“社会变形虫”盘基网柄菌是一种单细胞真核生物。营养充足时盘基网柄菌二分裂繁殖：饥饿时单细胞分泌cAMP信号诱导形成多细胞体，最后分化成由柄细胞和孢子细胞组成的子实体。由于盘基网柄菌是单倍体基因组，相比于其他模式生物在基因操作方面具有更大的优势。单基因的突变不会被等位基因所掩盖，即使是隐性性状也很容易鉴别，拥有非常丰富的突变型细胞。目前被认为是一种可用以研究细胞趋化性运动、胞间信号转导、细胞类型分化和细胞发育调控等的新型模式动物。盘基网柄菌细胞表面的粘附分子gp150(由lagC基因编码)对多细胞发育和细胞分化极为重要。gp150蛋白缺失细胞不能完成多细胞发育。在细胞分化过程中gp150蛋白的分布存在差异：主要分布在前柄细胞区(最终分化成柄细胞)，并随着发育进程逐渐增加；在前孢子区(分化成孢子细胞)内基本没有gp150蛋白分布。粘附分子能传递细胞内或细胞外的信号。但是目前为止只有少数关于gp150蛋白参与胞内相关信号通路的报道。gp150蛋白突变细胞不能完成形态学上发育的同时，是否还影响到其它与发育有关的信号通路呢?近十多年的研究发现，盘基网柄菌依赖cAMP的蛋白激酶(DdPKA)参与细胞分化及细胞形态的发育。那么，在多细胞发育的过程中DdPKA与gp150蛋白是否有相互作用?目前国内外都没有相关报道，因此有必要进行深入研究。 本文利用反相离子对高效液相技术(RP-HPLC)检测DdPKA反应后ATP的残留量，并根据酶活定义来计算DdPKA活性。以盘基网柄菌野生型细胞(KAx-3)和突变型细胞(AK127)为实验材料，每隔2小时分别收集10-24h发育细胞；并利用Percoll密度梯度离心技术获得蛞蝓体(发育16-20h)中的前柄细胞和前孢子细胞。分别提取不同发育阶段细胞的DdPKA，加入反应液检测其磷酸化能力。盘基网柄菌进入多细胞发育阶段后，KAx-3细胞发育10-24h的DdPKA活性分别为94.54U、149.44U、101.67U、183.54U、89.57U、119.59U、110.25U、162.10U；AK127细胞的DdPKA活性分别为109.79U、123.97U、162.52U、194.75U、194.01U、182.31U、149.72U、187.24U。实验数据显示，盘基网柄菌野生型细胞的DdPKA活性在12h、16h和20h有所升高，其变化趋势与细胞形态学上的分化有关。突变型AK127细胞的DdPKA活性则一直保持在较高水平，直至22h才略有下降。但KAx-3细胞和AK127细胞发育24h的DdPKA活性都再一次升高，值得注意的是，此时KAx-3细胞中已检测不到gp150蛋白。总体上，AK127细胞的DdPKA活性要比KAx-3细胞高。研究结果显示，细胞可能因缺失gp150蛋白而导致DdPKA活性调控失去一定控制。在细胞分化过程(16-20h)中，前柄细胞DdPKA活性依次为130.53U、161.48U、72.10U，在16-18h之间缓慢上升，但在20h急速下降：前孢子细胞DdPKA活性则为：155.79U、109.65U、149.83U，在18h略有下降，但在20h又迅速恢复，活性约为前柄细胞的两倍。由于前柄细胞最终将凋亡形成只有支撑孢子囊作用的空泡状柄细胞，且凋亡过程涉及受PKA抑制的caspase凋亡通路，因此20h前柄细胞DdPKA活性的大大降低，与细胞为顺利完成凋亡过程有密切联系，凋亡细胞需要抑制DdPKA对caspase凋亡通路的影响，gp150蛋白很可能在其中起到一定作用，因为发育20h的突变细胞DdPKA活性还是很高的。经典信号通路模型指出，胞内DdPKA主要受到膜蛋白腺苷酸环化酶的调控，粘附分子gp150很可能作为信号通路中的一个关键蛋白，通过调节膜上各种腺苷酸环化酶来最终调控DdPKA的活性。为进一步研究gp150蛋白和DdPKA的关系，本论文利用激光共聚焦技术开展细胞内gp150蛋白和DdPKA各亚基的共定位研究。结果发现gp150蛋白与DdPKA-R亚基在空间位置上更为靠近。由于发育12h和16h的细胞形态和分化程度差异明显，同时其DdPKA活性的差异也很巨大，因此本研究主要采用这两个时间段的细胞进行共定位研究。发育12h细胞中gp150蛋白与DdPKA各亚基均弥散分布在细胞质中，但没有明显的重叠。DdPKA的两种亚基弥散分布在除细胞核之外的胞质部分，也没有在细胞膜附近形成堆积；gp150蛋白的染色结果相对集中于核区附近，很可能是该蛋白进行翻译的场所，或者是转运蛋白的小泡结构。发育16h细胞gp150蛋白的免疫染色集中出现在细胞膜附近，此时DdPKA亚基的分布出现差异：DdPKA-C亚基几乎分布在细胞各个部分，但靠近细胞质膜处染色偏深；而DdPKA-R亚基主要聚集在细胞质膜附近，在胞质内只有少量分布。gp150蛋白和DdPKA各亚基的共定位结果显示，在空间位置上，gp150蛋白与DdPKA-R亚基明显重叠。这说明gp150蛋白有可能通过调控DdPKA-R亚基来间接影响胞内DdPKA的整体水平。胞内DdPKA-R亚基的活性还受到regA的调控，因此gp150蛋白是否是通过对regA的调节来影响DdPKA-R亚基与cAMP的结合能力，来调控DdPKA的活性，尚需进一步研究。本论文为深入研究盘基网柄菌粘附分子gp150相关的胞内信号通路提供了背景资料，并为进一步研究其他更高等生物体内信号转导的调控及相互关系作出了贡献。