蜕皮激素通过上调自噬相关基因12的表达来促进中肠程序性细胞死亡

发布时间：2017-12-20 06:22

  本文关键词：蜕皮激素通过上调自噬相关基因12的表达来促进中肠程序性细胞死亡　出处：《山东大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：研究背景、存在的科学问题与研究意义昆虫要经历蜕皮(molting)和变态(metamorphosis)两个阶段才可以完成从幼虫向成虫的转变。在幼虫变态时期,昆虫的内部结构发生巨大变化,变化最为明显的就是中肠,表现为幼虫中肠的消失与成虫中肠的形成。幼虫中肠的消亡是由程序性细胞死亡(programmed cell death, PCD)介导的,PCD主要包括凋亡与自噬。蜕皮激素(20-Hydroxyecdysone,20E)对变态和PCD都有一定的促进作用。自噬是一个将自身废旧的细胞器如内质网、高尔基体以及一些细胞蛋白吞噬,并送往溶酶体,将其消化掉的过程,为自身代谢的需要以及某些细胞器的更新提供能量。细胞凋亡是指细胞在一定的情境下,受内部遗传机制的调控来自动结束生命的过程。细胞凋亡是机体为适应环境而做出的主动的行为,其过程涉及到一系列相关基因的激活、表达以及调控等的作用;它并不是病理条件下,对机体产生损伤的一种现象,是为更好地适应生存条件而自发进行的一种死亡过程。在棉铃虫中肠的组织重建过程中,自噬和凋亡均会发生。自噬的发生以及自噬体形成都依赖于一系列ATG蛋白及两个类泛素样蛋白偶联结合系统的相互协作才能顺利进行。ATG5与ATG12作为自噬膜延伸过程中的“核心”蛋白,为自噬体形成所必须。在昆虫的生长发育过程中,PCD对消化多余的细胞、增加受限细胞的数量及维持体内的动态平衡都是必不可少的。有研究表明在果蝇的生长发育过程中,已经有两种PCD被发现,一个是自噬,；另外一个是凋亡。有报道称在果蝇中肠PCD过程中是自噬在起决定作用,而在家蚕中的报道发现自噬早于凋亡的发生。本文主要研究自噬相关基因ATG12在棉铃虫中肠PCD过程中的功能,并在棉铃虫表皮细胞系上做进一步的验证,为害虫的防治提供靶标基因。研究结果以及结论我们以棉铃幼虫与表皮细胞系为实验对象,研究自噬相关蛋白ATG12在棉铃虫中肠变态发育过程中的作用及激素调控功能。得到以下实验结果：ATG12在棉铃虫表皮、中肠和脂肪体中均有表达,在6-72 h表达量上调持续至6-120 h,到蛹期表达量明显下降；20E上调ATG12的表达,并且促进与ATG5的结合；变态时期,ATG12在中肠中发挥着重要的作用,虫体上干扰掉ATG12,导致棉铃虫的化蛹时间延迟及中肠PCD的延缓；棉铃虫表皮细胞系上干扰掉ATG12,减弱了经20E诱导后的LC3-II的形成及caspase3、caspase5的片段化。基于上述研究,我们得出ATG12在自噬与凋亡中的作用及与20E之间的关系。20E能够上调ATG12的表达及ATG12与ATG5的结合,ATG12对棉铃虫中肠PCD是必须的,在棉铃虫中肠PCD过程中自噬与凋亡均有发生。论文的创新点及结论发现20E可以上调ATG12与ATG5的结合,ATG12在中肠的组织重建过程中发挥着至关重要的作用；在中肠PCD过程中自噬受阻,凋亡也会受到影响。这些结果对研究棉铃虫中肠的组织重建过程有一定的参考及借鉴作用。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：Q963

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本文编号：1311060