昆虫不具有获得性免疫,因此天生免疫系统成为其赖以抵抗病原微生物入侵的主要手段。昆虫的天生免疫分为细胞免疫和体液免疫两大部分。细胞免疫主要是指血细胞对外来异物的吞噬和包囊等反应。而体液免疫则主要包括诱导抗菌肽产生的Toll和Imd两条信号通道,以及由多酚氧化酶等一系列酶参与的凝结和黑化反应。近年来,通过对疟疾传播媒介按蚊的研究发现Imd信号通路和多酚氧化酶参与的黑化反应与蚊媒感染疟原虫的强度有密切关系。因此针对这两方面的研究,对疟疾的防治工作具有重要参考意义。PGRP-LC1是Imd信号通路膜上受体之一,本论文第一章和第二章工作主要是与按蚊PGRP-LC1相关的研究。第三章是关于果蝇多酚氧化酶的。由于在按蚊中有多达9个多酚氧化酶基因,对它们分别进行研究非常不便。因此,我们选择以果蝇为模式,研究其3个多酚氧化酶的功能,为将来更详细的研究蚊媒中多个多酚氧化酶打下基础。以下是研究成果总结。　　 1.按蚊肽聚糖识别蛋白PGRP-LC1的相关研究　　 按蚊是疟疾的主要传播媒介。前人在对非洲疟疾媒介冈比亚按蚊的研究中发现,Imd信号转导通路与疟疾的感染强度有密切关系。在Imd信号通路被下调的蚊媒中,其中肠侵入的疟原虫卵囊数目会明显增加。PGRP-LC1是Imd信号通路膜上的受体之一。因此对PGRP-LC1的研究,对疟疾的防治工作就显得尤为重要。　　 在本论文第一章中,我们首先对冈比亚按蚊PGRP-LC1的功能进行了研究。通过过量表达不同剪切形式的PGRP-LC1并结合RNA干扰,我们发现PGRP-LC1细胞内结构域对于其功能是必须的,而细胞外结构域可以缺失,并且缺失得越多,其活性越高。其次,我们克隆得到了两条斯氏按蚊PGRP-LC1基因序列,并在斯氏按蚊细胞系中进行了表达,并初步验证了其功能,结果表明,克隆得到的两个PGRP-LC1都可以激活Imd信号通路。　　 在第二章中,我们发现一个果蝇中介体复合物中的亚基Kto的同源蛋白,该蛋白在冈比亚按蚊细胞系中通过一种未知的方式影响Imd信号通路的激活。其作用位置可能是Imd信号通路中PGRP-LC1/Imd下游,Rel2上游的某个或某些蛋白。　　 2.果蝇多酚氧化酶的功能研究　　 黑化反应是昆虫天生免疫的一个重要组成部分。多酚氧化酶(phenoloxidase,PO)是该反应中的关键酶。该酶在没有微生物入侵的时候,是以酶原形式(pro-phenoloxidase,PPO)存在的。当发生微生物入侵或创伤时,血淋巴中的丝氨酸蛋白酶级联反应会被激活,并最终将PPO切割成具有活性的PO,催化产生黑色素。PO是一种铜离子结合蛋白,每个PO分子中有两个铜离子结合位点,每个位点可以结合一个铜离子。　　 在本论文第三章中,我们将果蝇3个多酚氧化酶原PPO1、PPO2和PPO3在S2细胞系中进行了过量表达,并观察到它们对铜离子的不同反应。在不添加铜离子的情况下,只有表达PPO3的细胞能够被酒精多巴染黑,而在添加铜离子之后,表达3种PPO的细胞都可以被酒精多巴染黑,表达PPO3的黑化比例最高,达到50％,表达PPO2的最低,约为20％,且表达PPO3的细胞在添加铜离子的情况下,会发生自动黑化。这些特征是与各个PPO蛋白的结构功能密切相关的。为了便于之后的研究,我们还利用潮霉素抗性基因,构建筛选出分别稳定表达PPO1、PPO2和PPO3的细胞株。　　 通过对按蚊PGRP-LC1和果蝇多酚氧化酶两个重要方面的研究,加深了我们们对昆虫体液免疫的认识,并为将来实现提高虫媒免疫来控制疟疾等疾病的传播奠定了基础。