棉铃虫变态时期脂肪体凋亡分子机理研究

变态是指全变态昆虫从幼虫转变为成虫的过程，除变态蜕皮外，还涉及幼虫组织解体和成虫组织重建等复杂的分子生物学过程，是发育生物学领域的研究热点。脂肪体是昆虫多数代谢过程的主要器官，在幼虫发育期间负责各种主要的血淋巴蛋白质的合成，同时作为贮存这些物质及碳水化合物和脂类的场所，此外，脂肪体还具有解毒功能，类似于哺乳动物的肝脏，在昆虫中有重要的作用。.本研究拟用生化与分子生物学及基因工程技术对棉铃虫变态时期幼虫脂肪体凋亡相关基因进行克隆并研究其性质和在凋亡中行使的功能及相互关系，为进一步了解昆虫变态时期幼虫组织凋亡分子机理奠定基础，在发育生物学领域具有重要意义，而且可以发现新的分子靶标，用于生物抗虫剂开发和转基因抗虫植株构建，为害虫防治提供新思路。

变态是指全变态昆虫从幼虫到蛹再转变为成虫的过程，除变态蜕皮外，还涉及幼虫组织解体和成虫组织重建等复杂的分子生物学过程。这一过程受到蜕皮激素和保幼激素的协同调控。脂肪体是昆虫多数代谢过程的主要器官，在昆虫中有重要的作用，其在变态时期凋亡的分子机制尚不清楚。我们鉴定了两种参与变态时期脂肪体凋亡的基因，并对其功能和激素调控情况进行了研究。.GRIM-19 (Genes associated with Retinoid-IFN-induced Mortality-19)基因是在人类癌症细胞中鉴定出来的具有促凋亡性质的基因，其表达可以被与保幼激素具有相似结构的全反式维甲酸和干扰素共同诱导，我们在棉铃虫中克隆了该基因（Ha-GRIM-19），对它在脂肪体凋亡中的功能进行了研究。用RNA干扰的方法敲除Ha-GRIM-19会导致变态过程提前发生，中肠和脂肪体组织都出现程序性细胞死亡。其表达可以被保幼激素类似物methoprenen或者methoprene和蜕皮激素联合诱导。保幼激素类似物methoprene通过Ha-Met上调Ha-GRIM-19表达。以上结果说明，保幼激素通过Ha-Met上调Ha-GRIM-19的表达，从而参与对昆虫变态的抑制。.变态时期幼虫组织的凋亡所需的能量及成虫蛋白形成所需的氨基酸原料都来源于对储藏蛋白的选择性吸收。极高密度脂蛋白是一种非六聚体的储藏蛋白，它通过极高密度脂蛋白受体VHDLR (very-high-density lipoprotein receptor)介导的内吞作用被脂肪体从血淋巴中吸收。但其机制尚不清楚。我们在棉铃虫中鉴定到一个VHDLR，它在转录水平上可被20E通过EcRB1和USP1上调。此外，20E通过PKC促进VHDL-R磷酸化从而与配体结合。在幼虫中敲除VHDL-R会阻止其发育成成虫。这些都说明20E在转录和翻译后水平上调节VHDL-R从而调节VHDL的吸收来参与对昆虫变态的调节。