伏马菌素B1对昆虫血细胞毒性作用机理研究

Fumonisin B1 (FB1) is a water-soluble mycotoxins produced by Fusarium spp, and its toxicity to mammalian cells and tissues is the focus of the current research.Originally, our studies have shown that FB1 could damaged the morphology of the hemocyte of Bombyx mori and loss of function of hemocyte. On the basis, the research will be focus on to screen and identification of differentially expressed proteins in hemocyte of fumonisn B1 treated and untreated B. mori larvae with the proteomics method; 2-3 key proteins will be selected by bioinformatics analysis, further study on its upstream regulatory factors,the downstream target genes and interacting proteins.Through this research, the applicants hope to clarify the molecular toxicological mechanism of fumonisin B1 acts on insect host's hemocyte for the changes of protein to gene interaction.Meanwhile, the applicants expect that our study could enrich the insect immune toxicologyical theory, and expand the knowledge of fumonisin B1, to give some creative ideas about new insecticides class-insect immunity inhinitants to collegues.

伏马菌素B1（fumonisin B1, FB1）是由镰刀菌产生的一种水溶性真菌毒素，其对哺乳动物细胞与组织的毒性受到关注，然而申请者前期研究表明，伏马菌素B1可作用于昆虫血细胞，造成家蚕血细胞形态破坏和功能丧失。为此，本项目拟采用蛋白质组学方法，筛选、鉴定伏马菌素B1处理后家蚕幼虫血细胞中差异表达的蛋白，通过生物信息学分析差异表达蛋白的功能，确定其中关键作用蛋白，进一步研究关键蛋白的上游调控因子、下游靶基因及互作蛋白，旨在阐明FB1引起蛋白与基因互作网络变化造成昆虫血细胞中毒的分子机理。研究结果将丰富昆虫免疫毒理学理论，拓展对伏马菌素B1的认识，使之变害为利，为新型杀虫剂-昆虫免疫抑制剂研究提供新思路。

伏马菌素B1是由串珠镰刀菌和在育镰刀菌产生的一种水溶性真菌毒素。已有研究主要围绕伏马菌素B1对动物细胞的毒性，但缺乏对昆虫细胞的毒性研究，本项目开展伏马菌素对昆虫血细胞的毒性及机理研究。研究结果发现，伏马菌素B1造成昆虫血细胞和昆虫Sf9细胞的形态改变；采用蛋白组学和转录组技术，结合质谱分析和生物信息学分析发现，伏马菌素B1引起家蚕血细胞中相关基因下调表达，调节热休克蛋白、类胰蛋白酶丝氨酸蛋白酶等蛋白表达，破坏细胞免疫功能；伏马菌素B1诱导玉米螟血细胞中Atg8基因和Atg8-PE蛋白的上调表达，引起血细胞自噬性死亡；伏马菌素B1抑制Sf9细胞增殖，阻滞细胞生长的G2/M期, 造成细胞膜电位去极化和线粒体膜电位超极化，引起细胞凋亡，转录组分析表明，伏马菌素B1通过调节细胞中的微管结合蛋白、生长因子蛋白等阻滞细胞增殖和诱导细胞启动JNK和p38MAPK信号转导通路引起细胞凋亡。本项目成果有助于全面认识真菌毒素，丰富真菌毒素作用机制，并为伏马菌素B1的利用提供理论基础。