生科院李斌教授團隊在《PLoS Genetics》上發(fā)表論文
近日，我校生科院李斌教授課題組首次鑒定了無脊椎動物甲狀旁腺激素類似受體與配體的功能。相關成果以“AnewneuropeptideinsectparathyroidhormoneiPTHin the red flour beetleTribolium castaneum”為題發(fā)表在《PLoS Genetics》上。李斌教授與美國Kansas State University的Yoonseong Park教授、法國University of Bordeaux的Jan A. Veenstra教授為論文共同通訊作者，生科院謝佳博士、桑明博士為共同第一作者。《PLoS Genetics》是生物學領域的經典期刊，其五年影響因子為6.283。
在脊椎動物中，甲狀旁腺激素PTH家族成員及其受體PTHRs的功能比較清楚，PTHRs在結合其內源性配體后被激活，經信號轉換機制，在細胞內產生“第二信使”，進而參與調節(jié)骨重建和鈣代謝等生理活動，但長期未在無脊椎動物發(fā)現(xiàn)其對應物。直到2013年由李斌教授課題組首次在無脊椎動物昆蟲赤擬谷盜、蜜蜂等昆蟲中發(fā)現(xiàn)其對應受體iPTHRs（已發(fā)論文：Comparative genomic analysis and evolution of family-B G protein-coupled receptors from six model insect species），之后也由日本科研工作者在其它昆蟲如褐飛虱中得到確證。然而，其配體卻一直未見報道，因此iPTHRs在昆蟲等無脊椎動物中仍是孤兒受體，在昆蟲中是否存在iPTHRs的內源性配體依舊是一個謎團；另外，昆蟲不具有腎臟和骨骼，僅有在功能上較為接近的脂肪體和外骨骼（表皮），該信號系統(tǒng)在昆蟲中的生物學的功能也有待進一步的挖掘和探究。
李斌教授課題組及其合作團隊通過廣泛收集比對信息和利用Blast建立數(shù)據(jù)庫搜索，篩選出在昆蟲中較為保守的一種神經肽PXXXamide，并利用GPCR受配體鑒定系統(tǒng)對PXXXamide與iPTHRs的關系進行鑒定，結果表明候選配體PXXXamide能顯著激活iPTHRs表達細胞中鈣離子關聯(lián)的熒光信號，證明了PXXXamide的確是iPTHRs的內源性配體，將其命名為iPTH。同時，李斌教授課題組還進一步明確了該信號系統(tǒng)在昆蟲中的生物學功能。利用免疫組織化學的方法對iPTH進行了不同發(fā)育時期的組織定位，發(fā)現(xiàn)其在晚期蛹、中樞神經系統(tǒng)、腸呈現(xiàn)高表達，并且該組織表達模式與受體iPTHRs的表達模式是一致的。RNA干擾技術則結果發(fā)現(xiàn)受體iPTHRs敲減后嚴重影響了赤擬谷盜正常的生長發(fā)育，并通過RNA-seq揭示該信號系統(tǒng)可能干擾了赤擬谷盜正常的蛻皮羽化以及表皮形成等重要生理學過程。
該研究首次在無脊椎動物中鑒定出iPTHRs的內源性配體，并對該信號系統(tǒng)進行了功能分析。研究結果彌補了關于無脊椎動物iPTHRs受體與其潛在配體關系及其信號傳導機制研究的空白，不僅可以全面闡明該信號系統(tǒng)在昆蟲生長發(fā)育過程中的功能及調控機理，還促進了對后生動物PTHRs/iPTHRs系統(tǒng)發(fā)育關系的理解，可望對以赤擬谷盜、褐飛虱為例的多種害蟲的防治提供理論依據(jù)，甚至為人類甲狀旁腺激素信號系統(tǒng)失衡所造成的多種疾病提供參考。
論文鏈接：https://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1...
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