家蚕蜕皮与变态的内分泌调控

家蚕的蜕皮与变态是由前胸腺分泌的脱皮素（ｍｏｌｔｉｎｇ ｈｏｒｍｏｎｅ或 ｅｃｄｙｓｔｅｒｏｉｄ简称 ＭＨ）及由咽侧体分泌的保幼激素（ｊｕｖｅｎｉｌｅ ｈｏｒｍｏｎｅ）控制的,而促有前胸腺激素（ｐｒｏｔｈｏｒａｃｉｃｏｔｒｏｐｉｃ ｈｏｒｍｏｎｅ,以下简称ＰＴＴＨ）的功能为刺激前胸腺分泌蜕皮素。笔者近１０年来从家蚕内分泌体系的一系列研究中发现,蜕皮素浓度的变化可以通过控制咽侧体的保幼激素的生物合成来影响幼虫发育,而ＰＴＴＨ的信息传递可通过调控前胸腺的功能,进而影响血淋巴中蜕皮素浓度。     

昆虫蜕皮激素生物合成及其神经肽调控

蜕皮激素是对节肢动物体内类固醇激素的统称,昆虫的蜕皮激素主要由内分泌器官前胸腺合成,具有诱发幼虫周期性蜕皮以及最终变态蜕皮的生理功能。近期的研究工作阐明了前胸腺中原先被称为"黑箱"的一系列酶促反应步骤,此外促前胸腺激素受体的成功鉴定使人们对PTTH信号转导通路调控前胸腺蜕皮激素合成有了更深入的理解。     

Insect ecdysteroids biosynthesis and its regulation by neuropeptides

蜕皮激素是对节肢动物体内类固醇激素的统称,昆虫的蜕皮激素主要由内分泌器官前胸腺合成,具有诱发幼虫周期性蜕皮以及最终变态蜕皮的生理功能.近期的研究工作阐明了前胸腺中原先被称为“黑箱”的一系列酶促反应步骤,此外促前胸腺激素受体的成功鉴定使人们对PTTH信号转导通路调控前胸腺蜕皮激素合成有了更深入的理解.     

蜕皮激素及其对蟹虾养殖的影响

蜕皮激素及其对蟹虾养殖的影响房凯（四川绵阳师专生物系）（一）蜕应激素概况昆虫和甲壳动物蜕皮激素的研究是本世纪４０年代开始的。当时日本学者福田等人曾对家蚕进行结扎、断头及器官移植等试验,发现蚕的前胸腺的分泌活动与蜕皮及变态有着内在的密切联系。１９５４～...     

昆虫保幼激素生物合成的调节与测定

<正> 保幼激素(JH)是由昆虫的咽侧体(CA)产生。它调节着发育和生殖。从昆虫中已分离出3种具有JH活性的化合物,分别称为JH1、JH2、JH3。它们的生理活性大不相同。JH3是大部分成虫的主要激素,可促进卵巢的发育,所以是一种促性腺激素。JH1和JH2主要在鳞翅目幼虫和蜚蠊若虫内,它们在变态开始就参与这一过程的调节作用,称为变态激素。     

东方粘虫末龄幼虫血淋巴蜕皮甾类滴度的变化及促前胸腺激素对前胸腺的活化作用

东方粘虫六龄幼虫血淋巴蜕皮甾类滴度,在幼虫的取食生长期一直处在很低的水平(<6pg/μl血淋巴),其后于徘徊期的前一天开始升高,至预蛹期形成唯一的1个高峰(～450pg/μl血淋巴)。前胸腺离体培养的结果表明,前胸腺分泌活力与血淋巴蜕皮甾类滴度的动态呈基本平行的趋势,只是较后者超前了约24小时。促前胸腺激素粗提物能直接活化离体前胸分泌蜕皮甾类。粘虫六龄2日龄(LVI_2)幼虫的前胸腺已能被促前胸腺激素活化,说明此时的前胸腺对促前胸腺激素已具感受性。     

植物中的昆虫变态激素

昆虫在一生中要进行多次蜕皮才能长成成虫,如蚕进行4次蜕皮,然后变态成蛹,再变态成蛾。昆虫的蜕皮受其体内的激素所支配。昆虫头部的咽侧体分泌保幼激素,由胸部的前胸腺分泌蜕皮激素,这两种激素保持平衡即能完成正常发育。     

昆虫蛹滞育的神经内分泌调控

从神经内分泌的角度,分别介绍了脑、前胸腺和咽侧体在昆虫蛹滞育中所起的作用。脑主要是通过对促前胸腺激素的合成和释放的控制来参与滞育调节的;而前胸腺的活性过低,分泌的蜕皮激素远远低于启动成虫发育所需要的量,是导致蛹滞育的最根本原因;咽侧体在某些虫种中对蛹滞育可能起到间接的调控作用。     

成虫滞育的主要特点及神经内分泌调控

成虫滞育的主要特点是生殖受到了抑制,其调控涉及到咽侧体、脑和前胸腺的作用,但主要以咽侧体的作用为主.滞育期间,咽侧体的活性很低,分泌的保幼激素量极微,而咽侧体的活性高低直接受脑所分泌的神经激素所调控.     

脑及前胸腺对蓖麻蚕化蛹的作用

前言 昆虫内分泌中心的存在,已为科学工作者所承认。前胸腺激素控制昆虫的蜕皮,已在鳞翅目、半翅目和直翅目等目中证实。近年来,对昆虫脑激素作用的重要性,尤其是它在内分泌系统中所起的主导作用,已逐渐明确。 Kope(1922)除去舞毒蛾(Lymantria)末龄第2天幼虫的脑,幼虫不能化蛹;如在末龄10天后去脑,则对化蛹并无影响。Kope认为脑是控制化蛹的中心。一些作者在其它鳞翅目昆虫中也获得同样的结果。 后来福田(1940)在家蚕中发现前胸腺对化蛹起重要的作用,并认为前胸腺分泌的激素对化蛹起控制作用。     

昆虫促前胸腺激素研究进展

昆虫促前胸腺激素研究进展李毅平龚和（中国科学院动物研究所,北京１０００８０）关键词促前胸腺激素受体信号系统促前胸腺激素（ｐｒｏｔｈｏｒａｃｉｃｏｔｒｏｐｉｃｈｏｒ－ｍｏｎｅＰＴＴＨ）因其促进前胸腺（ＰＧ）合成和分泌蜕皮激素而得名,以前也称为脑激素,因...     

胰岛素信号转导、昆虫发育与老化

胰岛素及其信号转导的探讨为当代生物学一大热点,研究显示:从线虫到果蝇、小鼠及其人类其胰岛素信号转导路径十分类似。昆虫胰岛素的研究开始于家蚕,在20世纪80年代,日本学者在分离家蚕促前胸腺激素(prothoracictropic hormone,简称PTTH)时,发现所纯化的为一称为家蚕素的神经激素,该激素之氨基酸排列顺序与高等动物体内的胰岛素部分相似,但是家蚕素的生理功能至今仍不是很清楚。而果蝇的分子遗传学研究则显示,胰岛素及其信号转导调控果蝇的生长、发育、寿命等许许多多的生理现象。专一性地改变果蝇前胸腺之胰岛素信号转导,会严重影响幼虫的蜕皮与变态。而作者利用家蚕所进行的研究更显示,将牛的胰岛素注射于家蚕幼虫体内可显着提高其蜕皮激素的分泌,离体培养前胸腺时加入牛胰岛素也可直接增加其激素的分泌,牛胰岛素可直接活化家蚕前胸腺细胞之胰岛素受体及信号分子Akt的磷酸化。另外,从线虫、果蝇到小鼠胰岛素及其信号转导突变体的研究结果显示了胰岛素信号转导调控寿命的重要性。利用猴子及人所进行的研究结果显示,低卡路里摄取之所以会延长寿命是因为卡路里的摄取与胰岛素信号转导的变化有关。因此,不同物种利用相同的胰岛素信号转导通路调控发育及老化机制,该发现大大鼓舞了科学家们利用低等的生物来研究复杂的生命现象。     

家蚕幼虫-蛹变态期前胸腺和脂肪体细胞解离和程序性细胞死亡的比较分析

【目的】检测家蚕Bombyx mori变态期前胸腺细胞的解离、自噬与凋亡,并与脂肪体的进行对比,从而解析昆虫幼虫-蛹变态期过程中不同组织重塑的异同。【方法】以家蚕5龄期、游走期、预蛹期和蛹期前胸腺和脂肪体组织为材料,在光学显微镜下观察前胸腺和脂肪体细胞解离情况;分别利用Lyso-Tracker和TUNEL染色,在荧光共聚焦显微镜下观察细胞自噬和细胞凋亡的发生情况;利用qRT-PCR检测家蚕前胸腺中自噬发生标志基因Atg8的表达水平;利用透射电镜观察前胸腺和脂肪体细胞自噬小体和前胸腺线粒体;利用Caspase3酶活性检测试剂盒测定Caspase3酶活性;利用qRT-PCR检测前胸腺中蜕皮酮(ecdysone)合成相关基因Spo,Phm,Dib和Sad的表达水平;利用酶免疫试验(enzyme-immunoassay, EIA)测定前胸腺中蜕皮酮的含量,进而检测合成蜕皮酮的活力。【结果】在家蚕幼虫到蛹的变态发育过程中,在化蛹第1天家蚕前胸腺和脂肪体细胞中同时开始出现细胞解离;脂肪体细胞自噬和凋亡分别在游走期和预蛹第1天开始出现并逐渐增强;而前胸腺一直到化蛹第2天都没有发生明显的细胞自噬和凋亡;此外,前胸腺中线粒体的形态变化和蜕皮酮合成相关基因的转录水平均与对应时期前胸腺合成蜕皮酮的活力一致。【结论】在变态发育时家蚕不同组织消亡发生的时间不同,虽然前胸腺和脂肪体在化蛹第1天同时出现细胞解离,但是前胸腺直到化蛹第2天都不发生细胞自噬和凋亡,可能与其持续合成蜕皮酮的功能有关。本研究为昆虫幼虫-蛹变态发育时期组织消亡的深入研究提供了理论依据与工作基础。     

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。     

昆虫蜕皮的分子机理及应用

昆虫蜕皮是一个由PTTH启始的、激素介导的基因序列表达和相互作用的级联反应过程。阐明昆虫蜕皮的分子机理,不仅可以解释发育生物学的科学问题,为害虫控制提供新的思路,还可以从中发现新的可资生产应用的分子。作者通过蛋白质组学方法从棉铃虫Helicoverpa armigera Hubner蜕皮幼虫鉴定到30个差异表达的蛋白质。通过抑制性消减杂交技术,从棉铃虫蜕皮幼虫、变态决定幼虫和5龄取食幼虫鉴定到100个表达序列标签(EST)。证明其中的11个EST在蜕皮或变态时差异表达。通过RT-PCR方法克隆棉铃虫激素接受子3基因,研究该基因在发育中的表达模式。用该基因构建具有绿色荧光蛋白标记和多角体蛋白的基因重组病毒(AcMNPV-GFP-HHR3-Polh)。实验结果表明,AcMNPV-GFPHHR3-Polh病毒可以通过注射或口服感染棉铃虫,导致棉铃虫幼虫非正常蜕皮、生长延缓、半数存活时间下降。该研究显示昆虫蜕皮功能基因在害虫控制中有很好的应用前景。蜕皮功能基因的表达与调控、蜕皮激素介导的信号转导通路、变态过程中组织解体和重建的分子机理、激素调控基因顺序表达的分子机理、变态起始因子、JH受体等是本领域今后的主要研究方向。     

一些因子对七星瓢虫咽侧体活性的影响(英文)

七星瓢虫(Coccmella septimpunctata)为了适应环境的变化,通过咽侧体产生保幼激素的活动调节其生殖作用。为了探索内外因素对咽侧体活动的影响,应用放射化学法及免疫电泳测定了食物、卵巢发育、脑神经肽、保幼激素类似物对卵黄发生期成虫保幼激素生物合成及血淋巴中卵黄原蛋白含量的影响。结果表明咽侧体活性受上述各种因子的影响。咽侧体活性与卵黄原蛋白含量及卵母细胞生长密切相关,说明有反馈作用。食物的质与量影响着咽侧体活性的变化。低剂量外源保幼激素类似物处理成虫则可促使咽侧体活性的变化。脑分泌的神经肽(allatotropin)可活化咽侧体。这些结果表明雌瓢虫保幼激素的生产主要是受起源于脑的促咽侧体信号的调节作用。     

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.     

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)。     

粘虫咽侧体静止激素的初步分离纯化

用放射化学的方法,检测粘虫Mythimna separata幼虫脑提取物中咽侧体静止激素(Allatostatin,AS)样的活性物质。发现粘虫幼虫脑中含有AS样的活性物质,可抑制离体咽侧体(Corporaallata,CA)的保幼激素(Juvenile hormone,JH)的生物合成。用1个脑当量的幼虫脑提取物,对CA的JH合成的抑制率达51%。幼虫脑提取物经胰蛋白酶水解后,AS活性显著降低,表明幼虫脑中的活性物质是肽类或蛋白质类物质。幼虫脑提取物用Sep-Pak柱初步纯化,有活性的组分经高压液相色谱(HPLC)分离,洗脱组分的AS活性测定表明,有AS活性的组分主要集中在组分1～20和组分30～60,其中对离体CA的JH合成的抑制大于50%的组分有3、5、11、40、54和60。     

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.