神经多肽广泛存在于从水螅纲到人类的各个器官水平的神经系统中,并且对动物的发育、繁殖、行为、进食和其他诸多生理功能具有重要的调节作用,而大部分神经多肽是通过G蛋白偶联受体起作用的。家蚕由古代野桑蚕驯化而来,在我国已有逾4千年的培育历史,具有十分重要的药用价值和经济价值,研究神经肽对家蚕生理功能的调节机制具有重大的实际意义。并且家蚕作为大型鳞翅目昆虫,是研究神经多肽功能的理想模型。NPF神经肽,作为昆虫神经多肽家族的重要一员,能调节昆虫的进食、觅食、活动、求偶、酒精敏感性、面对伤害等的压力反应、攻击行为、繁殖、时控行为和学习能力等诸多生理功能。但目前针对家蚕NPF神经肽的生理功能和与之相关的信号传导路径尚不明确。我们以家蚕全基因组数据库为基础,通过生物信息学方法比对已知的昆虫神经肽和神经肽受体序列,发现了在进化上比较保守的与果蝇神经肽受体DmNPFRl和神经肽DmNPF高度同源的家蚕神经肽受体BNGR-A4及其配体神经肽BmNPFs,并对这一系统的信号传导路径和生理功能进行了进一步的研究。我们的研究发现,BNGR-A4确实能被BmNPFs激活,BNGR-A4被Bm NPFs激活后能抑制forskolin引起的cAMP的积累,并且这一反应能被PTX所抑制,这表明BNGR-A4是偶联Gi蛋白的G蛋白偶联受体。同时我们还发现BNGR-A4的激活能引起显著的钙流信号。并且C末端为RPRFamide的BmNPFla具有比C末端为RGRYamide的BmNPF2更高的活性,故我们认为BmNPF1a才是BNGR-A4的内源性配体,于是我们将其命名为BmNPFR。内吞是介导GPCR脱敏的重要机制。β-arrestin对GPCR的内吞十分重要,故我们克隆了与果蝇的β-arrestin, Kurtz同源的Bm-Kurtz。我们的研究表明BmNPFR的内吞呈现浓度依赖性和时间依赖性,且能被PTX抑制,需要借助于网格蛋白小泡clathrin, β-arrestin2和Bm-Kurtz在BmNPFR被激活后能迅速聚集到膜上,但减弱β-arrestin表达后(HEK293并不内源性表达Bm-Kurtz), BmNPFR内吞并没有被显著抑制,这表明β-arrestin对于BmNPFR受体内吞并不是首要的调控因子。丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase)作为重要的细胞信号转导分子广泛参与生理过程的调控。我们的研究发现BmNPFR能介导显著地ERK1/2磷酸化,并且其受到MEK1/2磷酸化、PI3K和PKC的调控。siRNA是近年来用于特异基因沉默的有效手段。我们用给家蚕体外注射特异性dsRNA的方法沉默BmNPFR,发现在脂肪体和卵巢组织的BmNPFR表达量分别下降30%和10%时,注射dsRNA组的家蚕比对照组体重有明显减轻,暗示BmNPFR可能对家蚕的能量消耗与储存相关。我们的研究拓展了对家蚕NPF神经多肽家族的认识,对BmNPFR介导下游第二信使cAMP和Ca2+体系、受体的内吞、激活ERK1/2磷酸化路径等信号通路进行了较为详细的研究。这为我们日后进一步深入全面研究家蚕神经肽受体的信号通路和生理作用奠定了基础。