miR-34-5p通过靶向Atg1调控家蚕脂肪体20-羟基蜕皮酮诱导的自噬机制研究

《BMC Genomics》：miR-34-5p mediates 20E-induced autophagy in the fat body of Bombyx mori by targeting Atg1

本期推荐：家蚕脂肪体重塑的分子机制新发现！研究人员通过小RNA测序和功能分析，揭示了miR-34-5p通过靶向自噬关键基因Atg1的CDS区，调控20E诱导的自噬过程，为昆虫变态发育的激素- miRNA-自噬网络提供了新见解。

　　

在昆虫的变态发育过程中，脂肪体作为能量代谢和营养储存的中心，其重塑过程受到20-羟基蜕皮酮（20E）的精密调控。然而，这一过程中微小RNA（miRNA）如何参与20E信号通路的调控，尤其是与自噬的关联机制，一直是学界亟待破解的谜题。来自南阳师范学院生命科学学院的研究团队在《BMC Genomics》发表的最新研究，首次系统揭示了miR-34-5p通过靶向自噬关键基因Atg1调控家蚕脂肪体20E诱导自噬的分子机制。

研究采用Illumina Hiseq平台构建了6个时间梯度的小RNA文库（2h/6h/12h的20E处理组与对照组），通过生物信息学分析鉴定出431个miRNA（含42个新miRNA）。差异表达分析发现40、9和18个miRNA分别在三个时间点显著变化。关键实验技术包括：家蚕L5D2幼虫脂肪体样本的20E处理与采集、高通量测序与生物信息学分析、双荧光素酶报告系统验证靶向关系、miRNA agomir/antagomir体内功能实验、LysoTracker Red自噬检测以及Atg1 RNA干扰等。

研究结果显示：时序表达谱分析揭示miR-34-5p与Atg1呈现"跷跷板"式表达模式——20E处理2h时miR-34-5p显著上调而Atg1下调，6-12h则呈现相反趋势。双荧光素酶报告实验证实miR-34-5p通过结合Atg1 CDS区（非经典3'UTR靶向）抑制其表达，突变结合位点后抑制作用消失。体内功能实验显示，注射miR-34-5p agomir可抑制Atg1表达并降低LysoTracker Red荧光强度（自噬活性降低），而antagomir处理则产生相反效应。值得注意的是，Atg1 RNAi不仅抑制自噬，还反馈性上调miR-34-5p表达，暗示可能存在激素-miRNA-自噬的调控环路。

在讨论环节，研究者指出该发现具有三重创新价值：首次揭示miRNA通过CDS区靶向调控昆虫自噬关键基因的机制；完善了20E通过miR-34-5p-Atg1轴调控脂肪体重塑的分子通路；为理解保幼激素（JH）与20E的拮抗作用提供了新视角——因前期研究显示JH可激活miR-34而20E通过BrC抑制其表达。这些发现不仅为昆虫变态发育调控网络增添了重要拼图，也为研究其他物种激素-自噬互作提供了范式。

该研究的局限在于尚未阐明20E早期（2h）诱导miR-34-5p上调的精确机制，以及JH是否通过影响该miRNA参与自噬调控。未来研究可结合转录组学和激素受体敲除实验进一步解析这一复杂调控网络。总体而言，这项工作为昆虫发育生物学和害虫防治靶点筛选提供了重要理论依据。