家蚕脂肪体细胞自噬的转录调控和生理功能研究

蜕皮激素(20E)信号在昆虫蜕皮和变态时期诱导细胞凋亡和细胞自噬两种程序化细胞死亡，但20E信号对细胞自噬的调控机理尚不明了。申请者发现，家蚕脂肪体在蜕皮和变态时期，伴随高水平的20E滴度而发生剧烈的细胞自噬；所有14个细胞自噬基因(Atg)转录水平的发育变化与20E滴度以及细胞自噬同步；20E处理促进所有Atg基因表达和细胞自噬发生，而RNA干扰20E受体EcR-USP与20E处理结果相反，并且Atg1和Atg8是20E初级应答基因，证明20E信号在转录水平上促进家蚕脂肪体的细胞自噬。将RNA干扰Ftz-F1、E75、E93等20E信号传导途径关键基因，深究20E信号对Atg基因的转录调控机理；利用双荧光素酶报告系统鉴定Atg1的20E应答元件；将RNA干扰关键Atg基因，使用GAL4/UAS转基因系统在脂肪体超表达Atg1或Atg1 dsRNA，阐释细胞自噬在家蚕变态发育中的生理功能。

蜕皮激素(20E)信号在昆虫蜕皮和变态时期诱导细胞凋亡和细胞自噬两种程序化细胞死亡，但20E信号对细胞自噬的调控机理尚不明了。经历本项目资助的研究，申请者发现，家蚕脂肪体在蜕皮和变态时期，伴随血淋巴内高水平的20E滴度而发生剧烈的细胞自噬；所有14个细胞自噬基因(Atg)转录水平的发育变化与20E滴度以及细胞自噬的发生同步；5龄2天的家蚕脂肪体离体培养添加20E处理促进所有Atg基因表达和细胞自噬发生，而RNA干扰20E受体EcR-USP与20E处理结果相反。鉴于UAS/GAL4双元转基因家蚕系统的广泛应用，我们利用家蚕脂肪体特异的SP2-GAL4驱动20E受体EcR显性失活的UAS-EcRDN形式表达，在家蚕上簇早期下调20E信号通路的活性，导致家蚕脂肪体内细胞自噬发生收到阻碍。我们在细胞水平上验证了20E对Atg基因的诱导，并且在离体培养同时添加20E或是20E和放线菌酮抑制蛋白翻译的方法发现Atg1和Atg8等5个Atg基因是20E初级应答基因，证明20E信号在转录水平上促进家蚕脂肪体的细胞自噬。RNAi细胞自噬关键基因Atg1后显著上蔟时期家蚕脂肪体内细胞自噬的发生，利用双荧光素酶报告系统我们在细胞自噬关键基因Atg1的启动子区域鉴定到一个20E反应元件，电子迁移率（EMSA）实验证实了该反应元件与20E受体EcR-USP的结合。RNA干扰20E信号通路其他传导基因如Ftz-F1、E75、E74、E93、Br-C，发现这些基因均参与了20E转录水平调控细胞自噬的发生。. 此外，利用RNAi技术申请者还对Atg1外的大部分细胞自噬基因进行了knockdown的研究，发现它们均参与家蚕上簇时期的细胞自噬发生并在调控脂肪体脂肪以及蛋白代谢等，并将在将来的面上项目中进行相关研究。. 目前为止，本项目已经发表研究性论文4篇，其中IF>10的一篇。