같이 진행합니다.혼합물과 함께, 선택된 혼합물에 존재하는 개별 화합물도 동일한 수의 Aedes aegypti 유충과 성충을 대상으로 테스트되었습니다.조합 비율은 하나의 후보 화합물의 LC50 용량의 일부와 다른 구성 화합물의 LC50 용량의 일부입니다.성체 활성 생물검정에서는 선택된 화합물을 용매 아세톤에 용해시키고 1300 cm3 원통형 플라스틱 용기에 싸인 여과지에 적용했습니다.아세톤을 10분 동안 증발시키고 성충을 방출시켰다.유사하게, 유충 생물검정에서는 먼저 LC50 후보 화합물의 용량을 동일한 부피의 DMSO에 용해시킨 다음 1300cc 플라스틱 용기에 저장된 1리터의 물과 혼합하여 유충을 방출했습니다.
LC50 값을 계산하기 위해 SPSS(버전 16) 및 Minitab 소프트웨어를 사용하여 71개의 기록된 사망률 데이터에 대한 확률적 분석을 수행했습니다.


게시 시간: 2024년 7월 1일