近日，中国农业大学赵章武教授团队联合沈杰教授团队在《International Journal of Biological Macromolecules》上在线发表题为“NPFR regulates the synthesis and metabolism of lipids and glycogen via AMPK: novel targets for efficient corn borer management”的原创性研究论文，探索了从npfr到ampk的调控网络，创制了双基因靶点RNA纳米制剂，为玉米螟和其它害虫的RNA农药创制提供了重要范例。

大多数鳞翅目昆虫对dsRNA不敏感，主要挑战包括dsRNA在环境中的不稳定性、dsRNA在溶酶体中的积累以及dsRNA在各种生物膜上的传递效率低。因此，迫切需要一种可靠的dsRNA传递方法来分析鳞翅目昆虫的基因功能。沈杰教授团队设计了一种易于合成的星状阳离子聚合物（SPc）来构建一种高效RNAi的透皮dsRNA递送系统。SPc可以通过静电力和氢键与带负电荷的dsRNA结合，保护dsRNA不被昆虫血淋巴酶降解，并激活网格蛋白介导的内噬作用，促进其跨细胞膜易位。构建基于SPc的纳米给药系统不仅有利于提高dsRNA的稳定性和给药能力，而且为RNA纳米农药的开发提供了有力的平台。

RNA生物农药的构建首先需要优良的靶基因才能高效防治有害生物。本研究着眼于调控害虫取食为害的神经肽NPF受体（NPFR），首次证明了NPFR与Gas蛋白结合，使AMPK磷酸化，进而通过调节脂质和糖原的合成和代谢，传递信号来调节能量的储存和平衡。（图1）。基于细菌表达系统和纳米递送系统，设计并构建了一种同时靶向npfr和ampk的新型自组装双靶点RNA纳米农药（图2）。RNA纳米农药显著抑制幼虫取食、生长发育，对玉米叶片具有良好的保护作用，其防治效果甚至优于广泛使用的植物源药剂印楝素（图3）。本研究对于利用新型高效RNAi靶点设计和开发可持续农业中的绿色农药具有重要意义。本研究通过新型高效的RNAi靶点对设计和开发RNA农药具有重要意义。

图1 NPFR通过AMPK途径调控脂质和糖原的合成和代谢

图2 dsNPFR-AMPK/SPc复合物的自组装机制

图3 RNA纳米农药在田间的防治效果

我院已毕业博士研究生赵佳佳和闫硕副教授为本文的第一作者，赵章武教授和沈杰教授为本文通讯作者。参与单位包括北京化工大学尹梅贞教授团队。我院董民副教授、孙立娜博士和已毕业博士研究生李名珊参与了该项目研究。该研究得到了国家自然科学基金项目（31730076）、国家重点研发计划（2023YFD1700304）和云南省科技计划项目（202202AE090029）的资助。

论文链接如下：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.125816