氨基酸饑餓誘導的斜紋夜蛾細胞程序性死亡的研究.pdf

1、在微生物與宿主細胞的相互作用過程中，細胞程序性死亡(Programmed CellDeath，PCD)是宿主一種重要的防御手段，了解宿主細胞的程序性死亡類型及其分子機制在應用微生物防治害蟲等研究中具有重要的意義。程序性細胞死亡的類型除了經典的細胞凋亡(Apoptosis)外，近年細胞自噬程序性死亡(Autophagic cell death)的研究也頗受關注。此外，還有人提出了類凋亡(Paraptosis)、有絲分裂災變(Mitotic

2、catastrophe)等新的細胞程序性死亡類型。
　　 在先前的實驗中，我們發(fā)現采用放線菌來源的雷帕霉素模擬氨基酸饑餓處理兩種鱗翅目昆蟲細胞，細胞死亡的實驗結果差別很大。處理的家蠶離體細胞(Bmn-e細胞)在12h后就能觀察到明顯的細胞自噬和細胞凋亡現象；而饑餓處理斜紋夜蛾離體細胞SL則需要48h以上才能觀察到明顯的變化，而這種變化也與Bmn-e細胞顯著不同。這表明SL細胞可能對氨基酸饑餓處理有較強的耐受性，細胞程序性死亡的類

3、型與Bme細胞的相比，可能存在一些差異。
　　 為了深入探討氨基酸饑餓對SL細胞的影響，也為了避免雷帕霉素除抑制Tor激酶外對SL細胞可能的毒性影響，本實驗進一步采用直接剝奪氨基酸法處理SL細胞，應用活體染色、細胞化學、酶學分析、流式細胞術和DNA凝膠電泳等多種技術定性和初步定量研究了處理細胞的PCD類型，并試圖探尋SL細胞耐氨基酸饑餓可能的初步機制，為微生物防治害蟲理論的發(fā)展提供參考。實驗結果表明：饑餓早期，細胞內的溶酶體數量

4、增多，體積增大，線粒體數量減少，表明細胞的自噬水平開始顯著上升。電鏡觀察也表明：饑餓后，部分SL細胞內出現了大量的簇狀核糖體顆粒和較多的自噬溶酶體。72-96h，死亡細胞逐漸增多，96h后細胞的死亡率才達到45-55％。但是只有少數細胞出現染色質碎裂，凋亡小體數量較少，caspase-3的活性上升，但是遠低于放線菌素D誘導組，這表明細胞凋亡只是饑餓細胞發(fā)生的多種類型的程序性死亡方式之一。但是流式細胞術分析表明，在饑餓的后期，細胞膜上磷脂

5、酰絲氨酸外翻的細胞可達到38％，而caspase活性遠低于放線菌素D誘導的凋亡細胞，表明饑餓后期部分細胞具有類凋亡的特征。因此，在饑餓條件下，斜紋夜蛾細胞發(fā)生了細胞自噬、細胞凋亡和類凋亡等多種類型的細胞程序性死亡。
　　 在哺乳動物細胞凋亡過程中，細胞色素c(cytochrome c，cyto c)具有重要的作用，在昆蟲細胞凋亡過程中的作用則需要深入研究。本實驗室先前的學生在早期的研究中發(fā)現，病毒或紫外線誘導SL細胞凋亡的過程中

6、能夠檢測到cyto c的釋放，應用環(huán)孢菌素A阻礙線粒體外膜上通透性轉換孔的形成也可以抑制SL細胞的誘導性凋亡，馬心線粒體細胞色素c能夠誘導斜紋夜蛾無細胞體系的凋亡。本文進一步就cyto c對多種無細胞體系(哺乳動物細胞和昆蟲細胞)凋亡的誘導進行了初步的比較研究，結果表明馬心線粒體細胞色素c誘導哺乳動物細胞無細胞體系中caspase-3的活化的條件不同于昆蟲細胞無細胞體系活化所需的條件。
　　 上述這些實驗結果為昆蟲細胞程序性死亡