黑腹果蝇作为一种经典的模式生物,凭借其容易饲养、生命周期短、繁殖能力强、染色体简单、遗传学研究技术成熟等优点,成为研究细胞凋亡的一种常见的动物学模型。细胞凋亡是一个受到多基因严格调控的,机体自发的清除掉不需要的或受损伤的细胞的过程,多种信号通路参与调控细胞凋亡过程。越来越多的研究表明,细胞凋亡异常会导致先天缺陷和各种人类疾病。Hedgehog（Hh）信号通路是一个重要的原癌信号通路,它在进化过程中是高度保守的,先前的研究表明,Hh信号通路在胚胎发育、细胞命运决定、组织损伤修复、干细胞维持和肿瘤发生等生理和病理过程中发挥重要作用。研究表明,抗凋亡蛋白Bcl2是Hh通路的一个重要的靶基因,Hh通路通过激活Bcl2来抑制细胞凋亡。虽然果蝇基因组存在两个Bcl2的同源基因buffy和debcl,但它们在细胞凋亡过程中并没有明显的作用。因此,在果蝇体内,Hh通路是否以及如何调控细胞凋亡过程目前尚不清楚。在果蝇中存在一个抑制凋亡的重要的因子Diap1,具有E3泛素连接酶活性,通过与凋亡蛋白结合,促进凋亡蛋白的泛素化降解来抑制异常的细胞凋亡的发生。此外,当细胞受到死亡信号刺激时,Diap1的抗凋亡活性受到上游拮抗剂的抑制,包括Head involution defective（Hid）、Reaper（Rpr）和Grim。这三种蛋白通过不同的机制负调控Diap1,既可以降低Diap1蛋白水平,也可以抑制Diap1-Dronc蛋白间的相互作用。本研究重点关注Hh信号通路对细胞凋亡的调控,运用果蝇遗传学筛选,果蝇幼虫翅原基、眼原基的免疫荧光染色,转基因果蝇注射,基因克隆,蛋白免疫印记,体细胞克隆等实验技术和方法,探究了果蝇中Hh信号通路对细胞凋亡的影响,并进一步阐明了具体的调节机制,主要的实验结果与结论如下:（1）通过果蝇的遗传学筛选,发现Hh信号通路上游的元件smo、ci过表达后加剧了Hid引起的果蝇眼睛变小的表型,而敲降ci后能部分挽救Hid引起的果蝇眼睛变小的表型。因为促凋亡因子Hid是通过抑制凋亡抑制因子Diap1来促进细胞凋亡,我们的结果暗示了Hh信号通路可能是通过调控细胞凋亡来影响眼睛大小。（2）为了进一步证实我们的猜想,通过对果蝇眼原基的免疫荧光染色检测了细胞增殖的标志蛋白PH3和细胞凋亡的标志蛋白Caspase3,结果显示,Hh信号通路激活确实使凋亡信号增加。同样,敲降ci减少了Hid诱导的细胞凋亡,而细胞增殖没有改变。（3）已知Hh信号通路有四个经典的靶基因,分别是dpp、en、ptc、rdx。我们发现过表达rdx加重了Hid引起的小眼睛的表型,与过表达ci的表型一致。而敲降rdx和缺失一个拷贝的rdx与敲降ci的表型一致,都能部分挽救Hid引起的果蝇眼睛变小的表型,证明了Hh通路通过其靶基因rdx引发细胞凋亡。（4）由于Hid是通过抑制Diap1来诱导细胞凋亡,因此我们想探究Rdx是否是通过Diap1来调控细胞凋亡,我们通过细胞实验证明了两者之间存在蛋白间的相互作用。（5）上述实验结果显示,Rdx影响眼睛大小是依赖其E3泛素连接酶活性,因此我们想探究Rdx是否促进了Diap1蛋白的泛素化修饰。通过细胞的泛素化实验,证明了Rdx确实促进了Diap1的Ub-K63连接的多泛素化修饰。（6）通过竞争性结合实验发现,Rdx介导的K63连接的多泛素化影响Diap1与凋亡蛋白Dronc的相互作用,使Dronc得到稳定,进而引发细胞凋亡。综上所示,我们的研究结果揭示了原癌信号通路Hh通路能够通过Ci-Rdx-Diap1相互作用促进细胞凋亡。本研究发现了原癌信号通路Hh信号通路起到正调控细胞凋亡的作用,不但进一步拓展了Rdx的生物学功能,同时也为临床上对于使用Hh通路的抑制剂作为肿瘤治疗手段提供了新的研究思路。