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Insects 广州大学刘吉升团队：与BmToll9-1类似，BmToll9-2是家蚕免疫反应的正反馈调节因子

2025-2-13 15:29

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文章导读

先天免疫 (Innate immunity) 是昆虫唯一的免疫系统。当病原体入侵时，昆虫通过Toll和IMD通路介导抗菌肽的合成与分泌，从而抵御病原体。在Toll信号转导通路中，Toll基因起到连接细胞内外的信号转导作用。以往对昆虫Toll基因的研究主要集中在其参与免疫响应和生长发育上，而对其参与下游通路调节的关注相对较少。当前生物学研究的热点之一是先天免疫中基因的分子调节机制。

广州大学生命科学学院刘吉升副教授团队基于以上科学问题，在 Insects 期刊上发表了题为“Similar to BmToll9-1, BmToll9-2 is a positive regulator of the humoral immune response in the silkworm Bombyx mori”的文章。本文以模式生物家蚕为研究对象，研究了BmToll9-2基因对家蚕生长发育和Toll通路下游基因的调节作用。

研究过程与结果

1.研究对象

家蚕全基因组信息清晰，研究方法相对成熟，是重要的模式生物。目前，家蚕是昆虫先天免疫研究的主要研究对象。本文探究了BmToll9-2基因在先天免疫Toll通路中的调节作用。

2.研究方法

通过RNA干扰技术进行BmToll9-2的基因沉默，利用qRT-PCR检测RNA干扰后的Toll通路信号基因和抗菌肽基因，并进行抗菌活性的检测；对RNA干扰的家蚕幼虫进行细菌的侵染，并检测Toll通路信号基因和抗菌肽基因的变化，阐明BmToll9-2基因对Toll通路下游基因的调节作用。

3.研究结论

结论1 BmToll9-2基因正反馈调节Toll通路

对BmToll9-2基因进行RNA干扰后，检测Toll通路下游信号基因的表达情况。除了BmCactus和BmPellino外，BmMyD88、BmTube、BmPelle、BmRel、BmTollip-d、BmTollip-v、BmTRAF2和BmECSIT均显著下调 (图1)。这表明BmToll9-2基因对Toll通路下游信号基因起正反馈调节作用。

图1 BmToll9-2基因的RNA干扰对下游信号基因表达的影响

结论2 BmToll9-2基因正反馈调节免疫效应

对BmToll9-2基因进行RNA干扰后，大多数抗菌肽基因的表达显著下调 (图2)，被干扰的幼虫血淋巴对大肠杆菌的抗菌活性显著下降 (图3)。这表明BmToll9-2基因与抗菌肽的产生呈正相关。

图2 BmToll9-2基因的RNA干扰对效应基因表达的影响

图3 BmToll9-2基因的RNA干扰对血淋巴体抗菌活性的影响

结论3 BmToll9-2基因更容易被革兰氏阴性菌激活

我们先前的研究表明，细菌侵染可诱导RNA干扰后的BmToll9-2基因的上调表达，且革兰氏阴性菌大肠杆菌的诱导效果更明显。同样地，细菌侵染也可诱导BmToll9-2基因被RNA干扰后的Toll通路下游信号基因 (图4) 和抗菌肽基因 (图5) 的上调表达，且革兰氏阴性菌大肠杆菌的诱导效果更强。这表明革兰氏阴性菌对BmToll9-2基因的激活效果比革兰氏阳性菌更好。