20-羟基蜕皮激素通过Dorsal和Relish调控棉铃虫抗菌肽表达的分子机制

本研究揭示了20-羟基蜕皮激素（20E）通过激活Toll/IMD通路关键转录因子Dorsal和Relish，调控棉铃虫（Helicoverpa armigera）变态发育期抗菌肽（AMPs）表达的分子机制，为昆虫发育与免疫协同调控提供新见解。

　　

在昆虫与病原体的永恒博弈中，变态发育期是尤为脆弱的阶段——幼虫组织降解会释放大量微生物，而蛹的封闭环境又使免疫防御变得至关重要。这种现象在农业害虫棉铃虫（Helicoverpa armigera）中尤为突出，其幼虫到蛹的转化过程伴随着显著的免疫增强，但背后的激素调控机制始终成谜。西北农林科技大学植物保护学院昆虫学系的研究团队在《Insect Biochemistry and Molecular Biology》发表的研究，首次系统揭示了20-羟基蜕皮激素（20E）通过双重NF-κB通路激活抗菌肽（AMPs）表达的精确分子开关。

研究采用的关键技术包括：棉铃虫幼虫阶段特异性抗菌活性检测（6龄取食期vs游走期）、HaEpi细胞系基因沉默/过表达实验、双荧光素酶报告系统验证转录调控、免疫共沉淀分析蛋白互作等。通过构建体内外模型，研究人员发现20E浓度在游走期达到峰值时，可显著提升对革兰氏阴性菌（Pseudomonas aeruginosa）的清除能力。

主要研究结果

1. 抗菌活性与20E的关联
   游走期幼虫对细菌的清除率比取食期提高2.3倍，同时脂肪体AMPs（如Cecropin、Gloverin）表达显著上调，这与血淋巴20E浓度变化正相关。

2. Dorsal的核心调控作用
   RNA干扰实验显示，敲除Dorsal使20E诱导的AMPs表达全面抑制。过表达Dorsal促进其核转位并激活AMPs启动子，而Cactus A（IκB样蛋白）通过结合Dorsal阻断该过程。20E通过EcR（蜕皮激素受体）直接结合Dorsal基因的EcRE响应元件上调其转录，并诱导Cactus A磷酸化以释放Dorsal。

3. Relish的自激活机制
   发现HaRelish可通过自剪切释放N端结构域（Rel-N），其核转位与Dorsal形成转录复合体。值得注意的是，Relish敲除仅特异性抑制Moricin之外的AMPs，提示通路存在靶基因选择性。

结论与意义
该研究构建了20E-免疫调控的完整通路模型：20E通过EcRB1受体直接激活Dorsal转录，同时触发Cactus A磷酸化解除对Dorsal的抑制；自切割产生的Rel-N与Dorsal协同调控AMPs表达。这一发现不仅解释了昆虫在变态期免疫增强的激素基础，更揭示了NF-κB家族成员（Dorsal/Relish）在跨物种免疫调控中的进化保守性。研究为农业害虫免疫靶点设计提供了新思路——针对Cactus A磷酸化或Relish自剪切环节的干扰，可能成为特异性防控棉铃虫的新策略。