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5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT),又名血清素(Serotonin),是一种单胺类小分子物质,广泛分布于脊椎动物与无脊椎动物中。作为神经递质,5-HT与动物的发育、感觉、行为、认知、记忆等密切相关；作为调质,5-HT可以促进神经元发育成熟、调节某些激素释放、促进血管收缩等。5-HT发挥作用必需依靠5-HT受体来介导完成。在人类,5-HT受体与偏头痛、老年痴呆、抑郁、自杀等精神性疾病息息相关,目前医学上治疗精神性疾病的药物,80%都是以5-HT受体作为治疗靶点。在动物中已发现5-HT1A、5-HT1B、5-HT1D、5-HT1E、5-HT1F、5-HT2A、5-HT2B、5-HT2C、5-HT3、5-HT4、5-HT5A、5-HT5B、5-HT6、5-HT7等14种5-HT受体,其中13种为G蛋白偶联受体,1种为配体门控离子通道受体。家蚕作为一种重要的鳞翅目模式昆虫,研究其5-HT受体对探索农林上鳞翅日害虫防治具有重要意义,但迄今朱见有关家蚕5-HT受体的报道。本文克隆了家蚕5-HT受体,并对其表达以及功能进行了分析,结果如下1、在家蚕中存在5-HT1ABm、5-HT1BBm、5-HT2Bm、5-HT7Bm4种5-HT受体基因。以家蚕幼虫5龄3天头cDNA为模板,克隆的5-HT1ABm CDS为1441bp,其中ORF长1395bp。5-HT1ABm基因位于家蚕8号染色体,包含3个外显子2个内含子,预测编码464个氨基酸,预洲其分子昔为51.752KD,等电点为9.13,含有7次跨膜化学受体蛋白结构域；5-HT1ABm主要在5龄3天幼虫的头部、腹部神经、精巢、卵巢有高量表达,其它组织表达较低或者不表达5-HT1ABm在雌性成虫组织中的表达与雄性相似,都是在胸部、触角、足、生殖器有一定表达,其它组织表达量低或者不表达。以家蚕幼虫5龄3天卵巢cDNA为模板,克隆的5-HT1BBm CDS为1428bp,其中ORF长为1341bp。5-HT1BBm位于家蚕10号染色体,包含3个外显子2个内含子,预测编码446个氮基酸,预测其分子量为48.599KD,等电点为8.95,具有7次跨膜化学受体蛋白结构域；5-HT1BBm在5龄3天幼虫的各个组织中均有表达,在丝腺中表达量较低；成虫期5-HT1BBm在雌性的胸部、腹部、触角、翅、足、生殖器的扩增带比较暗,在雄性的头、腹部、触角和生殖器有低量表达。以家蚕幼虫5龄3天精巢cDNA为模板,克隆的5-HT2Bm CDS为1881bp,其ORF长为1881bp。5-HT2Bm基因位于家蚕15号染色体,包含2个外显子1个内含子,预测编码626个氨基酸,预测其分子量为69.294KD,等电点为9.97,含有7次跨膜化学受体蚩白结构域;5-HT2Bm仅在5龄3天幼虫的头、腹部神经、精巢中有较低表达,而在成虫雌性和雄性各组织朱见明显扩增带。以家蚕幼虫5龄3天头cDNA为模板,克隆的5-HT7Bm CDS为1510bp,其中ORF长为1497bp。5-HT7Bm基因位于家蚕26号染色体,包含2个外显子1个内含子,预测编码498个氨基酸,预测其分子量为56.132KD,等电点为9.03,含有7次跨膜化学受体蛋白结构域;5-HT7Bm在5龄3天幼虫的头部表达量最高,腹部神经、中肠、脂肪体、精巢、卵巢也有表达,其它组织未见有明显扩增条带；5-HT7Bm在雌蛾和雄蛾的胸部、腹部、触角、翅、足、生殖器有表达,尤其在雄蛾的生殖器中表达量最高。2、对5-HT受体蛋白序列的多序列比对和进化分析：家蚕5-HT1ABm5-HT1BBm、5-HT2Bm、5-HT7Bm4种受体间的氨基酸序列相似性为30.4%。5-HT1A、5-HT1B、5-HT2、5-HT7这4种受体在昆虫中的相似性分别为45.4%、61.4%、48.4%、54.1%,在人类、小鼠、原鸡、斑马鱼、果蝇和家蚕等脊椎动物和无脊椎动物间跨膜区的相似性分别为76.9%、77.7%、67.1%、56.8%,非跨膜区的相似性分别为25.1%、54.3%、31.0%、37.4%,4种受体总的相似度在跨膜区可达45.2%,在非跨膜区为12.1%。推测跨膜区的高保守性可能是5-HT受体结构稳定和信息传递的保障,非跨膜区的保守氨基酸序列可能是配体结合、G蚩白偶联不可或缺的。进化树结果表明,不同物种的相同受体首先聚为一类,而同一受体随着物种之间亲缘关系的远近而形成分支,其中家蚕5-HT受体的进化关系与烟草天蛾较为紧密。推测5-HT1、5-HT2、5-HT7等3类受体可能在脊椎动物与无脊椎动物分化前已经形成：5-HTl受体可能在昆虫形成时发生了一次重复,2个拷贝在进化中逐渐形成功能有异的5-HT1A受体和5-HT1B受体。3、对5-HT1ABm的功能研究发现5-HT1ABm与家蚕的活力有很显著的关系,无论对家蚕幼虫还是雄蛾注射5-HT1A受体抑制剂,能显著降低其活力。推测5-HT1ABm受体可能参与家蚕行为活动的控制。而5-HT1A受体激动剂对家蚕的影响并不明显,可能由于氨墓酸序列的差异,导致脊椎动物5-HT1A受体激动剂对家蚕5-HT1A受体结合能力的降低。综合以上结果可得：家蚕存在5-HT1ABm、5-HT1BBm、5-HT2Bm、5-HT7Bm4种5-HT受体基因,且他们的蛋白序列中存在一些非常保守的氨基酸,这可能是受体结构的稳定或功能的发挥不可或缺的。而对5-HT1ABm受体进行研究发现,该受体与家蚕的活力显著相关。