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赵小凡教授团队在Autophagy发表研究成果揭示组织蛋白酶D的双重功能在昆虫变态发育的组织重塑中的作用及调控机制
作者:巩晶   时间:2020-05-18   点击数:

组织蛋白酶D(cathepsin D,CTSD/CathD/CATD)是一种溶酶体天冬氨酸蛋白酶,在溶酶体中消化废弃的蛋白质以维持细胞的健康状态,CTSD在不同的生理和病理条件下还具有促凋亡和促增殖的双重功能,即以成熟形式(m-CTSD)进入胞浆,引起细胞凋亡,以酶原形式(pro-CTSD)分泌到细胞外,促进细胞增殖。因此,CTSD的表达、成熟和分泌是决定其促凋亡或促增殖功能的关键,但是其调控机制却不清楚。全变态昆虫在从幼虫变为成虫的变态发育过程中,在蜕皮激素(20E)调控下发生幼虫组织凋亡和成虫组织增殖的组织重塑过程,并且不同的组织及细胞有不同的命运,其分子机制也不清楚。

赵小凡教授团队近期在Autophagy发表了题为《自噬激发组织蛋白酶D成熟和细胞内定位促进细胞凋亡》的文章,利用重大农业害虫棉铃虫为研究模型,阐明了昆虫变态发育过程中蜕皮激素促进CTSD表达、成熟和分泌的分子机制及其在昆虫变态发育的组织重塑中的作用。

研究者揭示了第233位的天冬酰胺(N233)的糖基化决定了CTSD酶原(pro-CTSD)的分泌,蜕皮激素促进CTSD的表达,并通过自噬诱导CTSD的成熟,使其滞留在幼虫中肠细胞内,促进凋亡蛋白酶Caspase-3活化,从而促进幼虫中肠凋亡。蛹表皮中的酶原发生糖基化(G-pro-CTSD),释放到血淋巴中,促进成虫脂肪体的DNA内复制和细胞增殖。该研究揭示了CTSD表达、成熟和分泌的分子机制、自噬与凋亡的关系及转化机制、以及昆虫变态发育的组织重塑中不同组织细胞命运的分子机制,对于研发调控CTSD双重功能促进细胞凋亡或增殖的策略提供了理论参考,为害虫控制提供了靶标基因,具有重要的理论意义和实践价值。

新葡萄京娱乐场手机版在读博士生邸宇琴为该论文的第一作者,赵小凡教授为通讯作者,新葡萄京娱乐场手机版官网为署名单位。该研究得到国家自然科学基金重点项目资助。

图示.20E调控CTSD表达、成熟、分泌的分子机制及其在昆虫变态发育中对组织重塑的作用。

赵小凡教授课题组以重大农业害虫棉铃虫为材料,长期研究蜕皮激素调控昆虫变态发育的分子机制,获得国家自然科学基金重点项目的系列资助,研究揭示了蜕皮激素调控昆虫变态发育的分子机理,为害虫控治提供了理论知识和靶标基因,成果发表在Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, Autophagy,Development,PloSGenetics, Journal ofBiological Chemistry等国际知名期刊上。

原文链接:https://doi.org/10.1080/15548627.2020.1752497


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