태국의 모기에 대한 현지 식품 가공 공장을 테스트한 이전 프로젝트에서 Cyperus rotundus, galangal 및 계피의 에센셜 오일(EO)이 Aedes aegypti에 대해 우수한 모기 방지 활성을 갖는 것으로 밝혀졌습니다.기존 방식의 사용을 줄이려는 노력으로살충제저항성 모기 개체군의 통제를 개선하기 위해 이 연구는 에틸렌 옥사이드의 성충 효과와 Aedes 모기에 대한 퍼메트린의 독성 사이의 잠재적 시너지 효과를 확인하는 것을 목표로 했습니다.피레스로이드 내성 및 민감한 균주를 포함한 aegypti.
감수성 균주 Muang Chiang Mai(MCM-S) 및 저항성 균주 Pang Mai Dang(PMD-R)에 대한 C. rotundus 및 A. galanga 뿌리줄기와 C. verum 껍질에서 추출한 EO의 화학 조성 및 사멸 활성을 평가합니다. ).) 성인 활성 Ae.이집트숲모기.시너지 효과를 이해하기 위해 이들 Aedes 모기에 대해 EO-퍼메트린 혼합물의 성체 생물학적 분석도 수행되었습니다.이집트 균주.
GC-MS 분석 방법을 사용한 화학적 특성 분석 결과 C. rotundus, A. galanga 및 C. verum의 EO에서 48개의 화합물이 식별되었으며 이는 각각 전체 구성 요소의 80.22%, 86.75% 및 97.24%를 차지합니다.시페렌(14.04%), 베타-비사볼렌(18.27%), 신남알데히드(64.66%)는 각각 사이페러스 오일, 갈랑갈 오일, 발사믹 오일의 주요 성분입니다.생물학적 성체 살해 분석에서 C. rotundus, A. galanga 및 C. verum EV는 Ae를 죽이는 데 효과적이었습니다.aegypti, MCM-S 및 PMD-R LD50 값은 각각 암컷 10.05 및 9.57 μg/mg, 암컷 7.97 및 7.94 μg/mg, 암컷 3.30 및 3.22 μg/mg이었습니다.성인을 죽이는 MCM-S 및 PMD-R Ae의 효율성.이들 EO의 aegypti는 피페로닐 부톡사이드(PBO 값, LD50 = 6.30 및 4.79 μg/mg 암컷)에 가깝지만 퍼메트린(LD50 값 = 0.44 및 3.70 ng/mg 암컷)만큼 뚜렷하지는 않았습니다.그러나 복합 생물검정에서는 EO와 퍼메트린 사이의 시너지 효과가 발견되었습니다.두 종류의 Aedes 모기에 대해 퍼메트린과 상당한 시너지 효과를 나타냅니다.Aedes aegypti는 C. rotundus 및 A. galanga의 EM에 기록되었습니다.C. rotundus 및 A. galanga 오일을 첨가하면 시너지 비율(SR) 값과 함께 MCM-S의 퍼메트린 LD50 값이 암컷에서 각각 0.44에서 0.07 ng/mg 및 0.11 ng/mg으로 크게 감소했습니다. 각각 6.28과 4.00입니다.또한 C. rotundus 및 A. galanga EO는 PMD-R에 대한 퍼메트린의 LD50 값을 각각 암컷에서 3.70에서 0.42 ng/mg 및 0.003 ng/mg으로 크게 감소시켰으며, SR 값은 8.81 및 0.003 ng/mg입니다. 각각 1233.33입니다..
Aedes 모기의 두 계통에 대한 성체 독성을 강화하는 EO-퍼메트린 조합의 시너지 효과.이집트숲모기(Aedes aegypti)는 특히 전통적인 화합물이 효과가 없거나 부적절한 경우 모기 퇴치 효능을 강화하는 시너지 효과로서 에틸렌 옥사이드의 유망한 역할을 보여줍니다.
Aedes aegypti 모기(Diptera: Culicidae)는 뎅기열과 황열병, 치쿤구니야, 지카 바이러스와 같은 기타 전염성 바이러스 질병의 주요 매개체로서 인간에게 거대하고 지속적인 위협을 가하고 있습니다[1, 2]..뎅기열 바이러스는 인간에게 영향을 미치는 가장 심각한 병원성 출혈열로, 매년 약 5~1억 건의 사례가 발생하고 전 세계적으로 25억 명 이상의 사람들이 위험에 처해 있습니다[3].이 전염병의 발생은 대부분의 열대 국가의 인구, 의료 시스템 및 경제에 막대한 부담을 줍니다[1].태국 보건부에 따르면 2015년 전국적으로 뎅기열 환자는 142,925명, 사망자는 141명으로 보고되었으며, 이는 2014년 감염자 수와 사망자 수의 3배가 넘는 수치입니다[4].역사적 증거에도 불구하고 뎅기열은 숲모기에 의해 근절되거나 크게 감소되었습니다.이집트숲모기(Aedes aegypti)를 통제한 후[5], 수십 년간의 지구 온난화로 인해 감염률이 극적으로 증가했고 이 질병이 전 세계로 퍼졌습니다.Ae의 제거 및 제어.이집트 숲모기(Aedes aegypti)는 낮 동안 인간 거주지 안팎에서 짝짓기하고, 먹이를 주고, 휴식을 취하고 알을 낳는 국내 모기이기 때문에 상대적으로 어렵습니다.또한, 이 모기는 자연 현상(예: 가뭄)이나 인간의 통제 조치로 인한 환경 변화나 교란에 적응하는 능력을 갖고 있으며 원래의 숫자로 돌아갈 수 있습니다[6, 7].뎅기열에 대한 백신은 최근에야 승인되었으며 뎅기열에 대한 구체적인 치료법이 없기 때문에 뎅기열 전염 위험을 예방하고 줄이는 것은 전적으로 모기 매개체를 통제하고 매개체와의 인간 접촉을 제거하는 데 달려 있습니다.
특히, 모기 방제를 위한 화학물질의 사용은 이제 종합적인 통합 매개체 관리의 중요한 구성 요소로서 공중 보건에서 중요한 역할을 하고 있습니다.가장 널리 사용되는 화학적 방법에는 모기 유충(살충제)과 모기 성체(아디도사이드)에 작용하는 저독성 살충제를 사용하는 것이 포함됩니다.발생원 감소를 통한 유충 방제와 유기인산염 및 곤충 성장 조절제와 같은 화학 살유충제의 정기적 사용이 중요한 것으로 간주됩니다.그러나 합성 살충제 및 노동 집약적이고 복잡한 유지 관리와 관련된 부정적인 환경 영향은 여전히 주요 관심사로 남아 있습니다[8, 9].성체 제어와 같은 전통적인 활성 벡터 제어는 감염성 질병 벡터를 신속하고 대규모로 근절할 수 있을 뿐만 아니라 지역 벡터 개체군의 수명과 수명을 단축할 수 있기 때문에 바이러스 발생 시 가장 효과적인 제어 수단으로 남아 있습니다[3]., 10].네 가지 종류의 화학 살충제: 유기염소(DDT로만 참조), 유기인산염, 카바메이트, 피레스로이드가 벡터 제어 프로그램의 기초를 형성하며 피레스로이드가 가장 성공적인 종류로 간주됩니다.다양한 절지동물에 대해 매우 효과적이며 효과가 낮습니다.포유류에 대한 독성.현재 합성 피레스로이드는 상업용 농약의 대부분을 구성하고 있으며 전 세계 농약 시장의 약 25%를 차지합니다[11, 12].퍼메트린과 델타메트린은 농업 및 의학적으로 중요한 다양한 해충을 방제하기 위해 수십 년 동안 전 세계적으로 사용되어 온 광범위한 피레스로이드 살충제입니다[13, 14].1950년대에 DDT는 태국의 국가 공중 보건 모기 통제 프로그램을 위한 선택 화학물질로 선정되었습니다.말라리아 풍토병 지역에서 DDT가 광범위하게 사용된 후 태국에서는 1995년부터 2000년 사이에 DDT 사용을 점차적으로 중단하고 두 가지 피레스로이드인 퍼메트린과 델타메트린으로 대체했습니다[15, 16].이러한 피레스로이드 살충제는 주로 모기장 치료와 열 안개 및 초저독성 스프레이 사용을 통해 말라리아와 뎅기열을 통제하기 위해 1990년대 초반에 도입되었습니다[14, 17].그러나 모기에 대한 강한 저항력과 공중 보건에 대한 우려 및 합성 화학 물질의 환경 영향에 대한 대중의 준수 부족으로 인해 효율성이 상실되었습니다.이는 위협 벡터 제어 프로그램의 성공에 심각한 문제를 제기합니다[14, 18, 19].전략을 보다 효과적으로 만들기 위해서는 시기적절하고 적절한 대응책이 필요합니다.권장되는 관리 절차에는 천연 물질 대체, 다른 등급의 화학 물질 교체, 상승제 추가, 화학 물질 혼합 또는 다른 등급의 화학 물질 동시 적용 등이 포함됩니다 [14, 20, 21].따라서 친환경적이고 편리하며 효과적인 대안과 시너지 효과를 찾고 개발하는 것이 시급하며 본 연구에서는 이러한 필요성을 해결하는 것을 목표로 합니다.
자연 유래 살충제, 특히 식물 성분을 기반으로 한 살충제는 현재와 미래의 모기 퇴치 대안을 평가할 때 잠재력을 보여주었습니다[22, 23, 24].여러 연구에 따르면 식물 제품, 특히 에센셜 오일(EO)을 성충 살인자로 사용하여 중요한 모기 매개체를 제어할 수 있는 것으로 나타났습니다.일부 중요한 모기 종에 대한 살충 특성은 셀러리, 커민, zedoaria, 아니스, 파이프 고추, 백리향, Schinus terebinthifolia, Cymbopogon citratus, Cymbopogon schoenanthus, Cymbopogon giganteus, Chenopodium ambrosioides, Cochlospermum planchonii, Eucalyptus ter eticornis와 같은 많은 식물성 기름에서 발견되었습니다. ., Eucalyptus citriodora, Cananga odorata 및 Petroselinum Criscum [25,26,27,28,29,30].이제 에틸렌옥사이드는 단독으로 사용될 뿐만 아니라 추출된 식물 물질이나 기존 합성 살충제와 결합하여 다양한 수준의 독성을 생성합니다.유기인산염, 카르바메이트, 피레스로이드 등의 전통적인 살충제와 에틸렌옥사이드/식물 추출물의 조합은 독성 효과에 있어 상승적 또는 길항적으로 작용하며 질병 매개체 및 해충에 효과적인 것으로 나타났습니다[31,32,33,34,35].그러나 합성 화학물질이 포함되거나 포함되지 않은 식물화학물질 조합의 시너지 독성 효과에 대한 대부분의 연구는 의학적으로 중요한 모기보다는 농업용 곤충 매개체 및 해충을 대상으로 수행되었습니다.더욱이, 모기 매개체에 대한 식물-합성 살충제 조합의 시너지 효과에 대한 대부분의 연구는 살유충 효과에 초점을 맞춰 왔습니다.
태국 토착 식품 식물의 협박제를 선별하는 진행 중인 연구 프로젝트의 일환으로 저자가 수행한 이전 연구에서 Cyperus rotundus, galangal 및 계피의 에틸렌 산화물이 성충 Aedes에 대해 잠재적인 활동을 하는 것으로 밝혀졌습니다.이집트 [36].따라서 본 연구에서는 Aedes 모기에 대한 이들 약용 식물에서 분리된 EO의 효과를 평가하는 것을 목표로 했습니다.피레스로이드 내성 및 민감한 균주를 포함한 aegypti.성인에게 좋은 효능을 보이는 에틸렌옥사이드와 합성 피레스로이드의 이원 혼합물의 시너지 효과는 전통적인 살충제의 사용을 줄이고 모기 매개체, 특히 숲줄기에 대한 저항성을 증가시키는 것으로 분석되었습니다.이집트숲모기.이 기사에서는 효과적인 에센셜 오일의 화학적 특성과 Aedes 모기에 대한 합성 퍼메트린의 독성을 강화할 수 있는 잠재력에 대해 보고합니다.피레스로이드 민감성 균주(MCM-S) 및 저항성 균주(PMD-R)의 aegypti.
에센셜 오일 추출에 사용되는 C. rotundus 및 A. galanga의 뿌리줄기와 C. verum의 껍질(그림 1)은 태국 치앙마이 지방의 약초 공급업체로부터 구입했습니다.이들 식물의 과학적 식별은 태국 치앙마이 주 치앙마이 대학교(CMU) 과학대학 생물학과 식물 표본집 식물학자인 Mr. James Franklin Maxwell 및 과학자 Wannari Charoensap과의 협의를 통해 이루어졌습니다.카네기멜론대학교 약학대학 약학과에서 각 식물의 Ms. Voucher 표본은 향후 사용을 위해 카네기멜론대학교 의과대학 기생충학과에 보관됩니다.
식물 샘플은 천연 에센셜 오일(EO)을 추출하기 전에 수분 함량을 제거하기 위해 활성 환기 및 주변 온도 약 30 ± 5°C의 개방된 공간에서 3-5일 동안 개별적으로 그늘 건조되었습니다.각 건조 식물 재료 총 250g을 기계적으로 분쇄하여 거친 분말로 만들고 증기 증류를 통해 에센셜 오일(EO)을 분리하는 데 사용했습니다.증류 장치는 전기 가열 맨틀, 3000 mL 둥근 바닥 플라스크, 추출 컬럼, 응축기 및 Cool ace 장치로 구성되었습니다 (Eyela Cool Ace CA-1112 CE, Tokyo Rikakikai Co. Ltd., Tokyo, Japan) .플라스크에 증류수 1600ml와 유리구슬 10~15개를 넣고 증류가 완료되어 EO가 더 이상 생성되지 않을 때까지 전기 히터를 사용하여 약 100°C로 최소 3시간 동안 가열합니다.분별 깔때기를 사용하여 EO 층을 수성상에서 분리하고 무수 황산나트륨(Na2SO4)으로 건조시킨 후 화학적 조성과 성충 활성을 조사할 때까지 밀봉된 갈색 병에 4°C에서 보관했습니다.
에센셜 오일의 화학적 조성은 성인 물질에 대한 생물학적 검정과 동시에 수행되었습니다.단일 사중극자 질량 선택 검출기(Agilent Technologies, Wilmington, CA, USA)가 장착된 Hewlett-Packard(Wilmington, CA, USA) 7890A 가스 크로마토그래프와 MSD 5975C(EI)로 구성된 GC-MS 시스템을 사용하여 정성 분석을 수행했습니다. ).(애질런트 테크놀로지스).
크로마토그래피 컬럼 – DB-5MS(30m × ID 0.25mm × 필름 두께 0.25μm).총 GC-MS 실행 시간은 20분이었습니다.분석 조건은 주입기 온도와 이송 라인 온도가 각각 250°C와 280°C입니다.퍼니스 온도는 50°C에서 250°C까지 10°C/min의 속도로 증가하도록 설정되고, 운반 가스는 헬륨입니다.유속 1.0ml/분;주입량은 0.2μL(CH2Cl2의 부피 기준 1/10%, 분할 비율 100:1)입니다.GC-MS 검출에는 이온화 에너지가 70eV인 전자 이온화 시스템이 사용됩니다.획득 범위는 50-550 원자 질량 단위(amu)이고 스캔 속도는 초당 2.91 스캔입니다.구성요소의 상대 백분율은 피크 면적으로 정규화된 백분율로 표시됩니다.EO 성분의 식별은 보유 지수(RI)를 기반으로 합니다.RI는 n-알칸 계열(C8-C40)에 대해 Van den Dool 및 Kratz[37]의 방정식을 사용하여 계산되었으며 문헌[38] 및 라이브러리 데이터베이스(NIST 2008 및 Wiley 8NO8)의 유지 지수와 비교되었습니다.구조, 분자식 등 표시된 화합물의 동일성은 사용 가능한 실제 샘플과 비교하여 확인되었습니다.
합성 퍼메트린 및 피페로닐 부톡사이드(PBO, 시너지 연구의 양성 대조군)에 대한 분석 표준은 Sigma-Aldrich(미국 미주리주 세인트루이스)에서 구입했습니다.세계보건기구(WHO) 성인용 테스트 키트와 퍼메트린 함유 종이(0.75%)의 진단 용량은 말레이시아 페낭에 있는 WHO 벡터 제어 센터에서 상업적으로 구입했습니다.사용된 다른 모든 화학 물질과 시약은 분석 등급이었으며 태국 치앙마이 지방의 현지 기관에서 구입했습니다.
성체 생물학적 검정에서 시험 유기체로 사용된 모기는 자유롭게 교배하는 실험실 Aedes 모기였습니다.감수성 무앙치앙마이 변종(MCM-S)과 저항성 팡마이당 변종(PMD-R)을 포함한 aegypti.MCM-S 균주는 태국 치앙마이 주 무앙 치앙마이 지역에서 수집된 현지 샘플에서 채취되었으며 1995년부터 CMU 의과대학 기생충학과 곤충학실에서 보관되어 왔습니다[39].퍼메트린에 저항성이 있는 것으로 밝혀진 PMD-R 균주는 원래 태국 치앙마이 주 매탕 지역 반팡마이당(Ban Pang Mai Dang)에서 채집된 들모기로부터 분리되었으며, 1997년부터 동일한 연구소에서 유지관리되고 있다[40 ].PMD-R 균주는 일부 수정된 WHO 검출 키트를 사용하여 0.75% 퍼메트린에 간헐적으로 노출시켜 저항성 수준을 유지하기 위해 선택적인 압력 하에서 재배되었습니다[41].Ae의 각 계통.Aedes aegypti는 25 ± 2 °C, 80 ± 10% 상대 습도 및 14:10 h 명암 광주기의 병원균이 없는 실험실에서 개별적으로 식민지화되었습니다.약 200마리의 유충을 트레이당 150~200마리의 유충 밀도로 수돗물로 채워진 플라스틱 트레이(길이 33cm, 너비 28cm, 높이 9cm)에 보관하고 멸균된 개 비스킷을 하루에 두 번 먹였습니다.성충을 촉촉한 우리에 보관하고 10% 수크로스 수용액과 10% 종합비타민 시럽 용액을 지속적으로 공급했습니다.암컷 모기는 알을 낳기 위해 정기적으로 피를 빨아먹습니다.수혈을 받지 않은 생후 2~5일된 암컷을 실험적인 성인 생물학적 분석에 지속적으로 사용할 수 있습니다.
EO의 용량-사망률 반응 생물학적 검정은 성체 암컷 Aedes 모기에 대해 수행되었습니다.감수성 테스트를 위한 WHO 표준 프로토콜에 따라 수정된 국소 방법을 사용하여 aegypti, MCM-S 및 PMD-R을 사용했습니다[42].각 공장의 EO를 적합한 용매(예: 에탄올 또는 아세톤)로 연속 희석하여 4-6 농도의 단계별 농도를 얻었습니다.이산화탄소(CO2)로 마취한 후 모기의 무게를 개별적으로 측정했습니다.그런 다음 마취된 모기를 입체현미경 아래 맞춤형 냉각판 위의 건조 여과지 위에 움직이지 않게 유지하여 수술 중 재활성화를 방지했습니다.각 치료에 대해 Hamilton 휴대용 마이크로디스펜서(700 Series Microliter™, Hamilton Company, Reno, NV, USA)를 사용하여 0.1 μl의 EO 용액을 여성의 앞가슴등판에 도포했습니다.25명의 암컷을 각 농도로 치료했으며, 사망률은 최소 4가지 농도에서 10%~95% 범위였습니다.용매로 처리된 모기가 대조군으로 사용되었습니다.테스트 샘플의 오염을 방지하려면 테스트한 각 EO에 대해 여과지를 새 여과지로 교체하십시오.이러한 생물검정에 사용되는 용량은 살아있는 여성 체중 1밀리그램당 EO 마이크로그램으로 표시됩니다.성체 PBO 활성도 EO와 유사한 방식으로 평가되었으며 PBO는 시너지 실험에서 양성 대조군으로 사용되었습니다.모든 그룹의 처리된 모기를 플라스틱 컵에 넣고 10% 자당과 10% 종합비타민 시럽을 투여했습니다.모든 생물학적 분석은 25 ± 2 °C 및 80 ± 10% 상대 습도에서 수행되었으며 대조군을 사용하여 4회 반복되었습니다.24시간 사육 기간 동안의 사망률을 확인하고 기계적 자극에 대한 모기의 반응 부족을 확인한 후 평균 4회 반복을 기준으로 기록했습니다.다양한 배치의 모기를 사용하여 각 테스트 샘플에 대해 실험 처리를 4회 반복했습니다.결과를 요약하여 사망률을 백분율로 계산하였고, 이를 프로빗 분석을 통해 24시간 치사량을 결정하는데 사용하였다.
EO와 퍼메트린의 시너지적 항살상 효과는 이전에 설명한 대로 국소 독성 분석 절차[42]를 사용하여 평가되었습니다.아세톤이나 에탄올을 용매로 사용하여 원하는 농도의 퍼메트린과 EO와 퍼메트린의 이원 혼합물(EO-퍼메트린: LD25 농도에서 EO와 퍼메트린을 혼합한 것)을 준비합니다.테스트 키트(퍼메트린 및 EO-퍼메트린)는 Ae의 MCM-S 및 PMD-R 균주에 대해 평가되었습니다.이집트숲모기.성충을 죽이는 효과를 테스트하기 위해 25마리의 암컷 모기 각각에게 4회 용량의 퍼메트린을 투여했으며, 각 치료는 4회 반복되었습니다.후보 EO 상승제를 확인하기 위해 25마리의 암컷 모기 각각에 4~6회 용량의 EO-퍼메트린을 투여했으며 각 적용을 4회 반복했습니다.PBO-퍼메트린 처리(퍼메트린과 LD25 농도의 PBO가 혼합됨)도 양성 대조군 역할을 했습니다.이러한 생물검정에 사용되는 용량은 실제 여성 체중 1밀리그램당 시험 샘플의 나노그램으로 표시됩니다.개별적으로 사육된 배치에 대해 각 모기 계통에 대한 4가지 실험 평가가 수행되었으며, 사망률 데이터를 모아 Probit를 사용하여 분석하여 24시간 치사량을 결정했습니다.
사망률은 Abbott 공식을 사용하여 조정되었습니다[43].조정된 데이터는 컴퓨터 통계프로그램 SPSS(버전 19.0)를 이용하여 프로빗 회귀분석을 통해 분석하였다.25%, 50%, 90%, 95% 및 99%(각각 LD25, LD50, LD90, LD95 및 LD99)의 치사값은 해당 95% 신뢰 구간(95% CI)을 사용하여 계산되었습니다.테스트 샘플 간의 유의성과 차이 측정은 각 생물학적 분석 내에서 카이제곱 테스트 또는 Mann-Whitney U 테스트를 사용하여 평가되었습니다.결과는 P에서 통계적으로 유의미한 것으로 간주되었습니다.< 0.05.저항 계수(RR)는 다음 공식[12]을 사용하여 LD50 수준에서 추정됩니다.
RR > 1은 저항을 나타내고 RR ≤ 1은 감도를 나타냅니다.각 시너지 후보의 시너지 비율(SR) 값은 다음과 같이 계산됩니다[34, 35, 44].
이 요소는 결과를 세 가지 범주로 나눕니다. 1±0.05의 SR 값은 뚜렷한 효과가 없는 것으로 간주되고, >1.05의 SR 값은 시너지 효과가 있는 것으로 간주되며, 밝은 노란색 액체 오일의 SR 값은 다음과 같습니다. C. rotundus 및 A. galanga의 뿌리줄기와 C. verum의 껍질을 증기 증류하여 얻습니다.건조 중량으로 계산된 수율은 0.15%, 0.27%(w/w) 및 0.54%(v/v)였습니다.w) 각각 (표 1).C. rotundus, A. galanga 및 C. verum 오일의 화학 조성에 대한 GC-MS 연구에서는 19, 17 및 21개의 화합물이 존재하는 것으로 나타났으며 이는 각각 전체 구성 요소의 80.22, 86.75 및 97.24%를 차지합니다(표 2 ).C. lucidum rhizome 오일 화합물은 주로 cyperonene(14.04%)으로 구성되어 있으며, carralene(9.57%), α-capsellan(7.97%) 및 α-capsellan(7.53%)이 그 뒤를 따릅니다.양강 뿌리줄기 오일의 주요 화학 성분은 β-비사볼렌(18.27%)이며, α-베르가모텐(16.28%), 1,8-시네올(10.17%) 및 피페로놀(10.09%)이 그 뒤를 따릅니다.신남알데히드(64.66%)가 C. verum 수피 오일의 주요 성분으로 확인된 반면, 신남 아세테이트(6.61%), α-코파엔(5.83%) 및 3-페닐프로피온알데히드(4.09%)는 부성분으로 간주되었습니다.그림 2에 표시된 대로 cyperne, β-bisabolene 및 cinnamaldehyde의 화학 구조는 각각 C. rotundus, A. galanga 및 C. verum의 주요 화합물입니다.
3개의 OO의 결과는 Aedes 모기에 대한 성체 활동을 평가했습니다.aegypti 모기는 표 3에 나와 있습니다. 모든 EO는 다양한 유형과 복용량에서 MCM-S Aedes 모기에 치명적인 영향을 미치는 것으로 밝혀졌습니다.이집트숲모기.가장 효과적인 EO는 C. verum이고, 그 다음으로 A. galanga 및 C. rotundus가 있으며 LD50 값은 각각 3.30, 7.97 및 10.05 μg/mg MCM-S 암컷이며 3.22(U = 1)보다 약간 높습니다. Z = 여성의 경우 -0.775, P = 0.667), 7.94(U = 2, Z = 0, P = 1) 및 9.57(U = 0, Z = -1.549, P = 0.333) μg/mg PMD -R.이는 MSM-S 계통보다 PMD-R에 대한 성체 효과가 약간 더 높은 PBO에 해당하며, LD50 값은 각각 4.79 및 6.30μg/mg 암컷입니다(U = 0, Z = -2.021, P = 0.057). .).PMD-R에 대한 C. verum, A. galanga, C. rotundus 및 PBO의 LD50 값은 MCM-S에 대한 값보다 각각 약 0.98, 0.99, 0.95 및 0.76배 낮은 것으로 계산할 수 있습니다.따라서 이는 PBO와 EO에 대한 감수성이 두 Aedes 계통 간에 상대적으로 유사하다는 것을 나타냅니다.PMD-R은 MCM-S보다 더 민감하지만 Aedes aegypti의 민감도는 유의하지 않았습니다.대조적으로, 두 Aedes 계통은 퍼메트린에 대한 민감도가 크게 달랐습니다.이집트(표 4).PMD-R은 퍼메트린(여성의 경우 LD50 값 = 0.44ng/mg)에 대한 상당한 내성을 나타냈으며, 여성(U = 여성의 경우 MCM-S(LD50 값 = 0.44ng/mg) ng/mg에 비해 LD50 값이 3.70으로 더 높았습니다. 0, Z = -2.309, P = 0.029).PMD-R은 MCM-S보다 퍼메트린에 훨씬 덜 민감하지만 PBO 및 C. verum, A. galanga 및 C. rotundus 오일에 대한 민감도는 MCM-S보다 약간 높습니다.
EO-퍼메트린 조합의 성인 집단 생물학적 분석에서 관찰된 바와 같이, 퍼메트린과 EO(LD25)의 이원 혼합물은 시너지 효과(SR 값 > 1.05) 또는 효과 없음(SR 값 = 1 ± 0.05)을 나타냈습니다.실험적인 알비노 모기에 대한 EO-퍼메트린 혼합물의 복잡한 성체 효과.Aedes aegypti 균주 MCM-S 및 PMD-R은 표 4와 그림 3에 나와 있습니다. C. verum 오일을 첨가하면 MCM-S에 비해 퍼메트린의 LD50이 약간 감소하고 PMD-R에 비해 LD50이 0.44-0.44로 약간 증가하는 것으로 나타났습니다. 여성의 경우 각각 0.42ng/mg, 여성의 경우 3.70~3.85ng/mg입니다.대조적으로, C. rotundus 및 A. galanga 오일을 첨가하면 MCM-S의 퍼메트린 LD50이 0.44에서 0.07(U = 0, Z = -2.309, P = 0.029) 및 0.11(U = 0)로 크게 감소했습니다., Z) = -2.309, P = 0.029) ng/mg 여성.MCM-S의 LD50 값을 기준으로 볼 때, C. rotundus 및 A. galanga 오일 첨가 후 EO-퍼메트린 혼합물의 SR 값은 각각 6.28 및 4.00이었습니다.따라서 PMD-R에 대한 퍼메트린의 LD50은 3.70에서 0.42(U = 0, Z = -2.309, P = 0.029)로 크게 감소했으며 C. rotundus 및 A. galanga 오일을 첨가하면 0.003(U = 0)으로 감소했습니다. ., Z = -2.337, P = 0.029) ng/mg 암컷.PMD-R에 대한 C. rotundus와 결합된 permethrin의 SR 값은 8.81인 반면, galangal-permethrin 혼합물의 SR 값은 1233.33이었습니다.MCM-S에 비해 양성 대조군 PBO의 LD50 값은 0.44에서 0.26ng/mg(암컷)으로, 3.70ng/mg(암컷)에서 0.65ng/mg으로 감소했습니다(U = 0, Z = -2.309, P = 0.029) 및 PMD-R(U = 0, Z = -2.309, P = 0.029).균주 MCM-S 및 PMD-R에 대한 PBO-퍼메트린 혼합물의 SR 값은 각각 1.69 및 5.69였습니다.이러한 결과는 C. rotundus 및 A. galanga 오일과 PBO가 MCM-S 및 PMD-R 균주에 대해 C. verum 오일보다 퍼메트린 독성을 더 크게 향상시킨다는 것을 나타냅니다.
Aedes 모기의 피레트로이드 민감성(MCM-S) 및 저항성(PMD-R) 계통에 대한 EO, PBO, 퍼메트린(PE) 및 이들의 조합의 성충 활성(LD50).이집트숲모기
[45].합성 피레스로이드는 농업 및 의학적으로 중요한 거의 모든 절지동물을 방제하기 위해 전 세계적으로 사용됩니다.그러나 합성 살충제 사용으로 인한 유해한 결과, 특히 모기의 발생 및 광범위한 저항성, 장기적인 건강 및 환경에 대한 영향으로 인해 이제 사용을 긴급하게 줄여야 할 필요성이 대두되었습니다. 전통적인 합성 살충제를 개발하고 대안을 개발합니다 [35, 46, 47].환경과 인간 건강을 보호하는 것 외에도 식물 살충제의 장점에는 높은 선택성, 전 세계적인 가용성, 생산 및 사용의 용이성이 포함되어 모기 방제에 더욱 매력적입니다 [32,48,49].본 연구에서는 GC-MS 분석을 통해 효과적인 에센셜 오일의 화학적 특성을 규명하는 것 외에도 성인용 에센셜 오일의 효능과 합성 퍼메트린의 독성을 강화하는 능력도 평가했습니다.피레스로이드 민감성 균주(MCM-S) 및 저항성 균주(PMD-R)의 aegypti.
GC-MS 특성 분석에서는 사이페른(14.04%), β-비사볼렌(18.27%) 및 신남알데히드(64.66%)가 각각 C. rotundus 오일, A. galanga 오일 및 C. verum 오일의 주요 성분인 것으로 나타났습니다.이러한 화학물질은 다양한 생물학적 활동을 보여주었습니다.안 외.[50]은 C. rotundus의 뿌리줄기에서 분리된 6-acetoxycyperene이 항종양 화합물로 작용하고 난소암 세포에서 카스파제 의존성 세포사멸을 유도할 수 있다고 보고했습니다.몰약나무의 정유에서 추출한 β-비사볼렌은 시험관 내 및 생체 내 모두에서 인간과 쥐의 유방 종양 세포에 대해 특정한 세포 독성을 나타냅니다[51].천연 추출물로부터 얻거나 실험실에서 합성한 신남알데히드는 살충, 항균, 항진균, 항염증, 면역 조절, 항암 및 항혈관신생 활성을 갖는 것으로 보고되었습니다[52].
용량 의존적 성충 활동 생물검정의 결과는 테스트된 EO의 좋은 잠재력을 보여주었고 Aedes 모기 종인 MCM-S와 PMD-R은 EO와 PBO에 대해 유사한 감수성을 가지고 있음을 보여주었습니다.이집트숲모기.EO와 퍼메트린의 효과를 비교하면 후자가 더 강한 알레르기 효과를 갖는 것으로 나타났습니다. MCM-S 및 PMD-R 계통의 암컷에서 LD50 값은 각각 0.44 및 3.70ng/mg입니다.이러한 발견은 자연적으로 발생하는 살충제, 특히 식물 유래 제품이 일반적으로 합성 물질보다 덜 효과적이라는 것을 보여주는 많은 연구에 의해 뒷받침됩니다 [31, 34, 35, 53, 54].이는 전자가 활성 또는 비활성 성분의 복잡한 조합인 반면 후자는 정제된 단일 활성 화합물이기 때문일 수 있습니다.그러나 다양한 작용 메커니즘을 지닌 천연 활성 성분의 다양성과 복잡성은 생물학적 활성을 향상시키거나 숙주 집단의 저항성 발달을 방해할 수 있습니다[55, 56, 57].많은 연구자들이 C. verum, A. galanga 및 C. rotundus와 β-bisabolene, cinnamaldehyde 및 1,8-cineole과 같은 성분의 항모기 잠재력을 보고했습니다 [22, 36, 58, 59, 60,61, 62,63,64].그러나 문헌을 검토한 결과, Aedes 모기에 대해 퍼메트린이나 기타 합성 살충제와의 시너지 효과에 대한 이전 보고는 없는 것으로 나타났습니다.이집트숲모기.
이 연구에서는 두 Aedes 계통 간에 퍼메트린 감수성에 상당한 차이가 관찰되었습니다.이집트숲모기.MCM-S는 퍼메트린에 민감한 반면, PMD-R은 저항률이 8.41로 훨씬 덜 민감합니다.MCM-S의 민감도와 비교하여 PMD-R은 퍼메트린에 덜 민감하지만 EO에 더 민감하여 퍼메트린을 EO와 결합하여 퍼메트린의 효과를 높이는 것을 목표로 하는 추가 연구의 기초를 제공합니다.성체 효과에 대한 시너지적 조합 기반 생물학적 분석에서는 EO와 퍼메트린의 이성분 혼합물이 성체 숲모기의 사망률을 감소시키거나 증가시키는 것으로 나타났습니다.이집트숲모기.C. 베룸 오일의 첨가는 MCM-S에 대한 퍼메트린의 LD50을 약간 감소시켰지만 PMD-R에 대한 LD50은 각각 1.05 및 0.96의 SR 값으로 약간 증가시켰습니다.이는 C. verum 오일이 MCM-S 및 PMD-R에 대해 테스트했을 때 퍼메트린에 대한 시너지 효과 또는 길항 효과가 없음을 나타냅니다.이에 반해, C. rotundus 및 A. galanga 오일은 MCM-S 또는 PMD-R에 대한 퍼메트린의 LD50 값을 크게 감소시켜 상당한 시너지 효과를 나타냈습니다.퍼메트린을 C. rotundus 및 A. galanga의 EO와 결합한 경우 MCM-S에 대한 EO-퍼메트린 혼합물의 SR 값은 각각 6.28 및 4.00이었습니다.또한 C. rotundus(SR = 8.81) 또는 A. galanga(SR = 1233.33)와 함께 PMD-R에 대해 퍼메트린을 평가한 경우 SR 값이 크게 증가했습니다.C. rotundus와 A. galanga 모두 PMD-R Ae에 대한 퍼메트린의 독성을 강화했다는 점은 주목할 가치가 있습니다.aegypti 크게.유사하게, PBO는 MCM-S 및 PMD-R 균주에 대해 각각 1.69 및 5.69의 SR 값으로 퍼메트린의 독성을 증가시키는 것으로 밝혀졌습니다.C. rotundus와 A. galanga는 가장 높은 SR 값을 갖기 때문에 각각 MCM-S와 PMD-R에 대한 퍼메트린 독성을 향상시키는 데 최고의 시너지 효과를 발휘하는 것으로 간주되었습니다.
이전의 여러 연구에서는 다양한 모기 종에 대한 합성 살충제와 식물 추출물의 조합의 시너지 효과가 보고되었습니다.Kalayanasundaram과 Das가 연구한 Anopheles Stephensi에 대한 살충 생물검정에서는 광범위한 유기인산염인 펜티온이 Cleodendron inerme, Pedalium murax 및 Parthenium hysterophorus와 연관되어 있음을 보여주었습니다.시너지 효과(SF)가 1.31로 추출물 간에 상당한 시너지 효과가 관찰되었습니다., 1.38, 1.40, 1.48, 1.61 및 2.23입니다.15종의 맹그로브 종에 대한 살충 스크리닝에서 맹그로브 죽마 뿌리의 석유 에테르 추출물은 LC50 값이 25.7mg/L로 Culex quinquefasciatus에 대해 가장 효과적인 것으로 나타났습니다.이 추출물과 식물성 살충제 제충국의 시너지 효과는 C. quinquefasciatus 유충에 대한 제충국의 LC50을 0.132 mg/L에서 0.107 mg/L로 감소시키는 것으로 보고되었으며, 또한 이 연구에서는 1.23의 SF 계산이 사용되었습니다.34,35,44].솔라늄 유자 뿌리 추출물과 여러 합성 살충제(예: 펜티온, 시퍼메트린(합성 피레스로이드) 및 티메스포스(유기인 유충제))의 결합 효과를 아노펠레스 모기에 대해 평가했습니다.Stephensi [54] 및 C. quinquefasciatus [34].사이퍼메트린과 황색 과일 석유 에테르 추출물의 병용 사용은 모든 비율에서 사이퍼메트린에 대한 시너지 효과를 나타냈습니다.가장 효과적인 비율은 An에 비해 LC50 및 SF 값이 각각 0.0054ppm 및 6.83인 1:1 이원 조합이었습니다.스티븐 웨스트[54].S. xanthocarpum과 temephos의 1:1 이원 혼합물은 길항적이었지만(SF = 0.6406), S. xanthocarpum-fenthion 조합(1:1)은 SF 1.3125로 C. quinquefasciatus에 대해 시너지 활성을 나타냈습니다[34]].Tong과 Blomquist는 Aedes 모기에 대한 카르바릴(광범위 카르바메이트)과 퍼메트린의 독성에 대한 식물 산화에틸렌의 영향을 연구했습니다.이집트숲모기.결과는 한천, 흑후추, 주니퍼, 헬리크리섬, 백단향 및 참깨의 에틸렌 옥사이드가 Aedes 모기에 대한 카르바릴의 독성을 증가시키는 것으로 나타났습니다.aegypti 유충 SR 값은 1.0에서 7.0까지 다양합니다.대조적으로, EO 중 어떤 것도 성체 Aedes 모기에 독성이 없었습니다.이 단계에서 Aedes aegypti와 EO-carbaryl의 조합에 대한 시너지 효과는 보고되지 않았습니다.PBO는 Aedes 모기에 대한 카르바릴의 독성을 강화하기 위한 양성 대조군으로 사용되었습니다.Aedes aegypti 유충과 성충의 SR 값은 각각 4.9-9.5와 2.3입니다.퍼메트린과 EO 또는 PBO의 이원 혼합물만 살유충 활성에 대해 테스트되었습니다.EO-퍼메트린 혼합물은 길항 효과를 갖는 반면, PBO-퍼메트린 혼합물은 Aedes 모기에 대해 시너지 효과를 나타냈습니다.Aedes aegypti의 애벌레.그러나 PBO-퍼메트린 혼합물에 대한 용량 반응 실험과 SR 평가는 아직 수행되지 않았습니다.모기 매개체에 대한 식물합성 조합의 시너지 효과에 관해 달성된 결과는 거의 없지만, 이러한 데이터는 기존 결과를 뒷받침하며, 이는 적용된 복용량을 줄일 뿐만 아니라 살충 효과를 높이기 위해 시너지제를 추가할 수 있는 가능성을 열어줍니다.곤충의 효율성.또한, 이 연구의 결과는 C. rotundus 및 A. galanga 오일이 퍼메트린 독성과 결합되었을 때 PBO에 비해 피레스로이드에 감수성 및 피레스로이드 내성 Aedes 모기 계통에 대해 시너지 효과를 발휘하여 상당히 높은 효능을 발휘한다는 것을 처음으로 입증했습니다.이집트숲모기.그러나 시너지 분석의 예상치 못한 결과는 C. verum 오일이 두 Aedes 균주에 대해 가장 큰 항성인 활성을 갖는 것으로 나타났습니다.놀랍게도 Aedes aegypti에 대한 퍼메트린의 독성 효과는 만족스럽지 못했습니다.독성 효과와 시너지 효과의 변화는 부분적으로 이러한 오일에 포함된 다양한 유형 및 수준의 생리 활성 성분에 대한 노출로 인해 발생할 수 있습니다.
효율성을 향상시키는 방법을 이해하려는 노력에도 불구하고 시너지 메커니즘은 여전히 불분명합니다.효능과 시너지 잠재력이 다른 가능한 이유에는 테스트된 제품의 화학적 조성의 차이와 저항 상태 및 발달과 관련된 모기 감수성의 차이가 포함될 수 있습니다.본 연구에서 테스트된 주요 및 미량 에틸렌 옥사이드 구성 요소에는 차이가 있으며, 이러한 화합물 중 일부는 다양한 해충 및 질병 매개체에 대해 기피 효과 및 독성 효과가 있는 것으로 나타났습니다[61,62,64,67,68].그러나 C. rotundus, A. galanga 및 C. verum 오일의 특징인 cypern, β-bisabolene 및 cinnamaldehyde와 같은 주요 화합물은 각각 Ae에 대한 항성인 및 시너지 효과에 대해 테스트되지 않았습니다.이집트숲모기.따라서 각 에센셜 오일에 존재하는 활성 성분을 분리하고 이 모기 매개체에 대한 살충 효능 및 시너지 상호 작용을 밝히기 위한 향후 연구가 필요합니다.일반적으로 살충 활성은 독물과 곤충 조직 사이의 작용과 반응에 따라 달라지는데, 이를 단순화하여 곤충 신체 피부와 표적 기관막에 침투, 활성화(= 표적과의 상호작용), 해독의 3단계로 나눌 수 있다.독성 물질 [57, 69].따라서 독성 물질 조합의 효율성을 높이는 살충제 시너지 효과에는 침투 증가, 축적된 화합물의 활성화 증가 또는 농약 활성 성분의 해독 감소 감소와 같은 범주 중 적어도 하나가 필요합니다.예를 들어, 에너지 내성은 두꺼운 큐티클을 통한 큐티클 침투와 일부 저항성 곤충 계통에서 관찰되는 강화된 살충제 대사와 같은 생화학적 저항성을 지연시킵니다[70, 71].특히 PMD-R에 대한 퍼메트린의 독성을 증가시키는 EO의 중요한 효과는 저항 메커니즘과 상호 작용하여 살충제 저항 문제에 대한 해결책을 나타낼 수 있습니다 [57, 69, 70, 71].Tong과 Blomquist [35]는 EO와 합성 살충제 사이의 시너지 상호 작용을 입증함으로써 이 연구 결과를 뒷받침했습니다.aegypti에서는 시토크롬 P450 모노옥시게나제 및 카르복실에스테라제를 포함한 해독 효소에 대한 억제 활성이 있다는 증거가 있는데, 이는 전통적인 살충제에 대한 저항성 발달과 밀접하게 연관되어 있습니다.PBO는 시토크롬 P450 모노옥시게나제의 대사 억제제일 뿐만 아니라 시너지 연구에서 양성 대조군으로 사용되는 것으로 입증된 바와 같이 살충제의 침투를 향상시키는 것으로 알려져 있습니다[35, 72].흥미롭게도 양강유에서 발견되는 중요한 성분 중 하나인 1,8-시네올은 곤충 종에 대한 독성 영향으로 알려져 있으며 [22, 63, 73] 생물학적 활성 연구의 여러 분야에서 시너지 효과가 있는 것으로 보고되었습니다. 74]..,75,76,77].또한 1,8-시네올은 커큐민[78], 5-플루오로우라실[79], 메페남산[80] 및 zidovudine[81]을 포함한 다양한 약물과 결합하여 침투 촉진 효과도 있습니다.시험관 내.따라서, 상승적 살충 작용에서 1,8-시네올의 가능한 역할은 활성 성분일 뿐만 아니라 침투 강화제로서의 역할도 합니다.특히 PMD-R에 대한 퍼메트린과의 더 큰 시너지 효과로 인해 이 연구에서 관찰된 갈랑갈 오일과 트리코산테스 오일의 시너지 효과는 저항 메커니즘, 즉 염소에 대한 투과성 증가와의 상호 작용으로 인해 발생할 수 있습니다.피레스로이드는 축적된 화합물의 활성화를 증가시키고 시토크롬 P450 모노옥시게나제 및 카르복실에스테라제와 같은 해독 효소를 억제합니다.그러나 이러한 측면에서는 시너지 메커니즘에서 EO와 그 분리된 화합물(단독 또는 조합)의 특정 역할을 밝히기 위한 추가 연구가 필요합니다.
1977년에 태국의 주요 벡터 개체군에서 퍼메트린 내성 수준이 증가하는 것으로 보고되었으며, 이후 수십 년 동안 퍼메트린의 사용은 주로 다른 피레스로이드 화학물질, 특히 델타메트린으로 대체된 화학물질로 대체되었습니다[82].그러나 델타메트린 및 다른 종류의 살충제에 대한 벡터 저항성은 과도하고 지속적인 사용으로 인해 전국적으로 매우 흔합니다 [14, 17, 83, 84, 85, 86].이 문제를 해결하려면 퍼메트린과 같이 이전에 효과가 있었고 포유류에 덜 독성이 있었던 폐기된 살충제를 교체하거나 재사용하는 것이 좋습니다.현재, 최근 정부의 모기 통제 프로그램에서 퍼메트린의 사용이 줄어들었음에도 불구하고 모기 개체군에서는 여전히 퍼메트린 저항성이 발견될 수 있습니다.이는 주로 퍼메트린과 기타 피레스로이드로 구성된 상업용 가정용 해충 방제 제품에 모기가 노출되었기 때문일 수 있습니다[14, 17].따라서 퍼메트린의 성공적인 용도 변경에는 벡터 저항성을 줄이기 위한 전략의 개발 및 구현이 필요합니다.본 연구에서 개별적으로 테스트한 에센셜 오일 중 퍼메트린만큼 효과적인 것은 없었지만, 퍼메트린과 함께 사용하면 인상적인 시너지 효과를 얻을 수 있었습니다.이는 EO와 저항성 메커니즘의 상호작용으로 인해 퍼메트린과 EO의 조합이 살충제나 EO 단독보다 특히 PMD-R Ae에 대해 더 효과적이라는 유망한 표시입니다.이집트숲모기.벡터 제어를 위해 더 낮은 용량을 사용함에도 불구하고 효능을 높이는 시너지 혼합물의 이점은 저항성 관리 개선 및 비용 절감으로 이어질 수 있습니다 [33, 87].이러한 결과로부터 A. galanga 및 C. rotundus EO는 MCM-S 및 PMD-R 계통 모두에서 퍼메트린 독성을 시너지 효과를 내는 데 PBO보다 훨씬 더 효과적이었으며 기존의 에르고제닉 보조제에 대한 잠재적인 대안이라는 점을 기쁘게 생각합니다.
선택된 EO는 PMD-R Ae에 대한 성충 독성을 강화하는 데 상당한 시너지 효과를 나타냈습니다.aegypti, 특히 양강 오일은 최대 1233.33의 SR 값을 가지며, 이는 EO가 퍼메트린의 효과를 향상시키는 시너지 효과로서 광범위한 가능성을 가지고 있음을 나타냅니다.이는 새로운 활성 천연 제품의 사용을 자극하여 매우 효과적인 모기 퇴치 제품의 사용을 증가시킬 수 있습니다.또한 모기 개체군의 기존 저항성 문제를 해결하기 위해 기존 또는 기존 살충제를 효과적으로 개선할 수 있는 대체 시너지제로서 산화에틸렌의 잠재력을 보여줍니다.모기 통제 프로그램에 쉽게 구할 수 있는 식물을 사용하면 값비싼 수입 재료에 대한 의존도가 줄어들 뿐만 아니라 공중 보건 시스템을 강화하려는 지역적 노력도 촉진됩니다.
이러한 결과는 에틸렌옥사이드와 퍼메트린의 조합에 의해 생성된 상당한 시너지 효과를 명확하게 보여줍니다.결과는 모기 방제의 식물 상승제로서 에틸렌 옥사이드의 잠재력을 강조하여 특히 저항성 개체군에서 모기에 대한 퍼메트린의 효과를 증가시킵니다.향후 개발 및 연구에는 양강 및 알피니아 오일과 이들의 분리된 화합물, 다양한 종 및 단계의 모기에 대한 천연 또는 합성 살충제의 조합, 비표적 유기체에 대한 독성 테스트의 시너지적 생물학적 분석이 필요할 것입니다.실행 가능한 대체 시너지제로서 산화에틸렌의 실제 사용.
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게시 시간: 2024년 7월 8일