家蚕蛹变态期丝腺组织的退化与细胞凋亡特征

利用形态学观察方法、分子生物学检测方法以及20-羟基蜕皮酮(20-hydroxyecdysone)和放线菌酮(cycloheximide)体外培养方法, 研究了家蚕Bombyx mori 蛹变态期丝腺组织的退化与细胞凋亡特征。显微镜的观察显示家蚕丝腺的逐渐退化发生在吐丝期间。DNA梯度电泳的分析表明程序性细胞死亡(programmed cell death)可能伴随发生在丝腺的退化过程中。在离体培养条件下, 用20-羟基蜕皮酮处理5龄第6天幼虫的丝腺, 导致的细胞凋亡提前于对照, 提示在进入蛹变态期前, 20-羟基蜕皮酮提早激发了介导家蚕丝腺细胞凋亡与水解机制的遗传调控级联系统。上述结果表明, 20-羟基蜕皮酮能够诱导家蚕丝腺组织在蛹变态期发生程序性细胞死亡。     

昆虫细胞生长之调控机制的探讨

细胞生长调控机制的探讨是近年来发育生物学中一个十分热门的研究领域。生物体内之细胞是如何得知何时该生长及分裂?何时该停止生长?何时该死亡?对生物体来说至关重大。研究显示调控细胞生长之信息传递系统出现差错,将导致生长异常,从而产生组织细胞之异常增生而诱发癌症或产生其它重大疾病。而人类也只有在充分理解细胞生长之机制的基础上,我们才能了解癌症等重大疾病发生的细胞生物学基础。在探讨细胞生长调控机制的研究中,昆虫特别是果蝇Drosophilamelanogaster一直是一个十分理想的实验材料。文章介绍了如何从昆虫看细胞之生长调控机制。     

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。     

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。