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近日，我校生科院李斌教授課題組首次鑒定了無脊椎動(dòng)物甲狀旁腺激素類似受體與配體的功能。相關(guān)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(xué)領(lǐng)域的經(jīng)典期刊，其五年影響因子為6.283。

在脊椎動(dòng)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(jié)合其內(nèi)源性配體后被激活，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換機(jī)制，在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生“第二信使”，進(jìn)而參與調(diào)節(jié)骨重建和鈣代謝等生理活動(dòng)，但長期未在無脊椎動(dòng)物發(fā)現(xiàn)其對應(yīng)物。直到2013年由李斌教授課題組首次在無脊椎動(dòng)物昆蟲赤擬谷盜、蜜蜂等昆蟲中發(fā)現(xiàn)其對應(yīng)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(bào)道，因此iPTHRs在昆蟲等無脊椎動(dòng)物中仍是孤兒受體，在昆蟲中是否存在iPTHRs的內(nèi)源性配體依舊是一個(gè)謎團(tuán)；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(xué)的功能也有待進(jìn)一步的挖掘和探究。

李斌教授課題組及其合作團(tuán)隊(duì)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(jīng)肽PXXXamide，并利用GPCR受配體鑒定系統(tǒng)對PXXXamide與iPTHRs的關(guān)系進(jìn)行鑒定，結(jié)果表明候選配體PXXXamide能顯著激活iPTHRs表達(dá)細(xì)胞中鈣離子關(guān)聯(lián)的熒光信號，證明了PXXXamide的確是iPTHRs的內(nèi)源性配體，將其命名為iPTH。同時(shí)，李斌教授課題組還進(jìn)一步明確了該信號系統(tǒng)在昆蟲中的生物學(xué)功能。利用免疫組織化學(xué)的方法對iPTH進(jìn)行了不同發(fā)育時(shí)期的組織定位，發(fā)現(xiàn)其在晚期蛹、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、腸呈現(xiàn)高表達(dá)，并且該組織表達(dá)模式與受體iPTHRs的表達(dá)模式是一致的。RNA干擾技術(shù)則結(jié)果發(fā)現(xiàn)受體iPTHRs敲減后嚴(yán)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(xué)過程。

該研究首次在無脊椎動(dòng)物中鑒定出iPTHRs的內(nèi)源性配體，并對該信號系統(tǒng)進(jìn)行了功能分析。研究結(jié)果彌補(bǔ)了關(guān)于無脊椎動(dòng)物iPTHRs受體與其潛在配體關(guān)系及其信號傳導(dǎo)機(jī)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(diào)控機(jī)理，還促進(jìn)了對后生動(dòng)物PTHRs/iPTHRs系統(tǒng)發(fā)育關(guān)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...