一种胰岛素样肽介导西花蓟马（Lygus hesperus）海藻糖代谢调控机制的发现及其在农业害虫防治中的意义

本研究发现西花蓟马（Lygus hesperus）中三种胰岛素样肽（LhILPs）通过调控海藻糖清除与糖原积累参与碳水化合物稳态。其中LhILP2敲除显著阻碍血淋巴海藻糖清除（6小时内无代谢），且头部结扎实验证实脑源性ILPs的核心作用。该研究首次揭示半翅目害虫胰岛素信号通路与能量代谢的关联，为开发靶向ILP的新型害虫防控策略提供理论依据。

　　

Highlight

Insect rearing

本研究使用源自美国农业部ARS干旱地区农业研究中心（亚利桑那州马里科帕）的西花蓟马（Lygus hesperus）种群。昆虫在28±2°C、60±5%相对湿度及16:8小时光暗周期下饲养，并提供水、绿豆（Phaseolus vulgaris L.）及人工饲料（Portilla等2011配方），所有饲料每2-3天更换一次。

Confirmation and characteristics of L. Hesperus ILPs

通过肽组学筛选此前已注释出三种ILP（Hull等2021）。本研究通过RT-PCR及Sanger测序确认了它们的开放阅读框（Genbank登录号：PV763575 LhILP1、PV763576 LhILP2、PV763577 LhILP3）。所有三种ILP均具有预测的N端信号肽（通过SignalP工具鉴定），表明其为胞外分泌蛋白。

Discussion

胰岛素信号在真核生物中具有多重保守功能，尤其是作为触发细胞摄取循环糖类的关键信号（Masumura等2000, Wu and Brown 2006）。然而，半翅目昆虫中胰岛素信号研究仍较薄弱。本研究表征了L. hesperus中三种与其它昆虫ILP结构相似的推定ILP（图1）。通过RNAi敲低单个ILP发现，LhILP2是清除血淋巴海藻糖和积累糖原所必需的，而LhILP3的作用可能通过与LhILP2的协同调控间接实现。头部结扎实验进一步证实脑源性ILP对糖代谢的调控作用，且该效应可通过外源胰岛素注射逆转。

Conclusion

本研究首次探索了L. hesperus中ILP的功能。三种ILP在结构上与其他昆虫的ILP或aIGF相似。结果表明至少一种LhILP参与调控循环糖类的储存与代谢，这与其它生物中ILP的功能一致（Defferrari等2016a, Chowanski等2021）。然而RNAi实验提示ILP表达存在协同调控机制，其具体功能仍需进一步探索。