家蚕分子免疫研究进展
家蚕免疫应答信号通路的分子机制研究
家蚕免疫应答信号通路的分子机制研究家蚕作为我国养蚕业的重要代表之一，在我们国家的农业生产中扮演着重要的角色。
然而，受病菌和病毒的影响，家蚕的养蚕效率和产蚕量往往受到极大的影响。
病害防控问题亟待解决，因此研究家蚕免疫应答信号通路的分子机制对于推动我国养蚕事业的发展具有重要的意义。
一、家蚕免疫应答信号通路的研究现状病害是影响家蚕产业发展的重要因素之一，因此研究家蚕免疫应答信号通路的分子机制是当前家蚕研究的重要方向。
目前，研究表明家蚕的免疫应答通路主要包括Toll、JNK和Imd信号通路三种。
这些信号通路能够识别病原体和损伤信号，然后调控一系列的基因表达和细胞生理过程，进而引导家蚕对外部侵犯的抵抗。
针对家蚕免疫应答信号通路的研究，学者们开展了一系列研究工作。
例如，Kang等人通过家蚕全基因组测序数据，克隆了家蚕Toll信号通路中的MyD88基因，并对其进行了进一步的功能分析。
另外，Liu等人利用RNA干扰技术，分别对家蚕JNK和Imd信号通路的相关基因进行了敲除，结果发现这些基因对家蚕免疫应答有着不同的调控作用。
二、家蚕Toll信号通路的分子机制研究Toll信号通路是家蚕免疫应答中最古老也是最为重要的信号通路，它能够通过识别和结合外界侵犯因子如细菌、真菌、病毒等，启动一系列下游生理反应，以对抗外部侵害。
该信号通路包含许多关键因子，包括Toll样受体、MyD88、Tube、Pelle和Dorsal等。
其中，Toll样受体是信号通路中起始位置的关键结构，其作为识别特异性病原体的关键性质，决定了该信号通路的应答特异性。
目前研究显示家蚕中Toll信号通路同样起着重要功能。
其中，家蚕的MyD88则是Toll信号通路中最为重要的分子之一。
它能够响应特异性病原体的刺激，依次刺激Tube和Pelle，并将信号下传到核内的Dorsal。
Dorsal不仅可以激活一系列免疫相关基因，还能够调控家蚕免疫的特异性与强度。
三、家蚕JNK信号通路的分子机制研究JNK信号通路主要参与了家蚕细胞的凋亡、程序性细胞死亡以及发育的调控和细胞应对热休克等内外部刺激的途径。
家蚕免疫血清体外抑制神经母细胞瘤细胞生长和增殖
家蚕免疫血清体外抑制神经母细胞瘤细胞生长和增殖王梓任;陆天琳;徐曼;杨丽群【摘要】家蚕免疫系统在抵抗病原微生物时会产生一些具有免疫功能的小分子肤,有研究表明这些肽具有抗肿瘤活性.我们通过免疫诱导法,给家蚕注射了一定量的抗原诱导家蚕产生免疫血清.从家蚕体内收集免疫血清,稀释成不同浓度梯度处理神经母细胞瘤细胞系BE(2)C,并观察其对BE(2)C细胞的影响.通过显微镜观察发现免疫血清处理后肿瘤细胞出现了大面积死亡.经MTT方法检测分析后发现,家蚕免疫血清对肿瘤细胞生长有抑制作用.实验结果初步证实了经抗原诱导的家蚕免疫血清对神经母细胞瘤系BE(2)C的生长及增殖有抑制作用,推测家蚕免疫血清可能诱导了肿瘤细胞发生凋亡,为进一步解析其调控机制提供了有力的数据支撑,为开发家蚕新的经济用途奠定了良好基础.【期刊名称】《蚕学通讯》【年(卷),期】2015(035)004【总页数】6页(P1-6)【关键词】家蚕;血清;神经母细胞瘤;细胞增殖【作者】王梓任;陆天琳;徐曼;杨丽群【作者单位】西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室,重庆400716;西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室,重庆400716;西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室,重庆400716;西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室,重庆400716【正文语种】中文家蚕是鳞翅目昆虫的代表，在我国拥有悠久的饲养历史，同时家蚕作为一种新兴的模式生物，已经完成了家蚕全基因组图谱的测定。
家蚕免疫系统在受到刺激时可以合成抗菌肽[1]，抗菌肽除了拥有广谱抗菌活性外还具有抗肿瘤活性[2]。
现在发现的抗菌肽主要有天蚕素、双翅肽、攻击素、抗真菌肽和防卫素等。
现在的研究对家蚕抗菌肽抗肿瘤机理尚未解析清楚[3]，一般认为抗菌肽在水溶液中没有稳定构象，只有在接近细胞膜后才形成高级构象，并聚合形成离子通道，破坏细胞膜使细胞死亡[4]。
抗菌肽对肿瘤细胞有选择性杀伤，主要原因可能是正常细胞表面的胆固醇可以阻止抗菌肽形成高级构象，而癌细胞表面缺乏胆固醇[5]，抗菌肽可以形成高级构象并进一步聚合成离子通道破坏细胞。
bmbrc-z介导家蚕免疫反应中20e对抗菌肽基因的激活
摘要昆虫具有高效的先天性免疫系统以防御病原菌和寄生虫对自身的侵袭，体液免疫和细胞免疫为昆虫的两大免疫系统。
抗菌肽（antimicrobial peptides, AMPs）是昆虫体液免疫反应中的重要效应因子，对于防御外来微生物入侵发挥着重要作用，可以直接抑制入侵微生物的增殖甚至直接将其杀死。
已有的研究表明蜕皮激素20E（20-hydroxyecdysone, 20E）对昆虫的先天性免疫反应有重要调控作用，当昆虫遭到病原菌入侵时，其机体的20E通过Immune Deficiency (IMD)信号通路上调AMPs等免疫相关基因的表达。
但是，20E是怎样调控AMPs等免疫相关基因表达的分子机制仍不清楚。
本文对转录因子BmBrC-Z是否在家蚕体液免疫反应中介导了20E诱导抗菌肽基因表达进行了探究，结果证实了BmBrC-Z确实介导了20E 上调BmAMPs的表达。
主要结果如下：1、分别用大肠杆菌E. coli和黑胸败血芽孢杆菌B. bombyseptieus侵染家蚕五龄3天的幼虫，发现若在侵染前注射外源20E，家蚕的存活率显著升高，血液中菌落数量显著降低，表明蜕皮激素20E可以促进家蚕的免疫反应。
2、分别在体内和体外用20E诱导家蚕的脂肪体进行并检测7个BmAMPs基因的表达水平，发现20E上调BmAMPs基因的表达且不同基因之间差异显著，初步筛选出表达量最高的BmCeCE作为主要研究对象之一。
3、对11个BmAMPs基因启动子区域的转录因子结合位点进行预测，发现其中10个基因的启动子区域均存在BrC-Z元件，预测BmBrC-Z基因对BmAMPs基因具有调控作用；随后在BmNs细胞系中过表达BmBrC-Z基因并检测7个BmAMPs 基因的表达水平，选出表达量最高的两个基因BmLeB3和BmGlv2，与BmCeCE一同作为进一步转录探究的抗菌肽基因。
4、构建家蚕BmCeCE、BmGlv2和BmLeB3启动子的荧光报告载体并在BmNs 细胞系中用20E诱导，证实这3个BmAMPs基因的确受20E信号的上调，将BmLeB3启动子上的BrC-Z4调控元件突变后启动子活性显著降低且不再受20E调节，表明BrC-Z是20E诱导BmAMPs的重要调控元件。
家蚕先天性免疫的研究
（ 东省蚕 业技 术推 广 中心 。广州 ５ ４ ） 广 １６ ０ ０
摘 要 ：家蚕 是 重要 的模 式 昆 虫 ，其先 天性 免疫 系统 也是 免疫 学的 重要 组成部 分 。本 文概 述 了家蚕 先天 性 免疫模 式识 别 受体 、细胞免 疫和 体液 免疫 因子抗 茵 肽 、溶 茵 酶 、凝 集 素 、酚 氧化 酶和蛋 白酶 抑制 剂等在
第４ ６卷 第 ２期
２１年 ６ ０２ 月
广
东
蚕
业
Ｖｏ． ，Ｎｏ２ １ ４６ ．
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Ｄ Ｉ ０３ ６ ￣ｉ ｎ２ ９ － ２ ５２ １ ．２１ Ｏ ：１ ． ９ ．ｓ ． ５ １ ０ ． ２ ．１ ９ ｓ ０ ０ ０
家 蚕 先 天 性 免 疫 的研 究
抵御 病原 感 染方 面的相 关进展 。
关键 词 ：家蚕 ；先 天性免 疫 ；模 式识 别 受体 ；体 液免 疫 ；细胞免 疫
中图分类 号 ：￥ ８ ．＋ ８１ １ ２
文 献标识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：２ ９ — ２ ５２ １ ）２ １ ０ ０ ５ １ ０ （０ ２０ — 卜 ６
我 国栽桑养蚕的历史己有 五千多年 ，蚕桑文 化是我 国传统农耕文明的重要组成部分 ，是我 国 早期商 贸交流 的起源发端。尽管世界经济变革方 兴未艾 ，蚕桑产业等第 一产业在经济所 占的比例 逐年下 降 ，但蚕桑产业依然是我国广 大农 民脱贫 致 富 的支 柱 产 业 ，更 是 我 国在 世界 经 济 中少 有 的 优势产业 。据 （ 商务部办公厅农业部 办公厅关 于
强 于对 革 兰 阴性 菌 的抗 性 ，Ｃ ｃｏｉ ｅｒｐｎ的抗 菌活 性相 反 ［。Ｍｏｉｎ只在 家 蚕 血 细 胞 、脂 肪 体 及 马 氏管 １ ９ ］ ｒｉ ｃ
家蚕生殖系统发育与功能调控的分子基础研究
家蚕生殖系统发育与功能调控的分子基础研究作为我国重要的经济昆虫，家蚕的生长发育和繁殖能力直接关系到其产值和经济效益。
因此，研究家蚕生殖系统发育和功能调控的分子基础，对于提高生产效益具有重要的理论和实际意义。
家蚕的生殖系统包括性腺、生殖道及其相关内分泌调控系统。
在生殖系统的发育中，性腺发育是其中最为重要的过程之一。
从家蚕幼虫到成虫的过程中，性腺的形态和结构发生了巨大的变化。
随着虫龄的增加，幼虫期性腺一直处于不断地增长和分化状态。
到了蛹期，性腺停止增大，进入分化阶段。
在羽化后，性腺终止分化，进入完全成熟的状态，开始产生和释放生殖细胞。
在性腺的发育过程中，许多因子起着重要的调控作用。
早期研究表明，昆虫内分泌系统对于调控性腺发育和成熟具有重要作用。
随着分子生物学和遗传学的发展，研究家蚕性腺发育调控的分子基础也得到了深入探究。
首先，研究人员对家蚕雌性腺发育的全基因组转录谱进行了分析，并发现有大量的基因表达呈现出阶段性变化。
此外，他们还观察到了一个独特的动态转录调节系统，这个系统涉及了许多跨调节因子，从而协调了家蚕雌性腺发育的各个阶段。
其次，研究人员通过发掘家蚕雄性腺微小RNA数据，发现了一批在性腺发育过程中高度差异表达的微小RNA，包括miR-100/let-7/miR-125和miR-34家族成员。
经过功能实验验证，这些微小RNA能够影响家蚕性腺发育和成熟的关键过程。
此外，家蚕性腺成熟过程中，许多信号调节通路也扮演着重要角色。
例如，前列腺素信号通路通过调节钙离子水平而影响雌性腺成熟；Wnt信号通路则在雄性腺成熟过程中扮演着重要的角色。
近年来，研究人员还发现了许多调节家蚕生殖系统发育和功能的新分子。
例如，Ftz-f1基因能够通过激活不同的下游基因，调节家蚕雌性腺发育过程中的细胞增殖和凋亡。
另外，Kr-h1基因调控着雌虫时期卵巢发育的维持，并参与了雌蚕产卵的过程。
除了以上这些个别的因素，许多其他基因和通路也被发现，对于家蚕生殖系统的发育和功能调控起着重要作用。
家蚕关键品质性状分子解析及分子育种基础研究
工程名称：家蚕关键品质性状分子解析及分子育种根底研究首席科学家：夏庆友西南大学起止年限：依托部门：重庆市科委教育部一、关键科学问题及研究内容1．拟解决的关键科学问题根据国家蚕丝产业开展重大需求和蚕业科学开展长远需要，以“十一·五〞家蚕“973〞工程研究为根底，“十二·五〞期间紧紧围绕家蚕关键品质性状，重点解决如下两个关键科学问题：第一：家蚕关键品质性状形成的分子机理家蚕因食桑产丝，才可供人类利用，其关键品质性状主要有三：第一，丝蛋白合成与分泌机制。
丝蛋白的组成和结构特征，决定了蚕丝关键品质性状。
研究说明，家蚕丝的各种工艺性状，包括纤度〔茧丝直径〕、茧丝长度、净度〔茧丝外表结构〕、强伸力、抱合力以及解舒性能〔丝胶溶解性〕等，均受丝腺合成与分泌机制所调控；第二，发育变态与调控。
家蚕是典型的完全变态昆虫，现行蚕桑生产体系，无不是根据家蚕生长与变态发育特征来安排。
特别重要的是，家蚕生长与发育特征〔例如个体大小、蜕皮和化蛹时期、成虫孵化时期〕决定了蚕丝蛋白合成时期与合成量，整体上决定了家蚕的蚕丝生产特性；第三，对疾病的抵抗性。
家蚕经过数千年人工驯化，尽管获得了适合群居饲养和发育整齐等有利于生产的特性，同时也有大规模易受病原微生物感染的不利性状。
尽管蚕桑生产过程中的疾病防控受到高度重视，但每年蚕农因蚕感病造成的损失仍然高达25％，并且高居不下。
上述三个生理过程〔或性状〕，是家蚕诸多影响蚕丝产量和品质中最为关键且相互联系的因素，决定了蚕丝生产的整体水平与效益，是本工程将要解决的第一关键科学问题。
在前一个工程中，家蚕性别决定、丝蛋白合成、发育和免疫等四大性状是作为其中的一个课题来布局的，并翻开了关键的突破口。
本期工程把性别决定之外的三个性状上升为三个课题，同时布局家蚕干细胞与不同组织器官变态发育过程中的分子根底研究，因为干细胞与组织器官再生与家蚕丝腺发育、变态发育和免疫防御有着重要的密切关系。
西南大学家蚕基因重组研究取得新进展蚕宝宝首次吐出了人工合成蚕丝蛋白
４ ６ Βιβλιοθήκη 北方蚕 业 ２ ０ １ ５ ， ３ ６ （ １ ）
・ 行业探索 ・
西 南 大 学 家 蚕 基 因 重 组 研 究 取 得 新 进 展 蚕 宝 宝 首 次 吐 出 了人 工 合 成 蚕 丝 蛋 白
西南 大学 家蚕 基 因组生 物学 国家重 点实 验室 马三垣 等研 究人 员 ， 在教育 部长 江学者 特聘 教授 、 实 验 室 主任 夏庆友 教授 的带 领下 ， 通过 基 因组 编辑 ， 对 丝蛋 白进 行 了基 因重组 ， 让 家 蚕 吐 出 了人 工合 成 丝 蛋
加 入其 他小分 子 的人工 丝蛋 白， 做 面膜 其 吸水性加 强 ， 更有 利 于皮肤 吸收 营养 。
（ 资料 来 源 ： ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｗ ｗｗ． ｃ ｑ ｗｂ ． ｃ ｏ ｎ． ｒ ｃ ｎ ／ ｃ ｑ ｗｂ ／ ｈ ｔ ｍｌ ／ ２ ０ １ ４ －ｌ ｌ ／ ２ ０ ／ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ４ １ ４３ ６ ２ ．ｈ ｔ ｍ）
蛋 白提供 了可 能 。 比如 说桑 蚕丝 面料 的衣服 ， 由于桑 蚕丝 爱泛 黄 、 易皱 ， 衣 服款 式 、 花 色 比较 单 一 ， 通 过 对蚕 丝 纤维 的人 为改 良和重 新设 计 ， 以后桑 蚕丝 可能 会像 棉 质衣 服 一样 ， 既保 持 桑蚕 丝 的舒 适 感 ， 又 像 棉 衣一 样耐 穿 、 好 打理 。此外 ， 基 因重 组家 蚕吐 的蚕 丝主要 含有 丝胶 蛋 白 ， 是上 佳 的美 容 材料 ， 以后 通过
白。该研 究成 果 于 ２ ０ １ ４年 １ ０月 发 表 在 国 际期 刊 《 Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｉ ｆ ｉ ｃ Ｒ ｅ ｐ ｏ ｒ ｔ ｓ 》 上。
蚕体 约含 １ ６ ４ ２ ５ 个基 因， 其 中一 个基 因叫做 Ｆ ｉ ｂ —Ｈ 基 因 ， 它 是丝 蛋 白的最 主要 成 分 ， 是 几 千 年 以 来人 类 驯化 和利用 家蚕 的主要 靶标 。利 用锌 指核 酸酶 技术 ， 研 究 者在 家 蚕 的生 殖 细胞 中” 剪切” 掉 了其 中的 Ｆ ｉ ｂ —Ｈ 基 因 ， 接 下来将 事先 设计 好 、 与Ｆ ｉ ｂ —Ｈ 基 因类 似 的人 工 丝蛋 白基 因 ， 在显 微镜 下注 射到被 敲除 Ｆ ｉ ｂ — Ｈ 基 因的蚕 卵体 内 。被 注入 人 工合 成 蛋 白后 ， 蚕卵 的部分 基 因就会 发 生 改 变 。基 因编 辑 成
家蚕分子生物学研究进展
家蚕分子生物学研究进展陈克平，徐家萍，姚勤(江苏大学生命科学研究院，中国江苏镇江212013)摘要:近年来，应用Rt1PD技术，通过构建近等基因系的方法，已筛选出家蚕性别、杭性等连锁的分子标记.日本已成功地构建了家蚕28个连锁群的Rt1PD分子连锁图，并有7个连锁群和经典的遗传图相对应.我国也公布了Rt1PD和AFLP分子连锁图，由于密度不够出现28个以上的连锁群;家蚕生物反应器研究和开发已近20年历史，表达了数百种外源基因，由于表达量不高及产物分离纯化难度和成本问题，至今未能进入产业化。
家蚕转基因有过比较好的尝试，改进转基因技术提高外源基因的整合率是今后主攻方向.关键词:家蚕;分子标记;连锁图;生物反应器;转基因蚕中图分类号:096文献标识码:A文章编号:100 7847( 2003) 03- 0208-06家蚕作为遗传材料的研究历来与果蝇并驾齐E农业动物中处于领先地位.在孟德尔定律被确认后第二年，Cotagne G于1902年发表了《家蚕遗传的实验研究》一文，可谓是家蚕实传学的先驱;1919年田中义磨所著的《蚕的遗传学讲话》一书，奠定了家蚕遗传学基础.经过80余年中、外蚕业学者的努力，家蚕已记载性状440多个，其中200多个性状基因已定位.到1992年为止，家蚕28条染色体上已找到了标记基因，绘出了经典的连锁遗传图.1990年，Goldsmith等首先提出了国际蚕分子育种计划(InternationalSilkwormProje)川，从而引导家蚕分子生物学取得了长足的进展.近年来在家蚕分子标记、起源与进化、转基因蚕、生物反应器、基因组计划等领域成绩斐然，使古老的蚕丝学研究进入一个崭新的时代。
1.家蚕分子标记的类型及连锁图1. 1家蚕分子标记1. 1. 1 RFLP (Restriction Fragment Length Pollmorphism)标记RFLP即限制性片段长度多态性，这是家蚕基因组的研究中首先采用的分子标记ikuchi等用RFLP技术分析了家蚕丝素基因的上游调控区，发现丝素重链基因与丝素轻链基因的上游调控区有很大的相似性.Pinyar。
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家蚕分子免疫研究进展高贵田1,陈克平13,姚勤1,王永杰1,2 (1.江苏大学生命科学研究院,江苏镇江212013;2.安徽省农业科学院水产研究所,安徽合肥230031)摘要 家蚕是继果蝇、按蚊之后第3个完成全基因组测序的模式昆虫,其分子免疫研究进展很快。
综述了家蚕先天免疫模式识别受体、家蚕抗微生物多肽等方面的研究进展。
关键词 家蚕;分子免疫;研究进展中图分类号 S881.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2006)03-0508-02 家蚕是鳞翅目昆虫,有其独特的免疫系统和免疫机制。
可分为先天免疫和后天免疫、细胞免疫和体液免疫。
细胞免疫是巨噬细胞吞噬、消化外来异物,与高等动物基本相同,而体液免疫则不同于高等动物,主要区别在于昆虫无T和B淋巴细胞,无免疫球蛋白及完整的补体系统,缺乏特异的抗原—抗体反应,而是以抗菌肽、抗病毒因子、凝集素、溶菌酶及蛋白酶抑剂等多种活性因子,配合多种功能的血细胞以建立一个开放的完整的防御体系[1]。
家蚕体内有两类特殊体液免疫因子(hum oral immunity factors)以杀灭或抑制外来异物。
一类是正常虫内本身存在的先天性因子,如凝集素(lectin)、原酚氧化酶(proph oloxidase)等;另一类是经人工或自然诱导后产生的后天性免疫因子,如抗微生物多肽(antim i2 crobial peptide)。
家蚕是继果蝇、按蚊之后第3个完成全基因组测序的模式昆虫,其分子免疫研究进展很快。
笔者主要对家蚕先天免疫模式识别受体、家蚕抗微生物多肽及基因克隆的研究进展进行了综述。
1 家蚕先天免疫模式识别受体家蚕遭受微生物感染后可引起多种细胞和体液免疫反应的激活,从微生物侵袭到最终清除病原一般要经过4个步骤:首先是识别外来异物,称为感染的非己识别;随后,引发了激活丝氨酸蛋白酶和解除丝氨酸蛋白酶抑制剂的细胞外级联反应,从而将受到感染的信号放大为更强的“危险”信号或解除错误警报,这个过程称为信号的调整和放大;然后引发信号转导途径而导致目的基因的转录活性[2],产生免疫应答。
感染的非己识别对于缺少适应性免疫的无脊椎动物更为重要。
现在已证实这种“非己”识别是因为存在某些特异性的、可溶的或与细胞膜结合的模式识别受体(PRR S),也称为模式识别蛋白(PRP S)或模式识别分子(PR M S),可以识别或结合那些微生物表面保守的、而在宿主中又不存在的病原相关分子模式,如G-细菌的脂多糖(LPS)、G+细菌的肽聚糖(PG N)、脂磷壁酸(T LA)以及真菌的甘露聚糖(manana)。
天然免疫识别这些受体后,通过激活存在于血淋巴的蛋白酶和利用免疫反应组织的细胞内信号转导途径而引起免疫反应[3]。
PRR S还可以作为促进吞噬的调理素,也可以是凝集、黑化或其他蛋白质修饰级联反应等免疫过程的起始因子。
基金项目 国家自然科学基金项目(30370773);江苏大学高级人才基金项目(1291180009)。
作者简介 高贵田(1964-),男,陕西岚皋人,在读博士,高级农艺师,从事分子遗传与育种研究。
3通讯作者,博士生导师,研究员,E2m ail:kpchen@。
收稿日期 2005209228Christophides等[4]将在果蝇和按蚊中发现的PRR S分为6种类型:肽聚糖识别蛋白,含硫酯键蛋白,革兰阴性菌结合蛋白,清除受体,C2型凝集素和硫依赖型凝集素。
而Hultmark[5]将T oll受体也归为PRR S。
1.1 家蚕肽聚糖识别蛋白(PG RP S) 1996年,Y oshida等在家蚕的血淋巴中发现了第1个肽聚糖识别蛋白,具有PG RP 结构域,在激活免疫反应中起着重要的和多样性的作用,包括黑化级联反应、吞噬作用和产生抗革兰氏阳性菌和阴性菌物质的信号转导途径[6]。
在果蝇、按蚊、家蚕和人类中,短型肽聚糖识别蛋白基因都很相似,PG RP结构域紧接在典型的信号肽之后,成熟蛋白只有1个PG RP结构域。
1.2 家蚕革兰氏阴性菌结合蛋白(G N BP S) G N BP与脂多糖(LPS)和β21,3葡聚糖有很高的亲和性,但对肽聚糖和β21, 4葡聚糖和几丁质没有亲和性。
2000年,K im Y S等在经细菌诱导的家蚕中发现了家蚕的革兰氏阴性菌结合蛋白。
果蝇的G N BP21具有可溶的和细胞膜糖基磷脂酰肌糖锚定的2种形式,在对细菌LPS反应的先天免疫信号转导中起重要作用[7]。
蚕蛾和按蚊的G N BP基因在免疫诱导中为上调,而果蝇的基因在特定的发育阶段是组成性表达。
2 家蚕抗微生物多肽研究表明,昆虫的免疫应答主要体现在3个方面,即体液免疫产生抗微生物蛋白、细胞免疫吞噬或包埋外源微生物,以及酚氧化酶反应在伤口或外源物周围堆集黑色素[8]。
体液免疫产生抗微生物多肽是目前研究的热点之一。
昆虫抗微生物多肽是指当其受到外界微生物等异物刺激时,诱发血淋巴(脂肪体)快速合成的一类小分子肽,是其分子免疫的效应物。
具有热稳定性强、强碱性、抗菌谱广的特点,既可以抗革兰氏阳性菌,也可以抗革兰氏阴性菌,尤其对耐药性菌株有明显抑杀作用,对病毒、原虫及癌细胞也有作用[9]。
近10年间,陆续新发现鉴定了10多种主要对丝状真菌和酵母具有抗性的昆虫多肽,同时由原已发现的一些昆虫抗菌肽中,最近又不断鉴定到它们有的还兼有抗真菌的活性。
迄今为止,已报道的昆虫抗微生物肽有200多种,涉及鳞翅目、双翅目、鞘翅目、半翅目、等翅目和膜翅目共6个目的昆虫[10]。
根据结构及功能的不同,可分为4类:第1类是天蚕素类(ce2 cropins),由鳞翅目和双翅目昆虫产生;第2类是昆虫防御素(insectdefensins),主要杀死革兰氏阳性菌,但不伤害红细胞;第3类是富含脯氨酸(Pro)的抗菌肽(proline richantibacteri alpeptides),已在双翅目、膜翅目、半翅目、鞘翅目计8种昆虫中分离获得,但尚未在鳞翅目中发现,主要抑制革兰氏阴性安徽农业科学,Journal of Anhui Agri.Sci.2006,34(3):508-509,521 责任编辑 金琼琼 责任校对 金琼琼菌,对革兰氏阳性菌无作用,且尚不清楚其抗菌作用的分子机制;第4类是分子量大于8～30kDa、富含甘氨酸(G ly)的抗菌肽(glycin richantibacteri alpeptides),仅对部分革兰氏阴性菌表现出抑菌作用[11],也有抗G+细菌的,它的分子量较大,难以人工合成,至今对其结构与作用机理尚了解甚少。
2.1 家蚕抗微生物多肽的种类、结构及生物活性2.1.1 家蚕C ecropinA和C ecropinB。
昆虫天蚕素(C ecropin)最先由S teiner等于1981年从细菌注射处理的惜古比天蚕滞育蛹中分离获得,现已从7种昆虫、猪肠和牛肾上腺中分离获得21种天蚕素,共有4类,即天蚕素A、B、C、D。
氨基酸的序列及结构已明确。
一般含有31～39个氨基酸残基,缺乏半胱氨酸,C-端酰胺化。
具强碱性的N2端,C2端具长疏水链。
含有2个α螺旋,螺旋间Ala2G ly2Pro交链,其中N2端的α螺旋具两亲性,C2端的α螺旋则相当疏水。
等电点为8.9～9.5, 100℃加热仍保持一定的活性,不易被胰蛋白酶、胃蛋白酶水解。
天蚕素类的抗菌谱包括革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌。
1986年屈贤铭等[12]经聚肌苷酸诱导从中国家蚕浙农1号×苏12号的蛹中分离到1种抗菌肽C MI V;1987年张双全等[13,14]测定了C MI V的1级结构,C MI V具有C ecropinB的典型结构,含有35个氨基酸残基,不含甲硫氨酸,C2端为酰胺; 1995年郭玉梅等[15]、1997张双全等[16]分别研究了其抗菌性能,发现C MI V具有较广泛的抗菌、抗病毒和杀死某些肿瘤细胞的能力。
1990年M orishima[17]等从日本家蚕中分离得到C ecropinA和B,并测定了氨基酸序列。
最近发现了新疆家蚕抗菌肽(C ecropin2X J),2004年刘忠渊等[18]研究了C ecropin2X J的特性,发现C ecropin2X J属于杀菌力最强的天蚕素2B类(C ecropinB),其所编码的抗菌肽蛋白前体有63个氨基酸,其中成熟蛋白为37个氨基酸,前导肽为26个氨基酸,不含半胱氨酸、不具二硫桥;第8位的苯丙氨酸,又有别于其他的抗菌肽,产生有别于其他抗菌肽的特性,甚至有更高的活性。
抗菌肽是一小分子肽,具有热稳定性,可以耐受100℃的高温达4h[19],而C ecropin2X J在加热煮沸8 h后,抗菌活性仍未变化,表明C ecropin2X J具有极强的热稳定性。
C ecropin2X J对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有不同程度的抗性,对革兰氏阳性菌的抗性大于革兰氏阴性菌,其中对金黄色葡萄球菌的抗菌作用最强,对大肠杆菌和化脓杆菌的抗菌作用稍弱。
Y amakawa和H ara等[20～22]研究家蚕血淋巴抗金黄色葡萄球菌的抗菌活性时分离到一种新型的抗菌肽(M oricin)[23]。
M oricin含有42个氨基酸残基,等电点为12.0,比天蚕素(pl: 8.2～9.6)高,呈强碱性。
M oricin分子具有2个特征性结构:一是在其N2端,带电荷的氨基酸间隔3～4个氨基酸残基,显示包含两亲性α螺旋的抗菌蛋白的特征性结构;二是碱性氨基酸残基云集于C2端。
M oricin对革兰氏阴性菌和阳性菌具有抗菌活性,且对革兰氏阳性菌较天蚕素B(B.m ori的一种主要抗菌肽)具有更高的抗菌活性,它使B.m ori具有抗革兰氏阳性菌活性。
2.1.2 家蚕樗蚕素(Attacin)。
1984年,K ocknm等自免疫惜古比天蚕蛾血淋巴中分离获得樗蚕素(attacin)。
1991年, Arlss onA从天蚕中分离出6种attacin,其中4种呈碱性,2种呈中性或微酸性。
现今获得的4种樗蚕素氨基酸序列已明确,这类抗菌肽富含甘氨酸,不含或含少量半胱氨酸,不能形成分子内二硫键,氨基酸残基上不具修饰基团,通常在N端有1个富含脯氨酸(Pro)的P结构域,C端有1个富含甘氨酸(G ly)的G结构域,P和G2种结构域的存在可能与其广谱抗菌作用有关。
分子质量大于20kDa,有特定的抗G2细菌谱,能干扰抑制细菌膜外层质膜蛋白合成。
1995年,Sugiyama等在家蚕中分离获得了樗蚕素,并构建了编码樗蚕素前体蛋白cDNA。
现今获得的4种樗蚕素氨基酸序列已明确,其中惜古比天蚕蛾酸性和碱性樗蚕素序列间同源性高达80%,它们与家蚕樗蚕素相似性为70%;果蝇樗蚕素与前3种樗蚕素相似性仅约30%,而与麻蝇毒素(sarco2 toins)间相似性却达33%[24]。