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昆虫细胞凋亡(Apoptosis，简称APO)研究是深入探讨天然产物化合物杀虫作用机制、寻找害虫防治新途径的全新探索和尝试。本文在筛选了印楝素(azadirachtin，AZA)、喜树碱(camptothecin，CPT)等24种药剂和活性物质对斜纹夜蛾(Spodopteralitura Fab．)离体细胞系SL-1的APO诱导活性的基础上，系统研究了AZA和CVT诱导SL-1细胞凋亡的形态学特征、线粒体信号通路、关键调节酶，为深入研究AZA和CPT杀虫作用分子机制，创制基于作用机制的新型生物合理农药提供基础。
筛选了AZA、CPT等24种杀虫剂和活性物质对SL-1的APO诱导作用。从筛选结果初步判断，AZA和CPT属于典型APO诱导剂，蓖麻碱、茶皂素、氯氰菊酯和黄樟油属于细胞非敏感剂，博落回碱、烟碱、苦参碱、丹皮酚等4种植物源物质，微生物源农药阿维菌素，以及醚菌酯、烯酰吗啉、三唑酮、多菌灵、灭多威、氟铃脲、毒死蜱、氟氯氰菊酯、乐果等10种化学农药属于细胞毒剂，溴虫氰、鱼藤酮、氟虫腈、咪鲜胺(施宝克)属于细胞强毒剂。
系统研究了AZA、CPT对SL-1的APO诱导作用的形态特征。倒置相差显微镜(IPCM)观察结果表明，AZA和CPT 对SL-1 APO诱导作用的形态学变化具有一定程度相似性，均由细胞皱缩、核偏移和细胞间隔增大等现象开始变化，随后凋亡小体数量不断增多并扩散分布，最后进入正常形态细胞吞噬凋亡小体的细胞凋亡晚期。AZA和CPT诱导APO时序性不同，AZA 0.75μg/mL诱导处理0～36h为APO早期，36～60 h属于APO中期，39 h为IPCM形态学特征最典型观察时间，60 h后为APO晚期。CPT 5.0μml/L诱导处理0～24 h属于APO前期，处理后24～54 h为APO中期，处理后54 h凋亡小体数量最多，60 h后进行APO晚期。AO和Hoechest 33258荧光探针染色，荧光显微镜观察结果均证实了两者的APO诱导时序性差异，AZA0.75μg/mL和CPT 5.0μg/mL，诱导处理SL-1，AO染色，APO早期可见核内致密明亮黄绿色荧光，APO中期还可见亮绿色或橘黄色的凋亡小体，晚期凋亡小体减少。以Hoechest 33258染色，则呈亮蓝色荧光。透射电子显微镜观察结果表明，AZA和CPT处理后，SL-1细胞超微结构均呈现典型的染色质边缘化集中、微绒毛消失等APO典型特征，使线粒体膜模糊和脊结构消失，增加吞噬泡数量。TUNEL实验结果表明，0.75μg/mL AZA处理SL-1细胞的阳性标记比例和荧光强度随处理时间延长而增强，表明存在APO且凋亡细胞数量随处理时间延长有所增加，断裂程度加深，处理后40h凋亡小体达到最多。CPT 5.0 μg/mL处理结果相似，但凋亡率与凋亡小体明显多于0.75μg/mLAZA处理。利用流式细胞仪，测定了AZA、CPT处理时间对SL-1 APO凋亡率的影响，较系统研究了对线粒体整体功能、线粒体膜电位(△ψ)、通透性转换孔(MTP)、胞质Ca<2+>浓度、胞质中性脂滴(LDs)的影响，探讨AZA和CPT对昆虫细胞APO诱导作用机制和模式。流式细胞测定结果表明，AZA 0.75μg/mL和CPT5.0 μg/mL分别于处理后48 h和36 h凋亡率达到最高值，分别为11.45％和17.42％。AZA和CPT处理后48h内，总体趋势均为整体功能受抑制，但又有各自的具体特征。AZA以0.75μg/mL处理后48h内OD<,570>值变化范围为0.1072～0.2517，具体变化过程可分为“提高-降低-进一步降低”三个阶段，CPT以5.0μg/mL处理后48h内OD<,570>值随处理时间延长而不断下降，没有观察到明显的阶段层次，变化范围从处理后1h的最高值0.2052到处理后44h的0.1484和48h的0.1515。AZA和CPT均能显著降低细胞△ψ，AZA0.75μg/mL和CPT 5．0μg/mL处理后6h，△ψ值直线下降，荧光强度降低约75％，此后直至处理后48h△ψ值均显著低于CK。△ψ和MTP测定结果基本吻合。AZA和CPT处理对SL-1细胞中性脂滴LDs的影响也存在差异。胞质Ca<2+>浓度与MTP变化规律总体趋势一致，均随时间而不断增大，AZA 0.75μg/mL处理后1 h达到最大值(CK．的2.07倍)后逐步降低，CPT 5.0μg/mL处理后12h达到最大值(CK值的2.19倍)。
AZA和CPT处理均显著影响SL-1细胞中Caspase-1表达。AZA 0.75μg/mL诱导处理SL-1 24 h和36 h表达量显著高于对照，呈上升趋势。48 h和60 h又降低至CK水平，呈减小趋势。CPT 5.0 μg/mL诱导SL-1 APO 12 h表达量显著高于CK，24 h降低至CK．水平后，36 h和48 h表达量再次增大显著高于对照水平。结果说明，AZA．0.75μg/mL诱导后使caspase-3表达量在．APO早期逐渐增大，细胞凋亡中期和晚期逐渐减小，CPT 5.0 μg/mL诱导caspase-3表达量在APO早中期增大后减小，晚期增大。在实验基础上，简要探讨说明AZA和CPT对SL-1具有不同的APO诱导机制。