家蚕丝腺是人类驯化和畜牧化饲养家蚕的靶组织,拥有已知昆虫中最强大的合成和分泌蛋白的能力,丝腺丝腺生物反应器也广受业者期待。目前为止,大量的转基因家蚕的丝腺普遍存在外源蛋白表达效率低,丝腺发育不良的现象。本实验室利用piggyBac转座子,获得了 2个后部丝腺高效表达丝胶蛋白(Ser3)和丝素重链相似蛋白(Hpl)的转基因家蚕纯系SER和TBH,SER后部丝腺发育正常,而TBH后部丝腺发育异常。本文通过丝腺组织发育和细胞结构、调控蛋白质合成与分泌的分子信号通路等方面的研究,比较了 SER和TBH家蚕后部丝腺发育的差异机制。主要结果如下:TBH和SER家蚕的后部丝腺细胞分别能够高效地合成Hpl或Ser3蛋白。Ser3蛋白能够无障碍地从腺细胞分泌至腺腔,对丝腺细胞核复制和丝腺生长没有统计意义的不良影响。TBH家蚕后部丝腺的腺细胞核DNA复制速度下降,后部丝腺生长受到显著抑制。TBH家蚕后部丝腺合成的蛋白质分泌到腺腔量显著减少,细胞内中出现大量的蛋白小泡堆积,细胞内质网、高尔基体等结构逐渐消失,并诱导细胞自噬凋亡水平上调。进一步的磷酸化蛋白质组学分析结果显示,与野生型相比,TBH家蚕后部丝腺细胞中差异表达的磷酸化肽段对应的蛋白质,主要与内质网中的蛋白质错误折叠相关,其中内质网相关蛋白降解途径和内质网应激反应相关蛋白的磷酸化发生显著变化。表明转基因家蚕TBH的后部丝腺细胞中,合成的蛋白可能未能得到正确折叠,导致胞内蛋白质堆积,反馈抑制了丝腺细胞的生长。