近日，我室沈杰/闫硕教授团队在《Chemical Engineering Journal》上在线发表题为“Hydrophilic and lipophilic diblock polymer-based co-delivery nanoplatform for impossible mission: Resistance management toward insecticides via Nrf2-sMaf pathway”的原创性研究论文。该研究明确了Nrf2-sMaf 通路在代谢抗性中的关键调控作用，成功构建了一种靶向Nrf2-sMaf信号通路的多元纳米递送平台，创制的RNA多元纳米制剂可高效抑制害虫代谢抗性基因的表达，从而显著提升害虫对药剂的广谱敏感性；同时还能提高药剂活性、减少农药用量，为害虫抗性治理与农药高效利用提供了新策略。

桃蚜（Myzus persicae）是全球十大害虫之一，由于杀虫剂的广泛和频繁使用，已对几乎所有杀虫剂产生了显著的代谢抗性。由于解毒基因的多样性，解决代谢抗性仍具有挑战性。该研究聚焦一种调控细胞抗氧化应激的关键转录因子Nrf2，通过RNAi、RNA-seq分析、挽救实验和酶活性分析等方法，系统验证了Nrf2 -sMaf通路在解毒代谢中的调控作用，并发现nrf2和sMaf的协同RNAi相较于单独nrf2 RNAi，能更显著地降低解毒酶活性。随后，利用团队设计的一种亲水性和亲脂性的双嵌段聚合物（HLDP）通过氢键和范德华力与吡虫啉（IMI）组装成IMI/HLDP复合物，并进一步通过静电相互作用、氢键与dsNrf2-sMaf络合，形成粒径为256 nm的近球形IMI/HLDP/dsNrf2-sMaf复合物，粒径较IMI显著减小（图1）。

图1 IMI/HLDP/dsNrf2-sMaf复合物的自组装机制及形貌特征

该研究创制的多元纳米制剂（IMI/HLDP/dsNrf2-sMaf复合物）在植物叶片上表现出优异的粘附性能，具有接触角小，表面张力降低，接触面积大，持留量高以及植物吸收能力强等优势。此外，该纳米递送系统在昆虫体内和体外（果蝇S2细胞）均显著提高了dsRNA的递送效率（图2）。值得注意的是，IMI/HLDP/dsNrf2-sMaf复合物通过协同抑制nrf2和sMaf基因的表达，对桃蚜展现出良好的杀虫活性与防治效果，其杀虫活性最高可达95.85%，显著高于单独IMI的防治效果（57.78%）（图3）。此外，针对豆大蓟马设计的靶向dsNrf2的多元纳米制剂（SUL/HLDP/dsNrf2复合物）也可显著提升害虫的药剂敏感性，田间防效高达89.89%，验证了该防治策略的普适性，文章已发表在Journal of Nanobiotechnology期刊上（图3）。综上所述，该研究不仅阐明了Nrf2-sMaf通路在代谢抗性中的关键调控作用，还成功开发了一种自组装的多元纳米制剂，有助于代谢抗性的可持续治理。

图2 IMI/HLDP/dsNrf2-sMaf复合物的粘附与体内外递送性能

图3多元RNA纳米制剂对桃蚜和豆大蓟马的田间防效

中国农业大学博士后赵佳佳为论文第一作者（现入职中国热带农业科学院环境与植物保护研究所），闫硕教授为本文通讯作者，中国农业大学沈杰教授和北京化工大学尹梅贞教授对本研究给与了重要支持。该研究得到了国家重点研发项目（2022YFD1401800）、国家自然科学基金项目（32372631）、海南省自然科学基金项目（325QN395）、中国博士后科学基金项目（GZC20233041）、中国农业大学-拼多多科研基金项目（PC2023B02018）的支持与资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.167409

https://doi.org/10.1186/s12951-025-03460-5