“心有猛虎，细嗅荆芥”的化学秘密

“吸猫”，是人类一项历史悠久的爱好，从古埃及时代直到现在都是如此，或许还有不少读者这会正抱着喵星人看这篇文章。因为爱之深切，所以观察喵星人的行为特征也成为一门显学。早在300多年前，爱猫人士就有这样一个疑问：“当广大猫奴在吸猫时，猫又在吸什么呢？”结果他们发现了一个很有趣的现象：喵星人一遇到猫薄荷（catnip (Nepeta cataria)，正式中文名应该是“荆芥”，与我们常说的薄荷差的很远）、银藤（silver vine (Actinidia polygama)）类植物，前一秒还高冷优雅，下一秒就“吸”得如痴如醉，凑近舔拭、用爪抹脸、地上打滚，竟有几分类似醉酒或嗑药，形象全毁。但是这种很High的状态持续一段时间后，喵星人又一切恢复正常，未见有任何病理现象出现。更神奇的是，这类植物不仅能“嗨翻”家猫，对野猫，甚至凶猛的大猫——狮、豹、猞猁也管用，瞬间就让这些猛兽变成“萌”兽。

图1. 被猫薄荷、银藤等植物“嗨翻”的家猫。图片来源于网络

喵星人这一独特爱好，甚至在一定程度上影响了人类社会的文化和经济。1859年的一幅日本浮世绘（下图）就描述了这样一个故事：在猫鼠大战中，老鼠利用银藤做武器，瞬间让猫迷醉而丧失战斗力。商家则用这类植物的干叶片制作猫玩具，在全球范围类销售，为讨喵星人欢心，猫奴们自然不吝破费。可是问题又来了：为什么喵星人遇到这类植物会“嗨”起来呢？这类植物对于它们来说有何重要价值？300多年来，人们百思不得其解，直到最近，日本岩手大学的Masao Miyazaki团队用一系列实验揭开了这一现象背后的化学秘密。

图2. 日本传统艺术浮世绘中的猫形象。图片来源于网络

他们选择在中日两国广泛分布的银藤作为研究材料，以家猫反应为线索，分离鉴定里面的活性物质。通过条件较为温和的有机试剂萃取分类法，结合正相硅胶色谱分离、高效液相色谱（HPLC）、气相质谱（GC/MS）和质谱数据库比对分析，他们鉴定出环烯醚单萜前体nepetalactol（图3F中）是银藤中吸引家猫的主要活性物质。（注：nepetalactol目前还没有公认的中文名，有些文章将其错误的译为“荆芥内酯”，荆芥内酯其实是图3F右侧的化合物）

图3. 从银藤叶中鉴定出诱导家猫反应的活性物质nepetalactol。图片来源：Sci. Adv.

随后，他们从25只家猫中选出18只对银藤叶有反应的实验对象，发现其中15只猫对地面放置的nepetalactol浸渍滤纸有类似银藤叶的行为反应，如抹脸和打滚，且对溶剂浸渍滤纸（阴性对照）明显缺乏兴趣。他们用同样实验设计测试30只放养的野猫，结果显示17只野猫对nepetalactol浸渍滤纸更感兴趣，并表现出类似家猫的行为。他们以12只对nepetalactol有反应的家猫作为研究对象，测试其对来源于猫薄荷和银藤的一系列环烯醚萜类化合物反应，发现nepetalactol是其中活性最高、效果最好的兴奋剂。他们还测试了日本动物园中的大型猫科动物（一只远东豹、两只美洲豹和两只欧亚猞猁），发现这些“大猫”依然显示了对nepetalactol浸渍滤纸的偏好，并伴随抹脸、打滚行为（图4）。当他们将相同实验用于测试家养狗和实验小鼠时，发现这两类动物对nepetalactol浸渍滤纸没有任何兴趣。

图4. nepetalactol对一系列猫科动物显示生物活性。图片来源：Sci. Adv.

由于喵星人在猫薄荷、银藤等植物面前表现出行为上的兴奋与愉悦。Masao Miyazaki等推测它们的嗅觉接收nepetalactol后激发了控制奖赏和愉悦的μ-阿片系统。因此，他们检查了5只猫接触200 mg nepetalactol 之前和之后血浆β-内啡肽水平。结果显示相对于空白对照，β-内啡肽血浆浓度显著升高。他们进一步用生理盐水或阿片类药物拮抗剂纳洛酮注射6只猫，再使其接触nepetalactol，结果显示纳洛酮相比于生理盐水，显著干扰了nepetalactol诱导的猫兴奋行为，如抹脸和打滚，但不干扰其它运动行为（图5）。这些研究结果表明μ-阿片系统参与了诱导猫科动物对nepetalactol的行为响应。

图5. 激活μ-阿片系统诱导了猫的银藤反应。图片来源：Sci. Adv.

以往研究发现与nepetalactol结构类似的荆芥内酯（nepetalactone）有驱蚊效果。因此，Masao Miyazaki等测试了nepetalactol 是否对白纹伊蚊（一种常见蚊子）有趋避作用。结果表明nepetalactol具有和荆芥内酯类似的驱蚊效果（图6）。因此，他们推测猫接触nepetalactol中的抹脸和打滚行为，可以将化合物转移到头部和全身皮毛上，以达到化学驱蚊效果。为验证假设，他们设计实验，将浸渍200 mg nepetalactol的滤纸片放置于测试猫笼的笼壁和笼顶上。结果显示，受试猫更偏好于在笼壁和笼顶上的纸片蹭脸或头部，地面上没有nepetalactol纸片后，没有受试猫有打滚行为。因此猫的摩擦行为专一性指向nepetalactol。进一步研究甚至发现，将接触过nepetalactol 纸片的猫再接触湿巾，所得湿巾依然能够吸引其他猫（图6）。这表明猫的摩擦行为确实有效地将nepetalactol转移到了全身皮毛上。最后，为了验证这些反应行为是否为猫提供驱蚊的效果。他们将测试猫进行了麻醉实验，结果发现涂抹了nepetalactol 或在银藤植物上摩擦过的受试猫，受白纹伊蚊“光顾”的概率显著下降。

图6. 猫喜欢nepetalactol是为了驱蚊。图片来源：Sci. Adv.

至此，喵星人“吸”银藤、猫薄荷之谜已经初步解开。原来这是猫科动物的一种化学防御策略，nepetalactol吸引它们主动接触、摩擦这类植物，这一行为又植物中所含的驱蚊虫活性物质涂抹在头部和全身皮毛上，以达到驱蚊效果（图7）。

图7. 猫银藤反应的神经生理和功能意义   图片来源：Sci. Adv.^[1]

那么其它动物，如狗子、老鼠，为何没有这种行为特征呢？本文作者也做了合理推测。首先，无论是家猫，还是大型猫科动物（如狮、豹等）都有一个共同的远古始祖，这种行为可能就是猫科始祖获得并保留下来的，成为了猫科动物共同继承的“遗产”；其次，猫科动物都是伏击式狩猎的高手，它们擅长潜伏，静悄悄逼近猎物，并突然发动袭击一招致命。这种情况下，能够驱除蚊虫干扰就具备了生存乃至进化优势。此外，喵星人的这一行为，对我们人类开发天然来源驱蚊剂有很大的启发。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

The characteristic response of domestic cats to plant iridoids allows them to gain chemical defense against mosquitoes

Reiko Uenoyama, Tamako Miyazaki, Jane L. Hurst, Robert J. Beynon, Masaatsu Adachi, Takanobu Murooka, Ibuki Onoda, Yu Miyazawa, Rieko Katayama, Tetsuro Yamashita, Shuji Kaneko, Toshio Nishikawa, Masao Miyazaki

Sci. Adv., 2021, DOI: 10.1126/sciadv.abd9135

（本文由水村山郭供稿）