细胞凋亡是半胱天冬酶参与的复杂过程

自从发现线虫 (Ｃａｅｎｏｒｈａｂｄｉｔｉｓｅｌｅｇａｎ)的ＣＥＤ蛋白与哺乳动物的白介素 1 β转换酶(ＩＣＥ)有相似作用以来[1] ,已有 1 3种半胱天冬酶家族成员先后被发现或克隆[2 ] (表 1 )。半胱天冬酶 (ｃａｓｐａｓｅ)分为启动型和执行型 ,前者接受死亡信号、启动凋亡或激活下游的分子 ,后者则降解细胞骨架、蛋白质、核酸等。半胱天冬酶如何启动和实施凋亡、受哪些因素调节等问题是近年来研究的热点。凋亡是由多种因素引起、多分子参与的复杂过程 ,本文就其目前的研究进展作一简要报道。表 1　现已发现十三种半胱天冬酶 ( 1998)1 .…     

半胱天冬酶（caspase）

半胱天冬酶是ＩＣＥ／ＣＥＤ－３蛋白酶家族的总称,在细胞凋亡中起着关键的作用,迄今已鉴定的人类半胱天冬梅共有１１种,其底物可分为４类,半胱天冬酶的激活机制已初见端倪,有非自然抑制剂和自然抑制剂,抑制半胱天冬酶活性作为神经变性疾病的治疗途径已开始探索。     

细胞焦亡:一种与炎症相关的细胞死亡

细胞焦亡是一种促炎症性和溶解性的细胞模式死亡,它是依赖半胱天冬酶-1(caspase-1)的激活所引起的一系列反应,最终作用于细胞,产生一种介于凋亡和坏死之间的细胞死亡。机体通过触发细胞焦亡而起到保护机体免受外界感染的作用,其中炎症小体激活半胱天冬酶-1(caspase-1)对于细胞焦亡的诱导起着重要的作用。本文主要介绍细胞焦亡及其被诱发的分子机制新进展,及与临床贴近的最新进展。     

亡的执行者——半胱天冬酶在疾病防治中的应用前景

近年来,研究人员逐渐认识到,一类被称为Ｃａｓｐａｓｅ（ｃｙｓｔｅｉｎｃｏｎｔａｉｎｉｎｇａｓｐａｒｔａｔｅｓｐｅｃｉｆｉｃｐｒｏｔｅａｓｅ,半胱天冬酶）的蛋白酶在细胞的凋亡过程中起了重要作用。半胱天冬酶是一类对天冬氨酸特异的半胱氨酸蛋白酶,在其活...     

PKCδ在细胞凋亡中的作用

PKCδ是nPKC家族成员,参与细胞凋亡调控,其激活机制与特异性位点的磷酸化和半胱天冬酶3(caspase-3)的剪切密切联系.PKCδ激活后可通过多种途径介导细胞凋亡:激活多种蛋白激酶级联启动细胞凋亡信号,转位至线粒体诱导细胞色素C等凋亡因子的释放,核转位启动核内凋亡通路诱导细胞凋亡.本文综述了PKCδ的分子结构、激活机制以及调控细胞凋亡的最新研究进展.     

细胞调亡是半胱天冬酶参与的复杂过程

自从发现线虫(Caenorhabditis elegan)的CED蛋白与哺乳动物的白介素-1β转换酶(ICE)有相似作用以来[1],已有13种半胱天冬酶家族成员先后被发现或克隆[2](表1).半胱天冬酶(caspase)分为启动型和执行型,前者接受死亡信号、启动凋亡或激活下游的分子,后者则降解细胞骨架、蛋白质、核酸等.     

胱天蛋白酶-9

在哺乳动物细胞凋亡的过程中 ,需要一系列的半胱氨酰天冬氨酸特异性蛋白酶 (ｃｙｓ ｔｅｉｎｙｌａｓｐａｒｔａｔｅｓｐｅｃｉｆｉｃｐｒｏｔｅａｓｅ) ,简称胱天蛋白酶 (ｃａｓｐａｓｅ)。目前胱天蛋白酶家族中已有1 3个成员 ,根据其氨基端前域的不同 ,分为启动酶和执行酶。启动酶能通过其前域与信号分子结合 ,引起执行酶的活化 ,导致凋亡。胱天蛋白酶的激活途径 ,目前认为有两条 :其一是由细胞表面Ｆａｓ和ＴＮＦ等介导胱天蛋白酶 8活化 ,并依次活化下游分子胱天蛋白酶 3、6、7等 ;其二是由Ｃｙｔ ｃ/Ａｐａｆ 1 /胱天蛋白酶 9/胱天蛋白…     

炎性小体中ASC斑点形成机理及调控机制北大核心CSCD

在一系列微生物感染及内外源性刺激物的作用下,细胞质中多种蛋白复合物组装成炎性小体,其主要功能是活化半胱天冬酶-1,引起一系列促炎细胞因子的分泌和半胱天冬酶-1依赖性的细胞死亡。凋亡相关斑点样蛋白(ASC)是炎性小体中连接胞浆内受体和半胱天冬酶-1的接头蛋白,在炎性小体活化中ASC聚集成大分子的二聚体,被称为ASC斑点(ASC-speck)。ASC斑点的形成对半胱天冬酶-1的活化至关重要,调控ASC斑点的形成是炎性小体相关疾病的治疗和预防的新途径。本文从ASC斑点形成的分子机理,以及磷酸化、泛素化和去泛素化、离子通道等方面,对近年来ASC斑点的调控机制相关的研究进展进行综合评述,总结了ASC斑点的形成机理及主要调控机制,最后结合作者相关研究成果和观点对该领域的研究前景进行了展望。     

Nature:挑战常规! 半胱天冬酶-12并不作为炎性体的负调节物

正炎性体(inflammasome)是细胞内的一类多蛋白复合物,在炎性反应中发挥着至关重要的作用。炎性体包括半胱天冬酶-1(caspase 1)、PYCARD和NALP,有时也包括半胱天冬酶-5(caspase 5,也被称作半胱天冬酶-11或ICH-3)。它是在骨髓细胞(myeloid cell)中产生的,也是先天性免疫系统的一个组分。炎性体的确切组成依赖于启动炎性体组装的激活物,如双链RNA和     

SeMNPV抑制HaSNPV诱导的Se-UCR细胞凋亡

在采用共感染和共转染的方法构建扩大杀虫范围的重组病毒的研究过程中发现棉铃虫单核衣壳核多角体病毒(Helicoverpa armigera single nucleocapsid nucleopolyhedrovirus, HaSNPV)能诱导甜菜夜蛾细胞Se-UCR发生典型凋亡,但不能诱导另一株甜菜夜蛾细胞Se-301产生凋亡.以5 MOI的HaSNPV感染Se-UCR,在12h左右可以观测到少量细胞凋亡,24h能观察到明显的凋亡,凋亡细胞数量随时间不断增加,到72h基本上所有的细胞均发生凋亡,成为凋亡小体,基因组DNA片段化.同时发现HaSNPV诱导的甜菜夜蛾Se-UCR细胞凋亡能够被甜菜夜蛾多核衣壳核多角体病毒(Spodoptera exigua multicapsid nucleoplyhedrovirus, SeMNPV)所抑制, 进一步点杂交试验发现SeMNPV 和HaSNPV共同感染Se-UCR获得了HaSNPV在该细胞中的复制.     

溴氰虫酰胺亚致死剂量对甜菜夜蛾生长发育及体内解毒酶活性的影响

【目的】探讨溴氰虫酰胺对甜菜夜蛾 Spodoptera exigua (Hübner)的亚致死效应,为甜菜夜蛾的综合防治和溴氰虫酰胺的合理使用提供理论依据。【方法】采用饲料混毒法,测定溴氰虫酰胺对甜菜夜蛾3龄幼虫的毒力,确定其亚致死剂量（LC₁₀和LC₂₅）,并分别用该亚致死剂量处理甜菜夜蛾3龄幼虫,研究其对甜菜夜蛾的生长发育和体内3种解毒酶活性的影响。【结果】以LC₁₀ 和LC₂₅剂量处理甜菜夜蛾3龄幼虫后,幼虫生长受到显著抑制,虫重抑制率分别为11.55%和27.68%;LC₁₀和LC₂₅处理组3龄幼虫到化蛹天数分别比对照组延长0.07和0.20 d;化蛹率显著低于对照组（80.93%）,分别为63.89%和49.43%;成虫寿命显著缩短1.11 d和2.08 d;单雌产卵量和卵孵化率也低于对照组。亚致死剂量溴氰虫酰胺处理甜菜夜蛾幼虫后24-96 h,羧酸酯酶活性和谷胱甘肽-S转移酶活性表现出相似的变化趋势,呈先激活升高、后被抑制降低;而多功能氧化酶活性在药剂处理48 h和72 h均受到不同程度的抑制作用,这种抑制作用与浓度成正比。【结论】亚致死剂量的溴氰虫酰胺对甜菜夜蛾的生长发育有显著抑制作用,对其幼虫体内解毒酶活性也有不同程度的抑制作用。     

甜菜夜蛾肽聚糖识别蛋白基因SePGRP-SA的克隆及功能鉴定

【目的】本研究旨在阐明甜菜夜蛾Spodoptera exigua幼虫体内肽聚糖识别蛋白(peptidoglycan recognition protein, PGRP)在响应苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis(Bt)感染过程中的功能。【方法】利用PCR方法扩增甜菜夜蛾幼虫肽聚糖识别蛋白基因SePGRP-SA全长cDNA;采用qRT-PCR分析SePGRP-SA在甜菜夜蛾不同发育阶段(卵、1-5龄幼虫、预蛹和蛹)及4龄幼虫不同组织(中肠、马氏管、围食膜、脂肪体、血淋巴和表皮)中的表达。通过RNAi技术沉默SePGRP-SA基因72 h后,qRT-PCR检测SePGRP-SA沉默效率及甜菜夜蛾4龄幼虫中肠抗菌肽相关基因(Ceropin, Attacin和Defensin)和细菌载量的变化。RNAi沉默SePGRP-SA 24 h后,以苏云金芽胞杆菌菌株Bt-GS57饲喂甜菜夜蛾4龄幼虫0, 24, 48, 72, 96和120 h,计算幼虫校正死亡率;饲喂甜菜夜蛾4龄幼虫Bt-GS57后0, 24, 48和72 h,利用qRT-PCR检测中肠SePGRP-SA, Ceropin, Attacin和Defensin的相对表达量。【结果】克隆获得甜菜夜蛾SePGRP-SA全长DNA(GenBank登录号：MW265930),开放阅读框长576 bp,编码191个氨基酸,其编码蛋白的预测分子量为21.59 kD。序列分析结果表明,SePGRP-SA具有典型的PGRP和Ami2保守结构域,信号肽为19个氨基酸,为分泌型蛋白;系统进化分析发现,SePGRP-SA与斜纹夜蛾Spodoptera litura的SlPGRP亲缘关系最近,氨基酸序列一致性达91.1%。发育表达谱结果表明SePGRP-SA在甜菜夜蛾4和5龄幼虫、预蛹和蛹中高表达;组织表达谱结果表明,SePGRP-SA在4龄幼虫各组织中均表达,其中以血淋巴中表达量最高。与注射dsEGFP(对照)相比,注射dsSePGRP-SA的甜菜夜蛾4龄幼虫在72 h时中肠SePGRP-SA基因表达量下调了95.26%,Cecropin, Attacin和Defensin表达量显著下调,中肠细菌载量显著升高。注射dsEGFP和dsSePGRP-SA的甜菜夜蛾4龄幼虫饲喂Bt-GS57,72 h时幼虫校正死亡率分别为50.00%和73.33%,表明幼虫对Bt-GS57的敏感性明显增加。甜菜夜蛾4龄幼虫取食Bt-GS57后,中肠SePGRP-SA, Cecropin, Attacin和Defensin表达量在48 h均显著增加,72 h时降低。【结论】Bt侵染能够引起甜菜夜蛾SePGRP SA基因激活抗菌肽相关基因Cecropin, Attacin和Defensin的表达。     

乙基多杀菌素对草地贪夜蛾幼虫的毒力及对其解毒酶和乙酰胆碱酯酶活性的影响

【目的】为了研究乙基多杀菌素对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda幼虫的毒力及作用机制。【方法】以氯虫苯甲酰胺为对照,采用表面涂抹法测定了乙基多杀菌素对草地贪夜蛾2, 3和4龄幼虫的LC₅₀和LC₉₀。采用酶联免疫吸附法(ELISA),测定不同浓度乙基多杀菌素(0.127, 0.183, 0.250, 0.400和0.572 mg/L)处理48 h后草地贪夜蛾3龄幼虫体内多功能氧化酶(MFO)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)、羧酸酯酶(CarE)以及乙酰胆碱酯酶(AchE)的活性。【结果】与氯虫苯甲酰胺相比,乙基多杀菌素对草地贪夜蛾幼虫具有更高的毒力,处理48 h后对2, 3和4龄幼虫的LC₅₀值分别为0.21, 0.34和0.59 mg/L, LC₉₀值分别为0.59, 0.75和2.01 mg/L。经过乙基多杀菌素处理后,草地贪夜蛾3龄幼虫体内MFO和AchE活性均表现随着浓度的增加而显著增加,二者均在0.572 mg/L处理时活性最高,分别为52.23和23.98 U/mg p...     

胞质型肽聚糖识别蛋白RfPGRP-L2在维持红棕象甲肠道菌群稳态中的作用

【目的】明确入侵害虫红棕象甲Rhynchophorus ferrugineus胞质型肽聚糖识别蛋白RfPGRP-L2在肠道菌群稳态的维持和调控过程中的作用,将为靶向破坏肠道菌群稳态的害虫控制新策略研发提供新的科学依据和作用靶标。【方法】利用生物信息学方法分析RfPGRP-L2的序列特征。利用RT-qPCR分析RfPGRP-L2在健康红棕象甲4龄幼虫不同组织(头、脂肪体、表皮、前肠、中-/后肠、血淋巴)以及大肠杆菌Escherichia coli DH5α和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus经注射（注射1 μL OD₆₀₀=1.6的菌液）和喂食（取食涂抹1 mL OD₆₀₀=1.6的菌液的甘蔗薄片）两种不同方式分别感染后红棕象甲4龄幼虫肠道和脂肪体中的表达量;进行RfPGRP-L2原核表达,利用体外孵育方法检测重组蛋白RfPGRP-L2对大肠杆菌DH5α和金黄色葡萄球菌的凝集和抑菌活性;RNAi干扰RfPGRP-L2后,检测红棕象甲4龄幼虫血淋巴和肠道中大肠杆菌菌落数的变化;利用RT-qPCR分析RNAi干扰RfPGRP-L2后红棕象甲4龄幼虫脂肪体和肠道中抗菌肽基因表达量的变化;利用基于细菌16S rRNA的高通量测序分析RNAi干扰RfPGRP-L2对健康红棕象甲4龄幼虫肠道菌群结构组成的影响。【结果】SMART预测发现红棕象甲RfPGRP-L2基因编码的蛋白中无跨膜结构域也无信号肽,这表明RfPGRP-L2是一种胞质型肽聚糖识别蛋白。RT-qPCR检测发现,RfPGRP-L2主要在健康红棕象甲4龄幼虫血淋巴、肠道和脂肪体等免疫组织中表达;被注射感染大肠杆菌和金黄色葡萄球菌6 h和12 h后,红棕象甲4龄幼虫脂肪体中RfPGRP-L2的表达量分别显著上调;被喂食感染大肠杆菌6 h后,红棕象甲4龄幼虫肠道中RfPGRP-L2的表达量显著增加。重组表达蛋白RfPGRP-L2能引起大肠杆菌和金黄色葡萄球菌发生凝集反应,这说明RfPGRP-L2能够识别这两种细菌。当RfPGRP-L2被干扰后,红棕象甲4龄幼虫对肠道和血淋巴中感染EGFP标记的大肠杆菌的清除能力显著弱于对照组;肠道中抗菌肽基因RfCecropin的表达量显著降低;健康红棕象甲4龄幼虫肠道中细菌的菌落数量显著高于对照组,而且肠道菌群结构组成也发生了明显的变化。【结论】红棕象甲体内胞质型肽聚糖识别蛋白RfPGRP-L2能够通过识别细菌并激活肠上皮细胞中相应的免疫信号通路促进抗菌肽基因的表达,从而介导对肠道菌群稳态的调控。     

环丙氨嗪对鸡粪中亮斑扁角水虻生长的影响及添加活性炭对环丙氨嗪的解毒作用

【目的】研究环丙氨嗪对鸡粪中亮斑扁角水虻Hermetia illucens幼虫生长发育的影响及添加活性炭对环丙氨嗪的解毒作用。【方法】使用含不同浓度(0, 0.1, 0.25, 0.5, 1, 2.5, 5, 10和15 mg/kg)环丙氨嗪的鸡粪分别饲养3, 4和5龄亮斑扁角水虻幼虫,统计幼虫的生长发育(体重和死亡率)变化;在鸡粪中添加不同浓度(0, 10, 30, 50, 100和150 g/kg)活性炭饲养亮斑扁角水虻3龄幼虫,测定活性炭对其生长发育的影响以及对环丙氨嗪的解毒作用。【结果】在用含一定浓度环丙氨嗪的鸡粪饲养后,亮斑扁角水虻3, 4和5龄幼虫均表现出体节伸长,停止进食,直至死亡。鸡粪中环丙氨嗪对亮斑扁角水虻3, 4和5龄幼虫的致死中浓度(medium lethal concentration, LC₅₀)值分别为0.18, 1.39和6.45 mg/kg。在鸡粪中添加量为30～100 g/kg的活性炭可以显著促进亮斑扁角水虻3龄幼虫的生长发育,并且能够解除环丙氨嗪对3龄幼虫的毒性,95%有效剂量(95%effective dose, ED     

草地贪夜蛾幼虫对常用杀虫剂相对敏感基线的建立

[目的]本研究旨在建立草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda对常用杀虫剂的相对敏感基线,为我国草地贪夜蛾的抗药性系统性监测提供依据.[方法]从玉米田采集草地贪夜蛾在室内不接触任何杀虫剂连续饲养5～7代,采用浸叶法和点滴法测定了草地贪夜蛾3龄幼虫以及采用饲料药膜法测定了草地贪夜蛾2龄幼虫对6大类共7种常用杀...     

氯虫苯甲酰胺诱导甜菜夜蛾细胞色素P450基因上调表达

【目的】明确氯虫苯甲酰胺对甜菜夜蛾Spodoptera exigua (Hübner)细胞色素P450基因的诱导表达作用。【方法】采用O-脱乙基香豆素法研究了低剂量氯虫苯甲酰胺处理对甜菜夜蛾幼虫中肠P450s酶活性的影响,应用Real-time PCR方法测定了其对P450基因(CYP9A9, CYP4G37,CYP4S11和CYP6B)和NADPH细胞色素P450还原酶基因(HQ852049)表达的影响。【结果】氯虫苯甲酰胺对甜菜夜蛾P450酶及相关基因的诱导作用均表现出时间效应和剂量效应,。甜菜夜蛾4龄幼虫取食0.02 mg/kg氯虫苯甲酰胺饲料至5龄, 在蜕皮后6-36 h内, 其P450s酶活性增加为对照组的1.90~2.92倍, 诱导效应高于0.01 mg/kg氯虫苯甲酰胺处理组（其P450s酶活性为对照组的1.11~1.62倍）。同时, 0.02 mg/kg氯虫苯甲酰胺处理组甜菜夜蛾中肠P450基因CYP9A9, CYP4G37和CYP6B mRNA的相对表达量分别上升为对照组的1.97~3.95, 2.46~4.29及1.53~4.48倍, NADPH细胞色素P450还原酶基因 HQ852049 的相对表达量亦增加为对照的1.85~4.08倍。【结论】结果提示,氯虫苯甲酰胺可能通过诱导3种P450基因及细胞色素P450还原酶基因 HQ852049 基因mRNA的上调表达而增强了甜菜夜蛾幼虫中肠P450s酶活性。     

氰氟虫腙对草地贪夜蛾的毒力与田间防效

【目的】本研究旨在明确氰氟虫腙对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda幼虫的毒力水平和田间防治效果,为科学使用氰氟虫腙防治草地贪夜蛾提供参考依据。【方法】采用饲料混毒法在室内测定了氰氟虫腙与4种常用杀虫剂甲维盐、氯虫苯甲酰胺、虱螨脲和茚虫威对草地贪夜蛾3和6龄幼虫的致死中浓度(LC₅₀)及LC₉₀值,以及LC₉₀浓度的这些杀虫剂对3龄幼虫的致死中时(medium lethal time, LT₅₀)值。采用人工喷雾方法测定了玉米田中22%氰氟虫腙悬浮剂(6.6 g/667 m²)、22%氰氟虫腙悬浮剂(17.6 g/667 m²)、5.7%甲维盐水分散剂(1 g/667 m²)和150 g/L茚虫威悬浮剂(2 g/667 m²)对草地贪夜蛾幼虫的防效。【结果】室内生测结果显示,供试的5种杀虫剂中氰氟虫腙对草地贪夜蛾3和6龄幼虫均具有较高的毒力,其LC₅₀值分别为2.64和4.3...     

核受体因子FTZ-F1在斜纹夜蛾响应虫螨腈及辛硫磷胁迫中的作用机制

【目的】本研究旨在揭示昆虫蜕皮激素信号通路上的关键核受体因子FTZ-F1在斜纹夜蛾Spodoptera litura响应虫螨腈和辛硫磷胁迫中的作用机制。【方法】使用生物信息学方法鉴定斜纹夜蛾FTZ-F1基因,并进行序列比对及系统发育树构建;将LC₃₀浓度辛硫磷和虫螨腈浸叶处理的桑叶分别喂食斜纹夜蛾3龄幼虫,并分别收集取食药叶后1, 12, 24, 36和48 h时存活的幼虫,使用qRT-PCR技术检测幼虫体内SlFTZ-F1的表达水平;使用RNAi技术沉默SlFTZ-F1基因,并使用qRT-PCR技术检测注射dsRNA后SlFTZ-F1的表达水平;将LC₃₀浓度虫螨腈和辛硫磷浸叶处理的桑叶分别喂食沉默了SlFTZ-F1的斜纹夜蛾3龄幼虫,喂食后24和48 h统计斜纹夜蛾幼虫死亡率;选取8个斜纹夜蛾谷胱甘肽S-转移酶(SlGST)基因,使用qRT-PCR技术检测沉默了SlFTZ-F1基因的斜纹夜蛾幼虫这些SlGST基因的表达水平。【结果】斜纹夜蛾SlFTZ-F1开放阅读框长1 665 bp,编码555个氨基酸,等电点为6.39,理论分子量61.77 kD,SlFTZ-F1具有DNA结合域、FTZ-F1 box及配体结合域;系统发育分析表明,SlFTZ-F1与草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的SfFTZ-F1聚为一个亚分支。与ddH₂O处理的对照相比,LC₃₀浓度虫螨腈处理后1, 24和36 h以及LC₃₀浓度辛硫磷处理后24和36 h,斜纹夜蛾3龄幼虫SlFTZ-F1的表达量均显著上调。与注射dsGFP的对照组相比,斜纹夜蛾幼虫在注射dsSlFTZ-F1后48 h SlFTZ-F1基因的表达量显著下降;分别将LC₃₀浓度虫螨腈和辛硫磷处理的桑叶喂食沉默了SlFTZ-F1的斜纹夜蛾3龄幼虫,48 h时与对照组相比斜纹夜蛾幼虫死亡率分别显著升高22%和28%;沉默SlFTZ-F1的斜纹夜蛾幼虫8个SlGST基因的表达量均显著下降。【结论】虫螨腈及辛硫磷显著诱导斜纹夜蛾幼虫SlFTZ-F1基因表达,沉默SlFTZ-F1后斜纹夜蛾幼虫对虫螨腈和辛硫磷的敏感性显著升高,解毒酶SlGST基因的表达受到显著抑制,说明发育相关的转录因子FTZ-F1在斜纹夜蛾响应常用杀虫剂胁迫中发挥了重要作用。     

Mdogg1基因参与家蝇体内氧化还原平衡的维持

[目的]本研究旨在克隆鉴定家蝇Musca domestica中8-羟基鸟嘌吟糖苷酶1(8-hydroxyguanine glycosylase 1,OGG1)编码基因Mdogg1,明确其是否参与家蝇氧化应激调控.[方法]根据家蝇转录组数据,利用RT-PCR克隆Mdogg1基因cDNA序列,并进行生物信息学分析;利用qR...