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苏云金芽胞杆菌(Bαcillus thuringiensis)产生的Bt毒素蛋白,可以杀死多种农业害虫。活化的苏云金杆菌晶体毒素不仅作用于靶昆虫的中肠细胞,还作用于某些培养的昆虫细胞系。活化的晶体毒素通过寡聚化在刷状缘膜上形成孔隙来杀死中肠细胞,但是还不清楚低浓度毒素对细胞的其它影响。探究Bt毒素毒杀昆虫细胞所发生的一系列生理生化反应,有助于提高Bt毒素对害虫的防治能力,丰富细菌毒理学的理论。研究表明,自噬在天然免疫防御系统中起着关键作用(抵抗细胞内病原体的自噬也被称为异种自噬)。细胞自噬的研究近来已经涉及到针对各种成孔毒素(pore forming toxin,PFT)的反应,但是如何引发这个过程尚不明确,这种现象的生理学意义也尚不清楚。本论文致力于研究低浓度的活化Cry1 Ac和Cry1Ca毒素对培养的昆虫和哺乳动物的细胞自噬的影响,探究自噬在昆虫细胞对Bt毒素抗性中的作用。所有试验的昆虫细胞(Hi5,Sl-HP和Sf9)都对活化的Cry1Ca毒素敏感,但只有Sl-HP细胞对活化的Cry1Ac毒素敏感。活化的Cry1Ac和Cry1Ca毒素对哺乳动物细胞293T均无毒害性。本研究发现Cry1Ca毒素增强Hi5,S1-HP和Sf9细胞的自噬水平,而Cry1Ac毒素只促进S1-HP细胞的自噬(P<0.05)。在Hi5细胞中过表达Cry1Ac的受体HaCadherin和HaABCC2后,活化的Cry1 Ac也提高了 Hi5细胞的自噬水平。但是活化的Cry1Ac和Cry1Ca毒素不影响293T细胞的自噬水平。这表明毒素对自噬的诱导需要毒素受体的介导,与细胞对毒素的敏感性呈正相关。本实验通过使用四种自噬抑制剂(Baf、CQ、ConA、3-MA)处理Hi5细胞后,Western blot分析发现Baf、CQ、ConA三种自噬抑制剂处理能够抑制Cry1Ca毒素促使的Atg8向Atg8-PE的转换,并且能够使细胞对该毒素的敏感性下降。通过干扰Hi5细胞自噬相关基因Atg5或Atg13后,发现Hi5细胞对Cry1Ca毒素的敏感性下降。因此,自噬在介导Cry1Ca毒素对Hi5细胞的毒力方面起着重要作用。本研究使用Jnk、P38、PI3K抑制剂处理三种昆虫细胞(Hi5、S1-HP和Sf9),能够抑制Cry1Ca毒素增强细胞的自噬水平,但结果表明Jnk抑制剂处理后三种昆虫细胞对Cry1Ca、Cry1Ac毒素的敏感性下降最为明显。然后,在S1-HP细胞中沉默SlJnk基因后细胞对毒素的敏感性下降,这与使用Jnk抑制剂的效果相同。这表明Cry1Ac和Cry1Ca毒素诱导的昆虫细胞自噬水平增强能够被经典的自噬抑制剂阻断,依赖于Atg5和Atg13,Jnk信号途径在这个过程中起着重要作用,自噬在一定程度上影响细胞对毒素的敏感性。该昆虫细胞自噬诱导和阻断体系的建立对深入探究昆虫细胞的自噬分子机制具有十分重要的意义,将促进昆虫发育生物学和害虫防治的相关研究。