磷脂酰肌醇3激酶与胰岛素抵抗

胰岛素(Insulin,INS)通过胰岛素信号转导途径发挥其促进合成代谢、稳定血糖的生理作用,磷脂酰肌醇-3激酶(phos-phatidylinositol-3-kinase,PI-3K)是胰岛素信号转导中的关键分子.PI-3K是由催化和调节亚基构成的异源二聚体.催化和调节亚基在数量上保持平衡,此平衡的紊乱可以改变PI-3K的活性.研究表明调节亚基p85α与胰岛素的敏感性成负相关,动物和人胰岛素抵抗(Insulin resistance,IR)发生调节亚基p85α的过度表达.     

磷脂酰肌醇—3激酶／蛋白激酶B信号系统

质膜民分磷脂酰肌醇被其３位激酶（ＰＩ３Ｋ）活化后,可以使蛋白激酶Ｂ（ＰＫＢ）由细胞浆定位于胞膜,继而被磷酸化激活。ＰＫＢ是原癌基因ａｋｔ的产物,具有丝／苏氨酸蛋白激酶活性,介导细胞代谢、生长、增殖等效应。ＰＩ３／ＰＫＢ系统是近年来发现的一个生长因子信号转导通路。     

褐飞虱过氧化物酶基因NlPOD1的克隆、鉴定及功能分析

【目的】探明褐飞虱Nilaparvata lugens过氧化物酶基因NlPOD1的分子特性、表达模式和生物学功能。【方法】基于褐飞虱转录组数据,利用PCR技术克隆获得NlPOD1基因全长cDNA序列;利用生物信息学手段分析其序列特征;通过qRT-PCR技术检测NlPOD1在褐飞虱不同发育时期(卵、1-5龄若虫和初羽化雌雄成虫)和5龄若虫不同组织(头部、脂肪体、血淋巴和肠道)中的表达水平,以及不同微生物(大肠杆菌Escherichia coli、金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus和金龟子绿僵菌Metarhizium anisopliae)（1×10⁷/mL）注射感染褐飞虱5龄若虫不同时间后的诱导表达模式;利用RNAi技术沉默褐飞虱 5 龄若虫NlPOD1基因,并通过生物测定分析NlPOD1基因沉默和接种金龟子绿僵菌(1×108/mL)后褐飞虱的存活率及致死中时(LT₅₀)。【结果】获得褐飞虱NlPOD1全长 cDNA 序列(GenBank登录号: MZ682107),其开放阅读框长2 049 bp,编码682个氨基酸,含有一个典型的动物亚铁血红素过氧化物酶结构域(An_peroxidasedomain),且N端包含一段由29个氨基酸残基组成的信号肽。系统发育分析表明,NlPOD1与半翅目其他昆虫的POD亲缘关系较近,其中与茶翅蝽Halyomorpha halys POD亲缘关系最近。发育表达谱结果表明,NlPOD1在褐飞虱不同发育阶段均有表达,其中卵期表达量最低,5龄若虫中表达量最高;组织表达谱结果表明,NlPOD1在褐飞虱5龄若虫不同组织中均有表达,且肠道和血淋巴中的表达量显著高于头部和脂肪体中的;微生物诱导表达模式表明,与注射PBS的对照组相比,大肠杆菌诱导48 h内各时间点NlPOD1在褐飞虱5龄若虫中的表达量显著上调,而在金黄色葡萄球菌和金龟子绿僵菌诱导下,NlPOD1表达量均呈现先上调后回稳的态势。RNAi分析结果显示,显微注射dsNlPOD1可显著抑制NlPOD1的表达水平。通过RNAi抑制NlPOD1表达后褐飞虱5龄若虫存活率不变,但注射dsNlPOD1联合金龟子绿僵菌感染对褐飞虱5龄若虫的LT₅₀(4.5 d)显著低于注射dsGFP联合金龟子绿僵菌感染的对照组的LT₅₀(5.4 d),说明沉默NlPOD1后褐飞虱对金龟子绿僵菌侵染的抵御能力显著降低。【结论】NlPOD1在褐飞虱病原防御过程中发挥重要作用,可作为开发RNAi和病原真菌联合介导的褐飞虱防治技术中的一个潜在靶标。     

磷脂酰肌醇3-激酶调控IL-18诱导的AP-1活化

Lipofectin介导反义磷脂酰肌醇3(IP3)-激酶寡核苷酸(ODN)转染HepG2细胞．用逆转录PCR法检测IP3-激酶mRNA表达水平,以Sandwich ELISA法检测AP-1的活化．结果表明a)反义IP3激酶ODN抑制IP3激酶mRNA表达;b)白介素-18(IL-18)诱导AP-1活化,AP-1的光密度值从基础水平的O．134±O．009上升至1. 704±0．019;c)反义IP3-激酶ODN呈时间 (5～24h)和剂量(1～8μg)依赖性地抑制IL-18诱导的AP-1活化,反义IP3-激酶ODN 2μg与细胞孵育8h的抑制作用最强,AP-1的光密度值从对照组的1．704±O．019下降到O.722±0．026,抑制丰达57．6％．上述结果表明,IP3-激酶调控白介素-18诱导的AP-1活化．     

蛋白激酶B及其在磷脂酰肌醇3-激酶介导的信号转导中的作用

蛋白激酶Ｂ（ＰＫＢ）是原癌基因ｃ－ａｋｔ的表达产物,它参与由生长因子激活的经磷脂磷肌醇３－激酶（ＰＩ３Ｋ）介导的信号转导过程。与许多蛋白激酶相似,ＰＫＢ分子具有一特殊的ＡＨ／ＰＨ结构域（ＡＨ／ＰＨｄｏｍａｉｎ）,后者能介导信号分子间的相互作用。ＰＫＢ是ＰＩ３Ｋ直接的靶蛋白。ＰＩ３Ｋ产生的脂类第二信使ＰＩ－３,４,Ｐ２和ＰＩ－３,４,５－Ｐ３等均能与ＰＫＢ和磷酸肌醇依赖性蛋白激酶（ＰＤＫ）的ＡＨ／Ｐ     

Met和Kr-h1基因在褐飞虱变态发育中的功能分析

【目的】保幼激素受体Methoprene-tolerant(Met)控制保幼激素信号传导途径中重要下游转录因子Krüppelhomolog 1(Kr-h1)的表达,调控昆虫的变态发育。本研究旨在探究褐飞虱Nilaparvata lugens Met基因与Kr-h1在褐飞虱变态发育中的功能。【方法】利用PCR技术扩增Nl Met基因的ORF序列。通过RNA干扰技术分别或同时沉默褐飞虱若虫的Nl Met和Nl Kr-h1基因,进一步研究其功能。【结果】克隆得到Nl Met,其开放阅读框包含1 185 bp,编码395个氨基酸,包括b HLH,PAS-A,PAS-B和PAC 4个结构域;其中PAS-B和PAC保守性较高,而b HLH和PAS-A保守性相对较低。采用RNA干扰技术沉默Nl Met和Nl Kr-h1基因后发现,单独对4龄若虫Nl Kr-h1基因干扰后,若虫阶段及初羽化雌虫和雄虫死亡率均显著上升(P0.05);对5龄若虫Nl Kr-h1基因干扰后只有若虫死亡率上升(P0.05),单独对Nl Met基因干扰后死亡率没有显著变化(P0.05);二者共同沉默后的死亡率同单独对Nl Kr-h1沉默时类似。此外,我们还发现单独对4龄若虫Nl Kr-h1干扰后在雌虫中出现了生殖器畸形,虽然Nl Met干扰并未出现生殖器发育畸形现象,但二者共同干扰后,在若虫、初羽化雌雄成虫中畸形比例均显著增加(P0.05)。【结论】Nl Met与下游转录因子Nl Kr-h1对褐飞虱变态发育起到重要作用,影响若虫到成虫的变态和外生殖器的发育。本研究有助于揭示Nl Met和Nl Kr-h1在昆虫变态发育中的重要作用。     

褐飞虱基因BphMIF1克隆及表达分析

【目的】克隆水稻重要害虫褐飞虱Nilaparvatalugens唾液蛋白基因BphMIF1,探析BphMIF1在响应褐飞虱取食过程中的表达谱。【方法】采用RT-PCR法克隆了褐飞虱唾液蛋白基因BphMIF1,测序后对序列进行生物信息学分析,使用实时荧光定量PCR(qPCR)对褐飞虱1-5龄若虫及成虫以及不同成虫虫体部位BphMIF1的表达量进行分析,同时对BphMIF1进行了原核表达分析。【结果】克隆得到BphMIF1基因,编码119个氨基酸。qPCR结果表明BphMIF1基因在若虫4龄期表达会迅速上调,在成虫的头、胸、腹均有表达,以腹部表达量最高。原核表达结果显示褐飞虱BphMIF1基因以0.5mmol?L-1的IPTG作为诱导浓度,诱导时间为4h表达效果较好。【结论】BphMIF1基因在褐飞虱成虫头、胸、腹部均有表达,在若虫不同发育历期其表达量有所差异且在4龄若虫时期表达量有显著上调。该结果可为BphMIF1在褐飞虱取食过程中的功能研究奠定基础。     

水稻OsLecRK1基因介导的抗褐飞虱功能分析

褐飞虱Nilaparvata lugens St(a)l是对水稻最具破坏性的害虫之一,OsLecRK1是水稻Bph3基因簇中对褐飞虱抗性贡献最大的基因.本文对RHTd(含Bph3)等材料进行了褐飞虱抗性评价,克隆并构建了OsLecRK1过量表达突变体水稻,利用该突变体分析了OsLecRK1基因对褐飞虱若虫存活率、若虫发育历期等生物学参数的影响.结果 表明,含Bph3基因水稻RHTd对褐飞虱的抗性明显地强于含Bph1基因水稻Mudgo和bph2基因水稻ASD7,RHTd水稻的褐飞虱受害指数仅为Mudgo和ASD7水稻的53.5％和24.1％.过量表达OsLecRK1基因能显著地增加水稻对褐飞虱的驱避性和抗生性,褐飞虱雌成虫偏好于在野生型水稻上产卵;突变体水稻上的褐飞虱若虫存活率显著地降低,仅为野生型水稻上若虫存活率的75.2％ ～81.8％,且若虫发育历期显著地延长,羽化率和初羽化雌成虫体重均显著地降低;此外,褐飞虱在突变体水稻上取食分泌的蜜露量只有野生型上的40.3％ ～ 60.9％,褐飞虱单雌产卵量只为野生型51％ ～61.2％,卵孵化率只有野生型的52.2％～56.7％,均显著地减少.结果 表明,含Bph3基因水稻RHTd对褐飞虱的抗性明显地高于分别含Bph1、bph2的水稻Mudgo和ASD7;水稻Bph3基因座的OsLecRK1单个基因过量表达即可显著增加水稻对褐飞虱的抗性,OsLecRK1协同影响褐飞虱的多个生物学参数降低褐飞虱的适合度.     

褐飞虱自噬相关基因NlATG13的表达与功能分析

【目的】自噬参与多种细胞生理过程,自噬相关蛋白ATG13是ATG1/13复合物的组成部分, 在启动自噬中发挥着重要作用。本研究旨在分析ATG13在褐飞虱Nilaparvata lugens中发挥的功能,评估其作为害虫防治靶标的潜力。【方法】基于褐飞虱转录组数据,利用RACE克隆褐飞虱NlATG13的cDNA全长序列;应用生物信息学技术分析NlATG13的核苷酸和氨基酸序列特征。利用RT-qPCR检测其在褐飞虱不同发育阶段(1-5龄若虫和雌雄成虫)和不同组织(5龄若虫头、胸、中肠和脂肪体以及刚羽化雌成虫的卵巢)中的表达模式。通过显微注射dsNlATG13至3龄若虫进行RNAi敲减NlATG13的表达,探究其对褐飞虱生存和中肠细胞自噬的影响;利用RT-qPCR检测RNAi 4 d时3龄若虫中糖原合成与代谢通路相关基因NlGSK3, NlGS和NlGP的表达量。【结果】克隆得到NlATG13的cDNA全长序列(GenBank登录号: MF805752),其开放阅读框长1 203 bp,编码一个含400个氨基酸的蛋白质(GenBank登录号: AWW05678.1)。系统发育分析表明,在纳入分析的物种中,NlATG13蛋白与半翅目温带臭虫Cimex lectularius和茶翅蝽Halyomorpha halys的ATG13蛋白进化关系较为接近。发育表达谱结果表明NlATG13在褐飞虱3和5龄若虫中的表达量显著高于在1-2龄若虫、雌成虫和雄成虫中的; 组织表达谱结果表明NlATG13在5龄若虫头部和脂肪体中的相对表达量较高,在胸部的表达量最低。RNAi结果显示,与dsGFP对照组相比dsNlATG13处理组中褐飞虱中肠细胞中存在明显的糖原颗粒积累,NlGS, NlGSK3和NlGP的表达量均无显著变化,组织ATP含量显著降低;褐飞虱的存活率显著降低,处理第10天时褐飞虱存活率下降到41.4%,而dsGFP对照组的存活率保持在85.6%的较高水平。【结论】 RNA干扰NlATG13基因对褐飞虱的生存和中肠细胞自噬具有显著的抑制效果,NlATG13基因具有作为褐飞虱防治靶标的潜力。     

褐飞虱肌动蛋白基因3′末端克隆与测序

应用锚定的3′RACE方法,对褐飞虱Nilaparvata lugens (Stal)肌动蛋白基因3′末端进行了扩增、克隆和测序, 并对所得到的5个cDNA片段的不译端的序列进行了比较。结果显示：BPH-A和BPH-D与其他序列不同;BPH-B、BPH-C和PBH-E三条片段的不译端的序列很相似,只是长度不同。另外,所得序列中所含翻译区的氨基酸序列高度保守,根据肌动蛋白基因结构特点可以推断BPH-A和BPH-D属肌肉特异型肌动蛋白基因,BPH-B、BPH-C和BPH-E属细胞质特异型肌动蛋白基因。     

幽门螺杆菌通过激活磷脂酰肌醇3-激酶信号来调节细胞迁移

目的幽门螺杆菌被认为是诱发胃癌的最强的风险因素。幽门螺旋杆菌的毒性成分是可以增加癌症危险的cag分泌系统,它可以使cagA和肽聚糖易位进入宿主细胞,进而激活信号转导通路。AKT是磷脂酰肌醇3。激酶（PI3K）的目的蛋白,并在胃癌中被激活,但PI3K-AKT和具有潜在致癌性的幽门螺旋杆菌诱导的细胞反应之间的关系尚不清楚。方法我们揭示了介导幽门螺旋杆菌刺激的AKT活化和胃上皮细胞的这些生物学结果之间的分子通路。结果幽门螺旋杆菌以Scr和表皮生长因子受体依赖性方式增加PI3K-AKT的信号,是幽门螺旋杆菌诱导的细胞迁移不可或缺的。结论这些结果表明,PI3K-AKT信号调节幽门螺旋杆菌诱发的病理生理反应,从而降低癌变门槛。     

磷脂酰肌醇3-激酶γ/δ与炎症相关疾病

磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)是一类脂质与蛋白激酶家族,其主要通过在磷脂酰肌醇的肌醇环三位进行磷酸化产生胞内重要的第二信使——磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸(phosphatidyl inositol 3,4,5-trisphosphate,PIP3)而发挥作用.磷脂酰肌醇3-激酶γ/δ(PI3Kγ/δ)是I类PI3K家族中的成员,其主要表达于免疫相关细胞中,这2种PI3K亚型参与先天性与获得性免疫应答.因此,PI3Kγ/PI3Kδ被视为因免疫反应调控异常导致的炎症疾病的治疗药物靶点.目前,利用特异性抑制剂靶向干预PI3Kγ和/或PI3Kδ,成为炎症相关疾病治疗的新策略.本文简介了PI3Kγ与PI3Kδ在不同类型免疫细胞中的功能;并就采用小分子特异性抑制剂,靶向抑制PI3Kγ和/或PI3Kδ在各类炎症相关疾病中的治疗作用和效果进行综述.     

褐飞虱V-ATPase d亚基基因的克隆与mRNA表达分析

液泡型H+-ATPase(V-ATPase)在昆虫生长发育过程中具有重要作用。本文通过RT-PCR获得褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)V-ATPase d亚基基因NlVHA-d的cDNA序列,并通过实时荧光定量PCR对NlVHA-d基因的表达进行了分析。结果表明,NlVHA-d基因编码349个氨基酸,不同昆虫V-ATPase d亚基高度保守。NlVHA-d基因在褐飞虱2龄若虫中表达量最高,雌虫表达量显著高于雄虫表达量。LD10和LD30三唑磷处理的羽化3 d短翅雄虫NlVHA-d基因相对表达倍数分别是丙酮处理的2.15和2.46倍。亚致死剂量三唑磷处理褐飞虱短翅雄虫NlVHA-d基因的表达上调可能与褐飞虱再猖獗相关。     

雷公藤对哮喘大鼠气道重构及磷脂酰肌醇3激酶表达的影响

目的:探讨雷公藤内酯醇对哮喘气道重构及磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)表达的影响。方法:将40只SD大鼠随机分为5组(n=8):A组(正常对照组);B组(哮喘4周组);C组(哮喘6周组);D组(给药4周组);E组(给药6周组)。测定气道反应性并观察气道壁嗜酸性粒细胞浸润;图像分析软件测定支气管壁厚度、支气管平滑肌厚度及支气管平滑肌细胞核数量;免疫组织化学染色、逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)检测PI3K蛋白及mRNA表达。结果:①B组、C组PI3Kp85α的蛋白及mRNA表达水平显著高于A组(P均<0.01),E组上述指标较B组、C组、D组均显著降低(P<0.01、P<0.01、P<0.05);②B组及C组支气管壁厚度、支气管壁平滑肌厚度、支气管壁平滑肌细胞核数量均较A组明显增加(P均<0.01),而E组上述指标较B组、C组、D组均显著降低(P均<0.01);③B组、C组的气道反应性均高于A组(P均<0.01),E组较B组、C组、D组均显著降低(P<0.01、P<0.01、P<0.05)。结论:气道平滑肌增生是气道重构的一个显著特征,PI3K可能在此起促进作用。雷公藤内酯醇可能通过下调PI3K的表达而减轻哮喘气道高反应性及抑制气道平滑肌增生,对哮喘气道重构有一定治疗作用。     

磷脂酰肌醇3激酶抑制剂LY294002对缺血缺氧心肌细胞的作用研究

目的:明确P13K/Akt信号通路在缺血缺氧心肌细胞损害中的作用。方法:建立心肌细胞缺血缺氧模型,施加磷脂酰肌醇3激酶抑制剂LY294002干预,观察心肌细胞活力、培养液中乳酸脱氢酶(LDH)含量及碘化丙啶(PI)染色阳性细胞比例的变化。结果:模拟缺血缺氧后细胞活力下降,LDH及PI染色阳性细胞比例显著增加。LY294002干预复合缺血缺氧后,细胞活力急剧下降,LDH含量及PI染色阳性细胞比例进一步显著增加(P<0.01)。结论:应用LY294002加重了缺血缺氧对心肌细胞的损伤效应,提示PI3K/Akt通路参与了缺血缺氧心肌细胞的内源性保护反应,减轻了缺血缺氧损害。     

胰岛素受体基因InR调控褐飞虱海藻糖代谢研究

在昆虫中已发现成熟的典型胰岛素信号通路,但是其调控海藻糖代谢途径的机制还未清晰。为探讨胰岛素受体基因在褐飞虱海藻糖代谢平衡及其发育的调控作用,本文采用RNAi技术抑制胰岛素受体(InR)基因的表达,测定处理后海藻糖、糖原和葡萄糖含量及海藻糖酶活变化,并检测InR、类胰岛素多肽(Ilp)、海藻糖代谢途径中关键基因的表达。研究结果表明dsRNA注射后能够显著抑制Ilp和InR基因的表达;InR1低表达后72 h能够显著抑制3种糖类物质的含量;InR表达抑制后72 h可溶性海藻糖酶活性上升,而膜结合型海藻糖酶活性下降;当InR表达受抑制后3个海藻糖酶和2个海藻糖合成酶基因的表达都显著下降。这些结果说明InR能够影响海藻糖等糖类物质的平衡。从而为将来通过调控昆虫血糖平衡来控制害虫提供理论依据。     

褐飞虱ABCB基因的克隆与表达分析

三磷酸腺苷结合盒转运蛋白(ATP-binding cassette,ABC)广泛分布于各种生物体中,是最大的膜蛋白家族之一。在昆虫中,ABC转运子不仅在分子转运过程中有重要的功能,同时在杀虫剂抗性、代谢和发育中都起到重要的作用。本研究克隆和鉴定了褐飞虱Nilaparvata lugens St l ABCB基因(NlABCB),结果表明NlABCB基因全长1468 bp,含有一个长度为459 bp的开放阅读框,编码153个氨基酸。利用定量PCR检测NlABCB基因在褐飞虱体内的表达,发现NlABCB转录本在褐飞虱的所有发育阶段都有表达,在1龄若虫中表达量最低,随着生长发育表达量逐渐升高。NlABCB在褐飞虱5龄若虫的中肠中表达量最高。研究发现该基因与褐飞虱的生理活动有关。构建NlABCB-dsRNA载体,转化大肠杆菌Escherichia coli HT115后,经IPTG诱导,形成NlABCB-dsRNA,喂养褐飞虱取食含NlABCB-dsRNA人工饲料,发现褐飞虱的存活率明显降低。因此该基因的克隆和功能鉴定,对于作物的抗虫育种,尤其对水稻害虫的生物防治将起到重要的促进作用。     

褐飞虱表皮蛋白基因NlICP的克隆及功能研究

表皮蛋白与几丁质结合构成抵御外界不良环境的昆虫角质层, 在昆虫的生长发育及蜕皮硬化中具有重要的作用。为了探讨表皮蛋白基因在褐飞虱Nilaparvata lugens生长发育中的功能, 本研究根据褐飞虱转录组测序信息, 对其中1个预测为编码表皮蛋白的Unigene36450序列进行了克隆, 并应用荧光定量PCR和RNA干扰（RNAi）技术分别对该基因的表达规律和功能进行了研究。结果表明： 克隆的 Unigene36450全长cDNA开放阅读框长585 bp, 编码的蛋白含194个氨基酸, 具有典型的表皮蛋白R&R保守结构域, 命名为NlICP。转录水平的时序表达分析发现, NlICP仅在褐飞虱若虫期表达, 且在3龄若虫体内表达量最高, 提示该基因编码的蛋白属于幼虫表皮蛋白。RNA干扰结果显示, 取食dsNlICP的1龄末2龄初（孵化后第3 天）若虫在干扰6 d和8 d时, NlICP基因的表达量分别较取食dsGFP的对照组下降58.8%和45.6%, 差异极显著(P<0.01); 干扰后部分褐飞虱若虫因蜕皮不完全死亡, 干扰5 d的存活率较对照下降26.7%。本研究结果提示, NlICP与褐飞虱若虫的生长发育及蜕皮相关, 可以作为褐飞虱防治的潜在靶标基因。     

IA型磷脂酰肌醇3-激酶与肿瘤的关系及其抑制剂分子机制研究进展

磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol-3 kinase,PI3K)是细胞内重要的信号分子,它具有调节细胞增殖、分化、代谢、凋亡等功能。PI3K的基因易发生突变和扩增,从而导致PI3K被激活,与肿瘤的形成和发展密切相关。IA型的PI3K及其下游的信号分子组成的通路参与调节肿瘤细胞的增殖、存活、黏附、迁移等活动。综述了IA型PI3K——PI3Kα、PI3Kβ和PI3Kδ与肿瘤发生、发展的关系,列举了20个具有代表性的IA型PI3K抑制剂,并讨论了它们的分子抑制机制。     

药用野生稻抗褐飞虱基因的RAPD标记研究

以药用野生稻1665(O.officinals)和栽培稻桂99远缘杂交的抗褐飞虱近等基因系B3F4分离群体为材料,利用随机引物对其抗褐飞虱基因进行了RAPD标记研究,获得3个与抗褐飞虱基因表现连锁的RAPD分子标记(S229703、S403783和S11591408)。采用MAPMAKER/EXP.Version 3.0分析,结果表明3个RAPD分子标记与抗褐飞虱基因属于同一连锁群,覆盖大小为18.1cm,标记间平均距离为4.53cm,为下一步水稻抗褐飞虱基因的精确定位和克隆奠定坚实的基础。