喜树碱诱导的草地贪夜蛾Sf9细胞凋亡

传统植物源杀虫剂喜树碱具有优异的抑制昆虫生长发育活性, 其诱导昆虫细胞凋亡的作用方式和机制尚不明确, 极大地限制了喜树碱在植物保护领域的应用开发。本研究以1 μmol/L喜树碱诱导草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda Sf9细胞呈现细胞皱缩、微绒毛消失和染色质边集等典型细胞凋亡早期超微结构形态特征, 中期凋亡小体逐渐出现并急剧增多, DNA电泳分析可见清晰DNA片段化凋亡特征。流式细胞术分析表明1 μmol/L喜树碱诱导Sf9细胞12 h凋亡率达到最大值39.67%, 是对照的13.13倍, 随后减小。喜树碱诱导Sf9细胞凋亡在12 h和24 h 时Sf caspase-1分别出现两个活性高峰, 表明其作为效应因子在细胞凋亡级联反应过程中具有影响作用。喜树碱显著抑制Sf9细胞拓扑异构酶Ⅰ活性, 阻断解旋负超螺旋pBR322 DNA, 导致DNA损伤进而启动细胞凋亡级联反应使Sf caspase-1活性增加, 提示其信号转导过程是细胞凋亡诱导机制之一。本研究通过分析喜树碱的诱导昆虫Sf9细胞凋亡, 对揭示喜树碱诱导昆虫细胞凋亡的作用机制具有重要启示和帮助。