家蚕促前胸腺激素与胰岛素同源——昆虫脑激素研究的最新进展

1984年12月在《科学》(Science,226:1344)杂志上发表了日本东京大学农业化学系长泽宽道博士等人的论文“家蚕促前胸腺激素氨基端氨基酸顺序:与胰岛素同源”。文章写到,能激活内分泌器官前胸腺并使其合成和释放蜕皮素的脑激素——促前胸腺激素(PTIH)已经从家蚕蛾头内提取纯化出来。它包括两类分子量不同的激素,22 K PTTH(分子量～22,000)和4K PTTH(分子量～4400),4 K PTTH有三种4 KPTTH-Ⅰ,-Ⅱ和-Ⅲ。它们氨基端的19个氨基酸顺序已经排定(图A)。     

C-型咽侧体抑制素(AST-C)和促前胸腺激素释放激素(PTTH)基因在家蚕脑组织中的时空表达分析

【目的】咽侧体抑制素在昆虫体内具有重要的调控功能。本研究比较了家蚕Bombyx mori C-型咽侧体抑制素(allatostatin C,AST-C)与促前胸腺激素释放激素(prothoracicotropic hormone,PTTH)基因在不同发育阶段家蚕脑组织中转录表达的模式及其在脑组织的表达定位,以期为家蚕AST-C的功能研究提供重要的线索。【方法】利用脑组织芯片数据分析比较AST-C和PTTH基因在家蚕脑组织中的发育表达特征,RT-PCR验证其芯片数据,分析AST-C在不同发育阶段家蚕中枢神经系统中的表达模式,并用全组织包埋原位杂交技术对AST-C和PTTH在脑组织的表达进行定位。【结果】AST-C和PTTH在不同发育阶段家蚕脑组织中有相似的转录表达模式,且都在脑组织外侧一对神经分泌细胞中表达。【结论】AST-C可能与PTTH以相同的转录表达模式共同参与家蚕的变态发育调控。     

荧光定量PCR检测家蚕核型多角体病毒在其宿主体内的增殖动态

为了研究家蚕核型多角体病毒(Bombyx mori nuclear polyhedrosis virus,BmNPV)在其宿主幼虫体内不同组织中的增殖动态,对敏感性家蚕品种306幼虫进行经口定量滴注病毒。在接种后9个时间点,对中肠、血淋巴和脂肪体进行取样。以BmNPV DNA 聚合酶基因(dnapol)指示病毒拷贝数,同时以家蚕细胞质肌动蛋白A3(actin A3)基因作为参比基因,用荧光定量PCR的方法分别检测各个时间点的中肠、血淋巴和脂肪体中病毒的拷贝数。结果表明经口感染2 h,病毒进入中肠;12 h,病毒已经到达血淋巴和脂肪体;再经过约12 h的潜伏期,病毒在各组织中开始快速增殖,到84 h各组织中病毒增殖达到平台期。     

家蚕中肠组织抗核型多角体病毒病的相关蛋白分析

家蚕中肠上皮是病毒经口侵入遇到的第一个组织。昆虫幼虫抵御杆状病毒的感染,可通过选择性的使感染的中肠上皮细胞发生调亡并在释放病毒粒子进入血淋巴之前使感染的细胞从中肠脱落。为研究家蚕抗核型多角体病毒(Bombyx mori nucleopolyhedrovirus, BmNPV)病的机制,通过对BmNPV高度抗性和高度敏感性的家蚕品系杂交和回交构建了近等基因系。本文对家蚕高抗,敏感及近等基因系5龄起蚕中肠组织的蛋白质表达谱进行了二维电泳 (two-dimensional gel electrophoresis,2-DE) 分析,并利用基质辅助激光解吸电离飞行时间 (matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight, MALDI-TOF) 质谱对差异蛋白进行鉴定。结果发现了5个差异表达的蛋白。推测这些蛋白可能与家蚕中肠对BmNPV的抗性或感性有关。     

甜菜夜蛾促前胸腺激素cDNA的克隆和表达

利用兼并引物扩增出甜菜夜蛾(Spodoptera exigua, Spe)的促前胸腺激素(prothoracicotropic hormone, PTTH) cDNA, 克隆和测序结果显示出PTTH cDNA编码226个氨基酸的开放阅读框: 包括信号肽、1个功能未知的肽和PTTH. 和其他已知物种的PTTH比较, 甜菜夜蛾和夜蛾科昆虫有较高的同源性, 和蚕蛾科和大蚕蛾科昆虫的相似性稍低, 但是PTTH分子中的7个半胱氨酸残基的位置是非常保守的. 整体免疫组织化学检测发现PTTH表达在甜菜夜蛾脑中的2对神经分泌细胞中. Northern杂交表明在脑中有高丰度的PTTH mRNA存在, 分子大小约为1.2 kb. 半定量RT-PCR检测了PTTH在幼虫期和蛹期的发育变化, 显示出PTTH表达和蜕皮变态有密切的关系, 暗示PTTH在甜菜夜蛾行使其生物学功能很可能是通过刺激前胸腺合成和分泌蜕皮激素来完成的.     

家蚕血淋巴体外黑化观察及相关黑色素合成催化酶基因

观察不同生长期家蚕幼虫血淋巴在体外的黑化速度和对大肠杆菌生长的影响结果显示,随食桑生长幼虫血淋巴的黑化速度逐渐变快,对大肠杆菌生长的抑制作用逐渐增强。RT-PCR实验显示,黑色素合成催化酶Bm Tan、Bm Po-1、Bm Yellow-f和Bm Ddc等的基因在家蚕5 L 3 d血淋巴中表达量高,Bm Black、Bm Yellow和Bm Pah等的基因也有明显表达。q PCR分析显示,黑化病蚕中Bmtan、Bmddc、Bmyellow、Bmebony和Bmblack,尤其Bmddc表达发生了显著上调。与对照相比,Ddc酶的抑制剂能显著抑制脂多糖对血淋巴的诱导黑化作用。用大肠杆菌注射家蚕幼虫,血淋巴中多巴和多巴胺的含量明显上升。这些表明家蚕幼虫血淋巴黑化与防御免疫有关,Bmddc很可能在幼虫血淋巴的免疫黑化中发挥作用。     

家蚕幼虫血细胞密度变化成因及血细胞密度与耐高温性的关系

[目的]血细胞是昆虫血淋巴免疫的主导者.调查家蚕Bombyx mori幼虫血细胞密度变化和成因、血细胞密度与家蚕抗性的关系,是研究家蚕血细胞相关的免疫调控和抗性育种的重要组成.[方法]用细胞计数板统计家蚕品种大造不同龄期(4龄第1-4天、5龄第1-8天和上蔟期)幼虫10 μL血淋巴中的血细胞数目并计算血细胞密度,利用I...     

亚洲玉米螟末龄幼虫促前胸腺激素与蜕皮甾类激素滴度的变化

用放射免疫分析法(Radioimmunoassay,RIA)以12小时间隔测定了亚洲玉米螟Ostrinia tfurnacalis末龄非滞育幼虫血淋巴中蜕皮甾类激素滴度.通过前胸腺体外培养,以12小时间隔测定了前胸腺体外分泌活性的变化.发现二者的变化在相同发育阶段是一致的.在亚洲玉米螟上建立了促前胸腺激素(PTTH)体外测定法,并用此法以24小时间隔测定了末龄幼虫脑和血淋巴中PTTH滴度.发现血淋巴中PTTH滴度在末龄第5和7天各有一高峰,脑中只在第5天有一高峰.     

高温对家蚕三品系血淋巴中糖水平的影响（英文）

家蚕Bombyx mori的两个二化性品系热耐受型NB4D2和热敏感型CSR2均适合于温带气候,而多化性的PM（Pure Mysore) 品系适合于热带气候,将这3种品系5龄幼虫分别置于32℃和36℃的高温下,观察高温对其5龄幼虫至蛹期血淋巴中糖含量及海藻糖酶活性的影响。结果表明： PM幼虫和蛹的死亡率均小于NB4D2和CSR2。在蜕皮期间血淋巴海藻糖水平较高,而葡萄糖水平及海藻糖酶活性较低。32℃和36℃的高温下,幼虫蜕皮期间血淋巴中糖含量及海藻糖酶活性仅在其各自的水平上表现为小幅度的增加。蜕皮后幼虫血淋巴中海藻糖含量显著下降,而葡萄糖含量和海藻糖酶活性显著上升。在较高温度下,蜕皮后幼虫血淋巴中海藻糖含量下降幅度更大,而葡萄糖含量及海藻糖酶活性上升水平也更加显著。25±1℃下取食幼虫血淋巴中葡萄糖含量显著下降,海藻糖含量显著上升;3℃和36℃下PM 和NB4D2取食幼虫血淋巴葡萄糖和海藻糖含量以及海藻糖酶活性增加,而CSR2均减少或降低。吐丝幼虫血淋巴中葡萄糖含量及海藻糖酶活性显著下降,海藻糖小幅度下降。而在较高温度下,耐热型PM 和NB4D2吐丝家蚕血淋巴糖含量含量和海藻糖酶活性明显增加,而热敏感型CSR2的则明显下降。这3种品系蛹发育期的血淋巴糖含量及海藻糖酶活性均下降。在两较高温度下,PM蛹期血淋巴糖和海藻糖酶活性增加,而NB4D2 36℃时增加幅度小于32℃时。对于CSR2,32℃时观察到其血淋巴葡萄糖含量增加,但当环境温度增加到36℃时其血淋巴葡萄糖含量降至正常水平下。然而,当CSR2的蛹置于32℃和36℃时血淋巴海藻糖含量及其酶活性下降,且36℃时下降幅度更大。因此,桑蚕对高温的适应取决于家蚕的品系及发育阶段,并可通过其血淋巴糖及海藻糖酶活性水平进行验证。     

家蚕抗菌肽cecropin A的表达特征及其体内外抑菌研究

家蚕抗菌肤cecropin A(BmCecA)是家蚕体液免疫中产生的一种重要的抗菌肤。本研究利用RT-PCR技术克隆出BmCecA基因的开放阅读框(ORF),该ORF编码22个氨基酸的信号肤和37个氨基酸的成熟肤,通过蛋白结构分析该成熟肤形成经典的双亲α螺旋。实时荧光定量PCR表明,BmCecA在5龄家蚕的体壁、马氏管、中肠、丝腺、血淋巴和脂肪体中均有表达在脂肪体中表达量最高,其次是血淋巴。通过固相合成法合成BmCecA成熟肤用质谱和聚丙烯酰胺凝胶电泳分析表明其分子量约为4.05 kD,高效液相色谱检测其纯度为89.14%。用合成多肤分别对革兰氏阴性菌大肠杆菌(Escherichia coli)、铜绿假单胞菌(Pseudomouas aerugiuosa)、革兰氏阳性菌球形节杆菌(Arthrobacter globiformis)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)做体外抑菌实验,发现BmCecA对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均有明显的抑菌作用。首次用BmCecA做家蚕的体内抑菌实验,结果显示注射BmCecA的家蚕存活率显著高于对照组相对于对照组,致死中时间(LT_(50))分别延长了17.85%(大肠杆菌)、37.31%(铜绿假单胞菌)、21.92%(球形节杆菌)、49.45%(枯草芽孢杆菌)差异显著。凝胶迁移实验结果说明BmCecA可能在破坏细菌细胞膜之后作用于基因组DNA和RNA,从而导致细菌的快速死亡。本研究结果有利于从分子水平上深入理解家蚕乃至其它昆虫抵御细菌侵染的防御机理,也为家蚕的抗菌育种提供理论依据。     

桑叶营养对家蚕血淋巴阳离子水平的调节作用

调查了取食不同品种桑树（M-5, S-36和V-1）叶片的家蚕（多化性品种Pure Mysore、 二化性品种NB4D2和CSR2）5龄幼虫血淋巴中阳离子的变化。结果表明: 家蚕幼虫血淋巴中Na+浓度低, K+和Mg2+浓度很高, Ca2+浓度较高。在幼虫活跃取食期间, 血淋巴中阳离子水平显著提高。血淋巴中阳离子水平与排泄物的量呈负相关。血淋巴中阳离子水平受阳离子外泌的控制。与非取食阶段相比, 取食阶段的阳离子清除速率低。家蚕二化性品种的血淋巴阳离子水平比多化性品种PM高出30%。结果说明家蚕品种对家蚕血淋巴阳离子变化的影响显著大于桑树品种或家蚕个体发育的影响。     

家蚕耐氟性差异的细胞化学研究

对不同蚕品种的耐氟性、ACPase的氟敏感性、蚕品种耐氟性机理的研究表明,在供试蚕品种中以浙农1号的耐氟性最强,杭 8的耐氟性最弱;家蚕Bombyx mori血淋巴ACPase活性与蚕品种的耐氟性无明显关系;氟对蚕的血淋巴和中肠组织细胞的ACPase活性都有抑制作用,并随着氟添食浓度的增加ACPase活性降低,但超过一定浓度的氟添食,血淋巴ACPase活性反而有一个回升的过程,这个转折点出现可能的浓度及回升的幅度与蚕品种的耐氟性有关;细胞化学研究发现此转折点的出现是由于高浓度氟引起细胞结构的破坏而导致蚕体组织细胞内的ACPase大量向血腔释放的结果;氟敏感性蚕品种杭 8在很低氟量添食即可引起中肠组织细胞的ACPase大量向血腔释放,使血淋巴中的ACPase活性大幅度上升,随后ACPase活性受到完全的抑制;耐氟性较强的蚕品种浙农1号则在较高的氟含量添食时才向血腔释放ACPase,且血淋巴中ACPase增高的幅度小,在很高的氟量添食时全面抑制中肠ACPase活性。氟对不同品种ACPase活性影响的差异被认为是家蚕品种耐氟性差异机理之一。     

神经和胃肠道肽类的关系

某些肽类既存在于胃肠道,也存在于脑和外周神经中,这一现象表明,在神经和胃肠道产生肽类的细胞之间,可能存在着某种起源上和功能上的密切关系。在胃肠道活动的调节上,肽类可能通过四种途径起作用。(1)作为激素,由内分泌细胞释放入血循环,作用于远处的靶细胞;(2)由胃肠道粘膜中的内分泌样细胞释放后,通过局部扩散,作用于邻近的细胞;(3)由神经末梢释放入血循环,即神经内分泌机能;(4)作为神经递质,由神经轴突释放,经过突触间隙而作用于接受神经冲动的细胞上。     

棉铃虫感染核型多角体病毒后血淋巴蛋白的变化

本文使用聚丙烯酰胺凝胶盘状电泳等技术测定棉铃虫Heliothis armigera感染核型多角体病毒后血淋巴蛋白浓度和蛋白类型的变化。5龄初期感病幼虫血淋巴蛋白总浓度在感染后1—3天缓慢上升,到第4天下降;同期的健康幼虫血淋巴蛋白浓度却持续上升。血淋巴蛋白类型的变化是:(1)普通蛋白在健康幼虫中至少有13条宽窄不同的带,而感病幼虫在感染后前3天与健康幼虫无大区别,但感病后第4天蛋白带主带减少;(2)糖蛋白的带数在健康幼虫中随时间增长而增加,每条带的浓度也随之增加;感病幼虫糖蛋白的带比健康幼虫的少,蛋白浓度也相应低。(3)感病幼虫脂蛋白的变化几乎和健康幼虫无区别。健康与感病幼虫血淋巴萤光物质的变化趋势亦不同。但二个毒株感病幼虫血淋巴蛋白之间的差异不明显。     

家蚕微孢子虫感染对家蚕海龟蛋白(Bmtutl)基因表达水平的影响

【目的】本研究旨在阐明家蚕微孢子虫Nosema bombycis感染不同时间对家蚕Bombyx mori幼虫不同组织中家蚕海龟蛋白(Bombyx Turtle, Bmtutl)基因表达水平的影响,为揭示家蚕微孢子虫的侵染机制奠定基础。【方法】利用生物信息学方法对家蚕海龟蛋白3种亚型Bmtutl-464, Bmtutl-519和Bmtutl-810的序列结构特征进行了分析;利用qPCR检测家蚕微孢子虫感染后12, 24, 48, 72, 96和120 h,家蚕幼虫中肠、血淋巴与脂肪体组织中Bmtutl-464, Bmtutl-519和Bmtutl-810基因表达水平的变化情况。【结果】家蚕海龟蛋白3种亚型的二级结构均主要由无规则卷曲、α螺旋、β转角和延伸链组成,其中无规则卷曲所占比例最高。但是PredictProtein分析发现,Bmtutl-464, Bmtutl-519和Bmtutl-810之间的蛋白/多核苷酸结合位点存在较大差异。qPCR结果表明,感染家蚕微孢子虫后,家蚕幼虫中肠、血淋巴与脂肪体组织中Bmtutl-464, Bmtutl-519和Bmtutl-810基因的整体表达处于被抑制状态,尤其在脂肪体中最为明显：Bmtutl-519和Bmtutl-810基因的表达在家蚕微孢子虫感染家蚕后的72 h开始受到显著抑制,特别是Bmtutl-519基因,其相对表达水平均不到对照的5.0%。【结论】家蚕海龟蛋白这3种亚型的序列结构特征存在较大差异,家蚕微孢子虫感染在一定程度抑制了家蚕幼虫中肠、血淋巴与脂肪体组织中Bmtutl-464, Bmtutl-519和Bmtutl-810基因尤其是Bmtutl-519的表达。结果说明,与其他两种家蚕海龟蛋白亚型相比,Bmtutl-519蛋白可能在家蚕微孢子虫侵染宿主的过程中起主要作用。     

血管紧张素Ⅱ中枢加压作用的机制

血管紧张素II(AII)具有中枢加压作用。中枢产生的AII在脑内的作用部位广泛,而外周产生的AII主要通过脑内某些特殊区域起作用。AII的中枢加压作用主要通过以下三条途径实现:(1)中枢性兴奋交感神经;(2)抑制迷走中枢;(3)促进加压素释放。     

桑蚕促前胸腺激素的作用与前胸腺分泌活动的某些特点

本工作以前胸腺的体外器官培养技术和蜕皮激素的放射免疫分析法(MH-RIA)相结合,研究了桑蚕(Bombyx mori)促前胸腺激素(PTTH)的作用与前胸腺分泌的某些特点。结果表明,被PTTH激活后的前胸腺,在一定的时相过程内合成并分泌脱皮甾类激素;前胸腺本体不积累蜕皮甾类激素;PTTH对前胸腺的作用是积累性的;五龄不同天数的前胸腺合成分泌脱皮甾类激素的能力不同,并有不同的剂量反应。     

沉淀白喉类毒素免疫大白鼠淋巴结的组织化学变化及细胞反应

本实验共分为两部分,第一部分观察了大白鼠经沉淀白喉类毒素2次免疫后24、48小时、4、7及10天时,淋巴牿的形态学及组织化学变化。大白鼠免疫后,近端(脑窝)淋巴赭发生明显的祖被学变化,主要是皮质和髓质增生;前者出现明显的生发中心,后者出现浆捆胞、中淋巴耥胞以及网状捆胞的增殖。此变化在免疫后48小时和4天最明显,同时期,在相同的淋巴秸内,浆细胞和嗜派咯宁细胞反应亦最显著。     

星形胶质细胞释放谷氨酸的机制

谷氨酸是介导中枢神经系统快速兴奋性传导的一种重要递质.以往人们仅注意到神经元通过释放谷氨酸来调节其可塑性,而近年来发现脑中远超出神经元10倍的星形胶质细胞同样能释放谷氨酸并参与神经系统的调节及多种脑损伤性疾病的发生发展过程.目前主要包括Ca2 依赖性释放及非Ca2 依赖性释放两大方面,涉及5种机制:(1)Ca2 依赖性胞吐释放;(2)谷氨酸转运体逆向转运假说;(3)膨胀诱导的阴离子通道假说;(4)连接蛋白半通道假说;(5)嘌呤受体假说.     

两个对浓核病毒(镇江株)具感性差异的家蚕品种的血液和围食膜蛋白的比较

家蚕品种间对浓核病毒(镇江株)具有不同的感染性,为了进一步探明家蚕对浓核病毒(镇江株)感性差异的分子机制,本文运用蛋白质电泳和质谱技术比较分析了两个对家蚕浓核病毒(镇江株)感性和抗性的近等基因系家蚕品种JS和NIL的血液和围食膜组织蛋白.结果表明:这两个家蚕品种的血液和围食膜组织蛋白组成差异很小.在血液组织蛋白中发现5个差异蛋白点,其中家蚕品种JS血液中有两个差异蛋白,可能分别为酪蛋白激酶和新型组织蛋白;在NIL血液组织中发现3个差异蛋白点,其中两个可能分别为线粒体延伸因子和类丝氨酸蛋白酶,另外1个的含量极显著高于JS,为血淋巴蛋白.在围食膜蛋白中共发现4个差异蛋白点,其中JS围食膜中有1个差异蛋白可能为新型组织蛋白;其余3个蛋白点在含量上相互间存在显著差异.本研究根据组织差异蛋白的功能初步推测家蚕对浓核病毒(镇江株)感性差异与血液蛋白差异无显著相关,与围食膜蛋白差异可能有关.