飞蝗孔道蛋白Snsl在表皮脂质运输及屏障功能中的关键作用

本研究针对昆虫表皮脂质运输机制不明的问题，通过RNA干扰技术沉默飞蝗（Locusta migratoria）的孔道蛋白基因LmSnsl，揭示了其对脂质运输、孔道结构完整性及表皮屏障功能的关键作用。研究发现，LmSnsl缺失导致脂质沉积异常、孔道变形，并显著增加杀虫剂和病原体的易感性，为昆虫表皮屏障的分子机制提供了新见解。

　　

昆虫表皮是抵御外界环境威胁的第一道防线，其表面的脂质层对防止水分流失、阻挡病原体和杀虫剂渗透至关重要。然而，脂质如何从合成部位运输至表皮表面的分子机制尚不明确。飞蝗作为典型的农业害虫，其表皮屏障功能的研究不仅具有理论意义，还为开发新型害虫防控策略提供了潜在靶点。

山西大学的研究团队在《Insect Biochemistry and Molecular Biology》发表论文，首次在飞蝗中鉴定了孔道蛋白LmSnsl，并系统解析了其在脂质运输和表皮屏障构建中的功能。通过转录组分析、RNA干扰（RNAi）、脂质组学和超微结构观察等技术，研究发现LmSnsl特异性表达于体壁，且在蜕皮前高表达。沉默LmSnsl导致飞蝗蜕皮障碍甚至死亡，同时伴随表皮脂质减少、内部脂质堆积以及孔道结构变形。进一步实验表明，LmSnsl缺失会增强角质层对杀虫剂的渗透性，并促进病原真菌附着，证实其双重屏障功能。

关键实验方法
研究基于飞蝗转录组数据库筛选LmSnsl基因，通过qPCR分析其时空表达模式；利用RNAi沉默基因后观察表型；采用气相色谱-质谱（GC-MS）检测脂质组成变化；结合透射电镜（TEM）和Sudan black B染色分析孔道结构；通过杀虫剂渗透实验和病原体侵染实验评估屏障功能。

研究结果

1. LmSnsl的鉴定与表达特征
   生物信息学分析显示LmSnsl编码177个氨基酸的分泌蛋白，与果蝇Snsl同源性为41%。其在体壁高表达，蜕皮前表达峰值提示其参与新表皮形成。

2. LmSnsl缺失导致发育障碍
   RNAi沉默后，飞蝗因蜕皮失败死亡，表明LmSnsl为蜕皮必需基因。

3. 脂质运输与孔道结构异常
   沉默组表皮烃类（CHCs）减少50%，内部脂质堆积；TEM显示孔道管腔物质减少且结构扭曲，证实LmSnsl维持孔道完整性以运输脂质。

4. 屏障功能破坏
   dsLmSnsl若虫对杀虫剂（如拟除虫菊酯）的敏感性提高2倍，且更易被绿僵菌侵染，揭示脂质层对化学和生物屏障的双重作用。

结论与意义
该研究阐明LmSnsl通过维持孔道结构介导脂质运输，是飞蝗表皮屏障构建的核心分子。其功能保守性（如与果蝇Snsl相似）提示孔道蛋白在节肢动物中的普适性机制。成果不仅填补了昆虫脂质运输分子机制的空白，还为针对表皮屏障的害虫防控（如协同增效杀虫剂）提供了新思路。此外，LmSnsl介导的病原体防御途径可能启发新型抗感染策略。