冯启理、曹阳《Apoptosis》解析自噬与凋亡

　　

生物通报道  近日来自华南农业大学、华南师范大学、意大利伊苏布利亚大学、广东省农业科学院等机构的研究人员在国际权威期刊《Apoptosis》（IF:4.397）上联合发表了题为“Autophagy precedes apoptosis during the remodeling of silkworm larval midgut”的研究论文。

来自华南农业大学的曹阳教授、华南师范大学的冯启理教授以及意大利伊苏布利亚大学的Tettamanti G 博士为这篇文章的共同通讯作者。

细胞程序性死亡（PCD），包括细胞自噬（autophagy）和凋亡（apoptosis）是广泛存在于真核生物的生命现象，是近年来备受重视的研究领域之一。目前对自噬和凋亡机制参与哺乳动物、酵母和果蝇细胞的生长发育、分化及对环境应激的响应已经有较深入的认识，但对鳞翅目昆虫在变态发育进程中细胞自噬和凋亡的研究还非常欠缺。

从2004年开始，曹阳教授课题组便与Tettamanti G 博士课题组和冯启理教授课题组开展合作，对家蚕（Bombyx mori）变态期的幼虫中肠和丝腺细胞的自噬和凋亡进行了比较系统深入的研究。通过细胞生物学和分子生物学的大量证据，曾合作发表了多篇研究论文

在这篇文章中，研究人员通过充分的细胞生物学、免疫学和分子生物学试验证据揭示，在家蚕变态期的蜕皮激素（20E）诱导下，幼虫中肠组织退化的细胞自噬先于凋亡，前者启动于熟蚕期，活跃于吐丝和预蛹时期，用以提供停食的营养再利用，后者启动于化蛹初期，并持续于整个化蛹变态时期，是细胞死亡的主要执行者。

新研究为帮助研究人员更深入了解鳞翅目昆虫在变态发育进程中细胞自噬和凋亡的机制提供了重要的研究数据。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Autophagy precedes apoptosis during the remodeling of silkworm larval midgut

Although several features of apoptosis and autophagy have been reported in the larval organs of Lepidoptera during metamorphosis, solid experimental evidence for autophagy is still lacking. Moreover, the role of the two processes and the nature of their relationship are still cryptic. In this study, we perform a cellular, biochemical and molecular analysis of the degeneration process that occurs in the larval midgut of Bombyx mori during larval–adult transformation, with the aim to analyze autophagy and apoptosis in cells that die under physiological conditions. We demonstrate that larval midgut degradation is due to the concerted action of the two mechanisms, which occur at different times and have different functions. Autophagy is activated from the wandering stage and reaches a high level of activity during the spinning and prepupal stages, as demonstrated by specific autophagic markers. Our data show that the process of autophagy can recycle molecules from the degenerating cells and supply nutrients to the animal during the non-feeding period. Apoptosis intervenes later. In fact, although genes encoding caspases are transcribed at the end of the larval period, the activity of these proteases is not appreciable until the second day of spinning and apoptotic features are observable from prepupal phase. The abundance of apoptotic features during the pupal phase, when the majority of the cells die, indicates that apoptosis is actually responsible for cell death and for the disappearance of larval midgut cells.

作者简介：

曹阳

男，1958年4月1日生，四川省江油市人，华南农业大学动物科学学院蚕丝科学系工作，“昆虫分子生物学与生物技术实验室”和“共建华农-华桑生物工程产学研究实验室”负责人，教授，博士生导师。

专业研究方向：昆虫分子生物学与生物技术。

论文发表

以第1作者或通讯作者在《遗传学报》、《昆虫学报》、《中国环境科学》、《遗传》、《蚕业科学》等国内重要学术刊物上发表研究论文15篇以上。

近以通讯作者在国外有影响的学术刊物《Gene》和在国内核心刊物《昆虫学报》、《中国农业科学》、《Insect Science》、《蚕业科学》上发表论文20篇。

冯启理

华南师范大学生命科学学院教授，博士生导师。1995年在美国北卡罗莱纳州州立大学（North Carolina State University）获博士学位。1995-1999年分别在北卡罗莱纳州州立大学生物与农业工 程系和加拿大约克(York)大学生物系做博士后研究。1999年起任加拿大资源部林业服务部大湖林业研究中心(Great Lakes Forestry Centre, Canadian Forest Service, Natural Resources Canada) 研究员(Research Scientist)，并领导分子昆虫学实验室的研究工作。2005年至今任华南师范大学生命科学学院教授。现任中国昆虫学会生化与分子生物学专业委员会委员，中科院动物研究所农业虫鼠害综合治理国家重点实验室学术委员会委员，广东省生物化学与分子生物学学会常务理事。任美国《Archive of Insect Biochemistry and Physiology》、印度《Biopesticides International》、中国《昆虫学报》和《环境昆虫学报》编委。主要研究方向是昆虫变态发育分子生物学和昆虫中肠生理和分子生物学。在国际学术刊物Insect Biochemistry and Molecular Biology, Insect Molecular Biology等发表研究论文40多篇。