20-羟基蜕皮激素对高糖诱导HepG2细胞氧化损伤的作用及机制研究

目的:探究20-羟基蜕皮激素(20-Hydroxyecdysone,20-HE)对高糖诱导HepG2细胞氧化损伤的保护作用及相关分子机制。方法:利用高糖(50 mmol/L葡萄糖)建立HepG2细胞氧化损伤模型,分别采用CCK-8法、caspase-3活性检测实验、荧光探针法和比色法检测细胞的活力、凋亡、活性氧(Reactive Oxygen Specie,ROS)、超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)和丙二醛(Malondialdehyde,MDA)的水平。基于生物信息学分析的方法对参与20-HE调控作用的相关信号通路进行预测,采用Western blot检测Akt蛋白的磷酸化水平,评价PI3K/Akt信号通路的激活水平,利用PI3K/Akt信号通路的抑制剂(LY294002)验证其是否参与20-HE发挥的调控作用。结果:20-HE的浓度低于20μmol/L对HepG2细胞没有显著毒性作用;20-HE可以显著提高损伤细胞的活力(P<0.05),显著抑制损伤细胞的凋亡(P<0.05),显著下调损伤细胞的ROS水平(P<0.05),显著提高SOD和CAT的水平(P<0.05),显著下调MDA水平(P<0.05);PI3K/Akt信号通路是20-HE发挥调控作用的潜在下游机制;20-HE可以显著上调损伤细胞中PI3K/Akt信号通路的水平(P<0.05);LY294002可以逆转20-HE对损伤细胞发挥的保护作用。结论:20-HE通过激活PI3K/Akt信号通路发挥对高糖诱导HepG2细胞氧化损伤的保护作用。

甲基法尼酯和蜕皮激素对凡纳滨对虾幼体存活、变态以及Ⅱ型CHH基因表达的影响

甲基法尼酯(MF)和蜕皮激素(20E)在甲壳动物的蜕皮、幼虫变态、形态发生过程中发挥重要作用。MF和20E的体内合成和分泌受到II型甲壳动物高血糖激素(CHH)的调控。为探讨MF和20E对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)幼体发育的影响,使用不同浓度的MF和20E处理不同发育时期的凡纳滨对虾幼体,并检测了幼体的存活率和变态率变化;鉴定了凡纳滨对虾II型CHH亚家族的全部成员,并使用实时荧光定量PCR技术检测了在外源MF和20E作用下,II型CHH基因在凡纳滨对虾仔虾的表达变化。研究发现,凡纳滨对虾的幼体早期阶段对MF和20E都表现出很强的敏感性,其存活率均呈剂量依赖性下降,并且MF和20E也能造成幼体变态率的降低。凡纳滨对虾II型CHH亚家族包含8个蜕皮抑制激素MIH基因(LvMIH1-8)和1个卵黄发生抑制激素VIH基因(LvVIH),在仔虾中LvMIH3表达量最高,其次是LvMIH1和LvMIH7,其余基因有微弱表达或者不表达。在外源MF和20E作用下,LvMIH1和LvMIH7的表达趋势类似,二者同时具有MIH和MOIH的功能特征,但LvMIH1侧重于抑制蜕皮,LvMIH7侧重于抑制MF合成;而LvMIH3参与蜕皮调控,不参与调控MF的合成。研究结果表明LvMIH1、LvMIH3、LvMIH7在凡纳滨对虾应答MF和20E信号中发挥重要作用,该结果对于深入认识II型CHH在甲壳动物蜕皮和变态发育中的调控机制具有重要意义。

芒果点斑螟不同发育阶段转录组及保幼激素和蜕皮激素相关基因分析

【目的】探明芒果点斑螟(Citripestis eutraphera)不同发育阶段的转录组差异,挖掘保幼激素(JH)和蜕皮激素(Ecd)合成等生长发育相关基因,为芒果点斑螟特异性防治和研发环保型生长调节类杀虫剂打下基础。【方法】利用高通量测序技术对芒果点斑螟幼虫、蛹和成虫进行转录组测序、数据组装、功能注释和比较分析,筛选出JH和Ecd合成相关基因,并通过实时荧光定量PCR进行验证。【结果】芒果点斑螟幼虫、蛹和成虫3个阶段共组装得到254154条Unigenes。幼虫与蛹阶段比较筛选出10688个差异表达基因(DEGs),幼虫与成虫阶段比较筛选出10041个DEGs,蛹与成虫阶段比较筛选出12896个DEGs;将DEGs进行Nr数据库比对,结果显示与脐橙螟蛾(Amyelois transitella)的序列相似度最高;进行GO功能注释分析,共注释到61266条Unigenes,各发育阶段芒果点斑螟的DEGs多富集在细胞结构体、细胞过程、催化活性和结合等过程;在KEGG数据库中共有14731条Unigenes得到注释,涉及147个代谢通路,DEGs富集在代谢过程、核糖体和氧化磷酸化过程等通路的数目较多,筛选出49条Unigenes涉及JH和Ecd合成相关基因,对DIB、JHAMT、FPPP、ALDH-1和ALDH-2等5个DEGs进行实时荧光定量PCR分析,结果ALDH-1、ALDH-2DIB和DIB在蛹期高表达,且相对表达量显著高于其他时期(P<0.05,下同),FPPP和JHAMT在幼虫期低表达且相对表达量显著低于其他时期。【结论】基于转录组分析获得不同发育阶段芒果点斑螟的DEGs多富集在细胞结构体、细胞过程、催化活性和结合等过程,且主要富集在代谢相关通路中;筛选出49条与JH和Ecd合成相关的基因,DIB、JHAMT、FPPP、ALDH-1和ALDH-2等基因在芒果点斑螟不同发育阶段表达差异显著,可能在芒果点斑螟生长发育中发挥重要作用。

钙离子介导昆虫蜕皮激素和保幼激素信号转导的研究进展

Ca^(2+)作为生物细胞内信号转导的第二信使,对植物、昆虫和哺乳动物的生长发育以及生理代谢有着重要的作用。Ca^(2+)在昆虫体内参与蜕皮激素(20-Hydroxyecdysone,20E)和保幼激素(Juvenile Hormone,JH)对生理活动的调控。在昆虫中,Ca^(2+)介导上述两种激素信号通路的分子机制是近年来的研究热点。本文综述了Ca^(2+)和Ca^(2+)库在昆虫正常生理活动中的作用以及Ca^(2+)介导的JH和20E的信号转导通路,为深入研究Ca^(2+)对昆虫生长发育的影响提供参考。

重金属镉胁迫对甜菜夜蛾体内保幼激素和蜕皮激素滴度的影响

【目的】研究重金属镉胁迫对昆虫生长发育的影响,为重金属镉胁迫评价提供依据。【方法】采用镉含量分别为0、0.2、3.2和51.2 mg/kg的人工饲料饲喂甜菜夜蛾初孵幼虫直至化蛹,测定不同虫态(3龄幼虫、5龄幼虫、雌/雄成虫)甜菜夜蛾体内保幼激素和蜕皮激素的滴度。【结果】低浓度镉(0.2 mg/kg)胁迫下甜菜夜蛾幼虫体内保幼激素和蜕皮激素滴度升高;随着镉浓度的升高,保幼激素和蜕皮激素的滴度逐渐下降。镉胁迫下甜菜夜蛾成虫体内保幼激素滴度升高,蜕皮激素滴度降低;随着镉浓度的升高,保幼激素(JH)和蜕皮激素(MH)的滴度无明显变化。【结论】JH和MH是昆虫生长发育和繁殖的重要调控因子,重金属镉胁迫通过改变昆虫体内JH和MH的滴度进而对昆虫生长发育和生殖产生影响。

意大利蝗卵发育过程保幼激素和蜕皮激素含量的变化及其代谢相关基因的表达谱

【目的】鉴于保幼激素(juvenile hormone,JH)与蜕皮激素(ecdysone,Ecd)在昆虫生长发育中的重要作用,本研究旨在明确这两种激素及其代谢相关基因对意大利蝗Calliptamus italicus卵发育过程的调控机制。【方法】采用ELISA技术检测意大利蝗卵发育过程中JH与Ecd含量的变化;采用qRT-PCR技术检测JH与Ecd代谢通路的重要基因(JHE,JHEH,DIB和EcR)在意大利蝗卵发育过程的表达模式。【结果】意大利蝗卵滞育阶段(阶段Ⅳ-Ⅵ)的JH含量显著高于早期发育阶段(阶段Ⅰ-Ⅲ)的,滞育后发育阶段(阶段Ⅶ-Ⅸ)JH含量显著下降;Ecd含量于滞育早期(阶段Ⅳ)显著上升,而后显著下降,滞育后发育阶段再次上升。JHE的表达量在意大利蝗卵早期发育阶段和滞育后发育阶段均呈先升后降的趋势,滞育阶段JHE的表达量较低;JHEH表达量在意大利蝗卵早期发育阶段也先升后降,滞育阶段变化不显著,滞育后发育阶段显著升高;DIB表达量在意大利蝗卵滞育阶段高于早期发育阶段的,在滞育后发育阶段下降;EcR表达量在意大利蝗卵早期发育阶段及滞育阶段均无显著变化,滞育后发育阶段逐渐升高。【结论】意大利蝗卵的发育过程受JH与Ecd共同调控,且JH为调控意大利蝗卵滞育进入的重要激素,Ecd为意大利蝗卵滞育解除的重要激素;意大利蝗卵的JH分解代谢通路在滞育解除前主要由JHE调控,滞育解除后主要由JHEH调控;DIB与EcR通过调节Ecd含量进而影响意大利蝗卵发育。这些结果为深入揭示蝗卵滞育机制奠定了基础。

沙葱萤叶甲对蜕皮激素响应的转录组分析

为建立沙葱萤叶甲Gauleruca daurica成虫对蜕皮激素(20-hydroxyecdysone, 20E)响应的转录组数据库,挖掘对20E响应的基因以及代谢和信号通路,并在转录组水平探讨20E调控生殖滞育的分子机制,本研究采用Illumina HiSeqTM4000高通量测序平台对20E及二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide, DMSO)处理后的沙葱萤叶甲成虫进行了转录组测序,共获得80 313个unigene;与阴性对照DMSO相比,共获得201个差异表达基因,其中106个上调、95个下调。GO和KEGG富集分析表明,多数差异表达功能基因富集于各种代谢通路,其中核黄素代谢(riboflavin metabolism)、溶酶体(lysosome)和泛酸与乙酰辅酶A合成(pantothenate and CoA biosynthesis)通路显著富集(q<0.05)。结果表明,20E可能通过影响多种代谢通路调控沙葱萤叶甲的生殖滞育。

蜕皮激素对顺铂诱导小鼠肝损伤的保护作用及机制研究

目的:探讨蜕皮激素对顺铂导致小鼠肝损伤的保护作用及机制。方法:采用昆明小鼠和AML12细胞构建顺铂肝损伤体内及体外模型,应用蜕皮激素对顺铂组进行干预,通过HE染色观察肝脏组织病理形态,ELISA和荧光染色观测细胞内ROS的产生及细胞凋亡,RT-qPCR检测组织及细胞内氧化应激、炎症和凋亡相关生物标志物的表达。转录组测序测定其作用靶点,RT-qPCR和Western blot验证靶基因mRNA和蛋白表达。结果:与空白组相比,顺铂组小鼠肝细胞排列疏松,部分细胞轻度肿胀,凋亡细胞数量、血清内ALT、AST、肝细胞内ROS、MDA含量明显增多(P<0.01),GSH-PX、SOD含量明显降低(P<0.01),提示顺铂对肝功能造成明显损伤;与顺铂组相比,蜕皮激素组小鼠肝细胞损伤程度明显减轻,上述各项指标均有不同程度改善,表明其对肝功能具有保护作用。RT-qPCR结果显示,蜕皮激素组NF-κB、TNF-α、IL-1β、Caspase-3、Caspase-9、Hmox1、PI3K、Nqo1 mRNA相对表达量均明显降低,Nrf2 mRNA相对表达量明显升高(P<0.01)。转录组测序及验证实验表明,蜕皮激素通过调控PDK1低表达,Dnmt3b、MEK5高表达,进而保护肝功能。结论:蜕皮激素能够通过炎症、氧化应激和凋亡抑制途径共同作用于肝细胞,并直接影响Dnmt3b、MEK5、PDK1的表达从而可能对顺铂导致的肝损伤具有保护作用。

沉默蜕皮激素受体对雌性中黑盲蝽生殖力的影响

中黑盲蝽Adelphocoris suturalis是一种重要的农业害虫,主要为害棉花、果树和牧草等作物。昆虫保幼激素(juvenile hormone, JH)与蜕皮激素(molting hormone, 20E)是调控昆虫生殖的主要因素。本研究运用基因克隆、基因沉默(RNAi)、实时荧光定量PCR(qPCR)等技术研究蜕皮激素受体(ecdysone receptor, EcR)、超气门蛋白(ultraspiracle protein, USP)在中黑盲蝽生殖调控中的作用。结果表明,中黑盲蝽EcR基因的ORF全长1 413 bp,编码470个氨基酸。预测蛋白质分子量为53.65 kD,pI值为7.79。中黑盲蝽USP基因ORF全长1 209 bp,编码402个氨基酸。预测蛋白质分子量为44.99 kD, pI值为7.94。与对照相比,注射dsEcR、dsUSP后6~18 d的中黑盲蝽体内EcR基因、USP基因在转录水平分别被显著抑制;卵巢的挂卵量分别仅有对照组的31.5%、86.6%;单雌产卵量减少36.0%~80.4%,显著低于对照。EcR和USP基因沉默后,产卵前期与对照相比无显著差异;雌成虫寿命比对照组减少2.4~5 d。上述研究表明,沉默蜕皮激素信号通路的2个关键基因EcR和USP对中黑盲蝽的生殖力产生显著的影响,蜕皮激素信号通路可能是中黑盲蝽生殖调控的关键信号通路之一。

蜕皮激素氧化酶基因在家蚕丝腺中的表达特征及重组表达分析

昆虫蜕皮激素氧化酶(EO)是分解蜕皮激素的关键酶之一,该酶通过蜕皮激素3位异构化途径将蜕皮激素分解成3异构化蜕皮激素,从而调控蜕皮激素的滴度。课题组前期通过家蚕转录组学分析发现一个在丝腺组织特异表达的蜕皮激素氧化酶基因(EOs),为了研究该基因的时空表达模式及蛋白质功能,对丝腺蜕皮激素氧化酶基因的表达谱进行了分析,同时利用原核表达系统对其进行重组表达及分离纯化。RT-PCR和qRT-PCR检测表明,EOs在家蚕幼虫5龄期的丝腺组织特异表达,且主要在中部丝腺的前部表达;免疫荧光实验结果表明,EO不仅存在于家蚕中部丝腺细胞,而且还会分泌到丝腺腺腔中。将EOs全长cDNA克隆到pMD-19T载体中,再进一步亚克隆到原核表达载体PET-28a,然后将构建好的pET28-BmEOs质粒转入大肠埃希菌BL21中进行表达,通过SDS-PAGE检测发现在1mmol/LIPTG诱导后的上清中有一条大小约60kD的蛋白质条带,经Westernblot检测该蛋白质可与抗体发生特异性结合,表明BmEOs被成功表达。将大量上清经过Ni亲和柱纯化后,获得了纯化的目的蛋白质。研究结果为进一步分析丝腺中蜕皮激素氧化酶基因及蛋白质的功能奠定了基础。

白纹伊蚊蜕皮激素拮抗剂筛选酵母模型的建立

目的在毕赤酵母体内构建白纹伊蚊蜕皮激素转录活化系统,建立高通量杀虫剂筛选模型,用于筛选蜕皮激素代谢途径拮抗药物。方法人工合成果蝇蜕皮激素响应元件(EcRE)5次重复的序列,与果蝇热激蛋白基因启动子(pHSP27)序列连接,以绿色荧光蛋白(GFP)报告基因,将EcRE-pHSP27-GFP片段亚克隆入pPIC3.5k,整合入毕赤酵母染色体构建阴性酵母A。人工合成白纹伊蚊蜕皮激素受体(EcR)及超螺旋蛋白(USP)编码序列,两个基因以双表达盒形式亚克隆入组成型表达质粒pGAPZ,整合入酵母染色体的另一位点,使EcR与USP在酵母中组成型表达,构建模型酵母B。制备蜕皮激素拮抗剂虫酰肼悬液(浓度为0.83mg/ml),分别施加于模型酵母B与阴性酵母A,荧光显微镜下目测荧光强度,与未施加药物的对照组比较。同时提取各组RNA,半定量RT-PCR检验GFP基因的转录效率。结果模型酵母B发出绿色荧光,而阴性酵母A与空白酵母GS115未见荧光,表明在模型酵母体内表达的EcR与USP形成复合二聚体,作用于EcRE启动GFP报告基因表达荧光蛋白。施用虫酰肼,模型酵母B荧光强度明显减弱,表明GFP的表达量减少。施用虫酰肼的模型酵母B,GFP与内参灰度比值(为0.614)低于对照组(1.134),表明虫酰肼可降低模型酵母B体内GFP基因的转录水平。结论在酵母体内建立了白纹伊蚊蜕皮激素转录活化系统,该酵母模型可用于筛选作用于蜕皮激素代谢途径的药物。

novel-m0287-3p调控斜纹夜蛾中肠蜕皮激素受体的表达

microRNA(miRNA)是一类长度约为23个核苷酸的非编码内源性小分子RNA,参与真核生物基因表达的调控,从而在生物发育和应对环境中起着重要的作用。为了探讨novel miRNA在害虫发育中的作用,本研究对斜纹夜蛾Spodoptera litura miRNA数据库中表达量较高的novel-m0287-3p进行了研究。通过生物信息学分析,确定了novel-m0287-3p是一个新的miRNA,并预测其可能靶向蜕皮激素受体EcRb1,表明novel-m0287-3p可能参与斜纹夜蛾发育的调控。双荧光素酶实验表明,novel-m0287-3p分别结合于EcRb13′非编码区的2个位点上。实时荧光PCR结果显示novel-m0287-3p和EcRb1均在斜纹夜蛾的中肠中表达。为了进一步揭示novel-m0287-3p对EcRb1表达的调控以及对幼虫发育的影响,本研究进行了体内实验。将novel-m0287-3p的模拟体类似物注射入斜纹夜蛾幼虫,结果显示斜纹夜蛾体内EcRb1的mRNA水平发生了下调,证明novel-m0287-3p能够抑制幼虫EcRb1的表达。向4龄第1天的斜纹夜蛾幼虫注射novel-m0287-3p后,幼虫的生长受到抑制;而注射斜纹夜蛾6龄幼虫则导致其化蛹滞后。研究结果表明,novel-m0287-3p可通过调控蜕皮激素受体EcRb1的表达,从而影响斜纹夜蛾的生长发育。

非甾醇蜕皮激素类杀虫剂的研究进展

非甾醇蜕皮激素类杀虫剂是近年来开发的新型、高效、具有蜕皮激素活性的昆虫生长调节剂。它引起昆虫特别是鳞翅目幼虫早熟 ,使幼虫蜕皮致死。此外 ,对一些昆虫还具有化学绝育性和神经中毒作用。非甾醇蜕皮激素类杀虫剂和蜕皮激素一样 ,作用于蜕皮激素受体 ,但由于在细胞中的稳定存在 ,致使一些基因不能正常表达 ,羽化激素的释放受到抑制 。

蜕皮激素对蚕种生产及蚕种质量的影响

蚕种大规模生产中,出于对整批蚕老熟齐一,上簇整齐,节约劳力,便于集中管理等需求,添食蜕皮激素在原蚕饲养上逐渐被应用起来。为探究五龄原蚕添食蜕皮激素对生产制种的影响,2021年秋季在原蚕上簇前进行了添食蜕皮激素试验,以菁松和皓月为对象,蜕皮激素添食时间为变量,控制其余变量在同一条件下开展本试验。试验结果表明,在原蚕饲养的过程中过早使用蜕皮激素对原蚕的熟蚕体重、结茧率、健蛹率、茧质、卵质等均会产生一定不良影响,其中对茧质的影响显著,越往后添食对蚕的各项生理影响越小。

脊椎动物雌激素对家蚕卵黄原蛋白基因表达的调控及其与蜕皮激素受体相互作用的MST分析

【目的】雌激素雌二醇(E_2)在脊椎动物中通过雌激素受体(ER)调节脊椎动物的生长发育和繁殖。昆虫中并没有ER,但有研究显示某些昆虫能对E_2产生一定的应答。本研究在明确E_2能影响家蚕Bombyx mori卵黄原蛋白基因(BmVg)表达的前提下,分析其对这一基因表达的调控机制。【方法】取BmVg高量表达时的家蚕雌性幼虫(上蔟后60 h)脂肪体,用不同浓度(0.001,0.05,0.5,5和50 nmol/L)E_2处理后,通过qRT-PCR检测BmVg表达的变化,分析家蚕对E_2的应答;克隆家蚕蜕皮激素受体基因(BmEcRB1),构建原核表达载体,表达并纯化BmEcRB1蛋白后与E_2体外孵育,通过微量热泳动仪(MST)分析E_2与BmEcRB1的结合情况。【结果】不同浓度E_2均显著抑制离体培养的雌蚕脂肪体中BmVg基因的表达。MST实验证实,E_2与BmEcRB1具有一定的亲和力,解离常数(Kd)为77.8±22μmol/L。【结论】结果说明,E_2对BmVg表达的影响是通过与蜕皮激素(20E)竞争性结合BmEcRB1实现的。

外源蜕皮激素和保幼激素类似物对家蚕丝腺蜕皮激素受体基因表达活性的影响

为了进一步探讨外源蜕皮激素(Moulting hormone,MH)和保幼激素类似物(Juvenile hormone analogue,JHA)处理家蚕的增丝机理,本试验分别于5龄24h注射植源性MH和5龄72h注射JHA,采用半定量RT-PCR方法,测定了蜕皮激素受体(ecdysone receptor,EcR)(BmEcR-B1型)基因在家蚕5龄不同发育时期在中部丝腺和后部丝腺中表达量的变化。结果表明,正常对照家蚕丝腺中,EcR基因的表达均在5龄前期表达量较低,中后期表达量较高,但丝腺不同部位,表达模式不同。5龄24h用MH处理后,无论是中部丝腺还是后部丝腺,EcR基因的表达活性与对照组相比,总体上均是先上调后下降;而5龄72h用JHA处理,EcR基因的表达一直到对照熟蚕前均低于对照区;但两种处理区在对照区熟蚕之后仍有不同程度的表达。说明外源激素可通过影响MH受体基因的表达,从而影响了MH信号转导,进一步影响丝蛋白的合成。

昆虫蜕皮激素类似物的定量构效关系及其受体三维结构研究进展

蜕皮激素及其类似物具有调节昆虫蜕皮、变态和繁殖的功能。蜕皮激素类似物在农业生产,尤其是鳞翅目害虫的防治中发挥着重要作用。总结近期的文献,同时结合课题组的工作,综述了蜕皮激素类似物的定量构效关系、蜕皮激素受体三维结构的研究进展。

昆虫蜕皮激素受体及其类似物的杀虫机制研究进展

昆虫的蜕皮、变态和繁殖受到蜕皮激素的严格调控。蜕皮激素作用靶标由蜕皮激素受体(ecdysteroidreceptor,EcR)和超气门蛋白(ultraspiracleprotein,USP)组成,蜕皮激素与EcR/USP作用启动蜕皮级联反应过程。昆虫EcR具有种类或类群的特异性,研究其结构、功能和调控机理在开发环境友好型新药剂和基因调控开关等方面具有重要指导作用。该文介绍了昆虫EcR的结构和功能特点,蜕皮激素及其类似物与EcR/USP的分子作用方式,以及基于EcR/USP的新杀虫剂创制和基因调控开关设计等方面的重要进展。

家蚕蜕皮激素合成相关的细胞色素P450基因的鉴定分析

【目的】昆虫变态发育的启动主要受前胸腺合成分泌的蜕皮激素所调控,而蜕皮激素的合成是由细胞色素P450基因催化完成。家蚕(Bombyx mori)是一种产丝昆虫,蚕业生产中如果能阻断或延迟家蚕蛹变态发育进程,将有利于改进蚕茧处理工艺,提高蚕丝品质。论文旨在鉴定参与家蚕蜕皮激素合成的细胞色素P450基因,从而为人为遗传调节家蚕变态发育提供靶基因。【方法】基于序列同源性比对,筛选家蚕及其他昆虫中参与蜕皮激素合成的P450基因。利用ClustalW软件,分析昆虫蜕皮激素合成相关P450基因的遗传发生关系。通过全基因组表达芯片数据分析及RT-PCR验证,调查家蚕蜕皮激素合成相关P450基因的时空表达特征。利用RNAi技术分析Cyp314a1表达下调对家蚕变态发育的影响。【结果】家蚕基因组中有4个参与家蚕蜕皮激素合成的P450基因,即Cyp306a1、Cyp302a1、Cyp315a1和Cyp314a1。比较分析显示,这4个蜕皮激素合成相关的P450基因在家蚕及其他昆虫中都是单拷贝,而且每个基因的同源体在遗传发生树上能很好地聚成一类,表明昆虫蜕皮激素合成相关的P450基因及其负责的蜕皮激素合成通路非常保守。时空表达谱分析显示,在家蚕幼虫5龄第3天,Cyp302a1、Cyp315a1和Cyp314a1主要在家蚕幼虫卵巢、精巢和头部等组织器官中高表达;在幼虫-蛹-成虫变态发育进程中,Cyp302a1、Cyp315a1和Cyp314a1主要在蛹变态发育后期表达,其中Cyp314a1分别在上簇、化蛹及羽化前高表达,这与蜕皮激素滴度高峰出现的时期基本一致。Cyp314a1的RNAi导致家蚕不能正常化蛹及雌蛾卵巢发育异常,且降低了蜕皮激素信号通路关键基因HR3及Ftz-f1的表达。【结论】家蚕蜕皮激素合成相关的P450基因在进化上非常保守,其表达水平降低能引起家蚕蛹变态发育受阻,暗示蜕皮激素合成相关P450基因可以用作家蚕变态发育控制的靶标基因之一。

果蝇蜕皮激素诱导程序性细胞死亡的遗传调控因子

近年来关于果蝇程序性细胞死亡(programmedcelldeath,PCD)的研究结果表明,在果蝇的变态发育过程中,蜕皮激素与受体结合后诱导转录因子的表达。这些转录因子作为程序性细胞死亡调控网络中的初、次级应答信号,激活凋亡诱导因子Reaper、Hid和Grim的表达。Reaper、Hid和Grim进而阻止凋亡蛋白抑制因子的活性,从而启动半胱氨酸蛋白酶caspase途径,引起细胞凋亡(apoptosis)。该文综述了蜕皮激素诱导的果蝇程序性细胞死亡中各遗传调控因子之间的关系。