Hemichannel在昆虫细胞免疫反应中的信号转导及其调控机理

昆虫细胞免疫聚集反应中，免疫细胞怎样从非粘着状态转变为粘着状态是一个揭示细胞免疫机制的至关重要的问题。本研究拟在申请人首次发现昆虫细胞表面存在功能性hemichannel的基础上，提出由ATP诱导的细胞免疫聚集假说，并通过细胞生物学和分子生物学的方法和手段进行验证，即通过对hemichannel 功能性释放ATP，细胞表面ecto-ATPase降解ATP为ADP，以及ADP与其细胞表面受体结合直接激活细胞内PI3K-Akt的信号通路，进而活化细胞表面粘着蛋白（integrin）的作用进行深入研究，其目的在于揭示昆虫细胞免疫的发生机理。研究结果将对推动昆虫免疫学和分子病理学具有重要意义，同时为通过细胞免疫机制寻找害虫生物防治的新途径提供重要的理论依据。

本基金项目经过三年的努力工作，现已顺利超额完成项目任务，并为后续的深入研究打下了坚实的基础。Innexin-hemichannel 调控先天免疫信号通路的成功立项，把脊椎领域中对connexin gap junction proteins和无脊椎领域中对 innexin gap junction proteins的研究紧密结合在一起，搭建了一个与国际先进研究领域connexins相互的对话的平台，同时，又保持了本研究在无脊椎领域的独特性、创新性和领先性。研究项目已经发表SCI论文2篇，中文核心期刊2篇，尚未发表的SCI论文3篇，培养硕士研究生3名。取得的研究成果主要有以下几个方面： 1) 成功克隆到4个innexin基因，并对其中两个 innexin2-hemichannel 和 innexin3-hemichannel的功能进行了研究，研究发现 innexin2 和innexin3能促进自身保持低凋亡水平的细胞系（Sf9、Spli221）凋亡，但在PI3K/Akt信号通路保持激活的细胞系（Hi5）中却没有凋亡现象发生，结果表明hemichannel调控细胞凋亡可能与PI3K信号通路相关（已发表）； 2) 深入研究innexin-hemichannel 与PI3K/Akt信号通路的相互作用发现，过量表达innexin2和innexin3可能促进Akt的去磷酸化，同时激活了caspase3的凋亡途径，结果表明hemichannel通过PI3K信号通路调控caspase3依赖型的细胞凋亡（未发表）；3) 深入研究发现innexin蛋白分布在细胞膜、细胞质和细胞核，表明innexins蛋白可能与connexins蛋白一样在细胞中存在innexin单个体 （定位于细胞核）、hemichanel 6聚体 (定位于细胞质、细胞膜表面) 和gap junction (两个细胞间) 三种形式， 执行不同的功能，为深入研究innexin蛋白的功能打下了基础（未发表）；4) 成功克隆到ADP receptor家族的P2X receptor，在研究项目的假说中提到昆虫血细胞表面可能存在一个ADP receptor，该基因是旁分泌信号通路的重要信号分子，尚未在昆虫细胞中报道，从而证明了该假说的科学性和准确性， 为深入研究由hemichannel介导的旁分泌信号通路打下了基础（未发表）。