昆虫的变态发育主要受蜕皮激素(20-hydroxyecdysone，20E)和保幼激素(Juvenilehormone，JH)的协同控制。20E通过结合其受体复合物EcR/USP启动下游基因的级联反应而控制幼虫蜕皮和幼虫-蛹-成虫转变的变态过程;JH则在蜕皮期拮抗20E信号从而达到“维持现状”(status quo)的作用。　　JH候选受体Methoprene-tolerance(Met)属于bHLH-PAS转录因子家族成员，参与JH对20E信号的拮抗，并且介导了JH对Krüppel homolog1(Kr-h1)的诱导表达。此外，果蝇中发现Germ cell expressed(Gce)与Met序列上高度保守。为了确证Met和Gce二者在JH信号传递中的作用及相互关系，本论文第一部分与马里兰大学王健老师合作获得Met/gce双突变果蝇Met27gce2.5k。发现Met与Gce在JH信号传递中功能冗余。具体研究内容总结如下:　　1.gce无义突变果蝇gce2.5k的表型类似于Met无义突变果蝇Net27。表现为:幼虫对JH类似物pyriproxyfen的耐受性升高、可正常存活至成虫、雌成虫产卵率降低。　　2.Met/gce双突变果蝇Met27gce2.5k在预蛹期发生死亡，该致死表型可分别被p{Met转基因或全身性表达gce(Arm-GAL4＞UAS-gce)所挽救。　　3.Caspase3&7活性检测、碘化丙啶染色、细胞解离观察等结果表明Met27gce2.5k果蝇预蛹期致死是由于20E诱导的程序化细胞死亡(programmed cell death，PCD)提前并加剧发生所导致的。进一步通过实时定量PCR以及免疫组织化学染色检测，发现Met27gce2.5k幼虫组织中Kr-h1表达量降低，致使“蛹期特异分子”Broad(Br)表达提前，进而诱导PCD提前发生，最终导致突变体在预蛹期死亡。而在Met或gce单突变果蝇中Kr-h1的表达量仍很高，并且Br的表达相对较少。　　4.Met27gce2.5k上述这些缺陷表型及基因表达的变化与JH缺失果蝇Aug21-GAL4＞UAS-Grim非常类似。但JH类似物pyriproxyfen仅可挽救Aug21-GAL4＞UAS-Grim存活到成虫，对Met27gce2.5k却没有挽救作用。　　以上结果表明果蝇中JH通过Met和Gce诱导Kr-h1的表达以拮抗20E对Br的诱导，从而抑制20E诱导的PCD提早发生。在这一JH信号传递通路中，Met和Gce功能冗余，可能都行使JH受体的功能。　　为了进一步阐明JH通过Met/Gce诱导Kr-h1表达的具体分子机制，本论文第二部分利用分子、生化以及果蝇遗传学方法发现热激蛋白Hsp83通过与Met发生蛋白-蛋白互作而调控JH诱导的Kr-h1表达。具体研究结果总结如下:　　1.利用双荧光报告检测系统在Kr-h1启动子区域鉴定出一120-bp的JH反应元件(JHRE)。该JHRE含有3个隶属于E box(1个C box和2个B box)的可被bHLH-PAS转录因子家族成员Met结合的位点。利用该JHRE进行蛋白亲和纯化Kc细胞核蛋白并结合高效液相色谱-串联质谱的方法，发现热激蛋白Hsp83(Heat shock protein83)和核孔蛋白Nup358(Nucleoporin358)在JH存在的情况下与JHRE结合。Kc细胞以及果蝇体内实验表明RNAi降低Hsp83或Nup358表达量可减弱JH对Kr-h1的转录诱导。　　2.免疫共沉淀实验发现JH可促进Hsp83与Met的bHLH以及PAS B结构域的结合。而Hsp83特异性抑制剂格尔德霉素可抑制Hsp83与Met的结合，并导致Met与JH的结合能力降低。　　3.免疫组织化学染色发现在JH存在和不存在的情况下，Lsp2-GAL4＞UAS-Met-V5果蝇中Met-V5分别定位在细胞核与细胞质内。并且该JH促进的Met细胞核定位在Hsp83或Nup358 RNAi背景下被抑制。进一步研究发现Met的该入核调控至少依赖于Hsp83与Nup358的N端TPR结构域的结合。　　4.电泳迁移率变动分析实验发现JH可促进Met介导的核蛋白与JHRE的结合。但格尔德霉素处理或在Hsp8308445纯合突变体中，核蛋白与JHRE的结合能力降低。最终导致Met的转录活性降低。　　以上结果表明，Hsp83通过与Met发生蛋白-蛋白互作而在JH诱导Kr-h1表达的信号传递中起着重要的调控作用。Hsp83通过与Met结合后维持Met与JH结合的状态。在JH存在的情况下，Hsp83与核孔蛋白Nup358结合从而协助Met进入到细胞核内，入核后Met与其他共转录因子共同作用于JHRE，最终促进Kr-h1的表达。　　总之，本论文有两个主要发现:一、果蝇中Met与Gce在JH信号传导中功能冗余;Met/gce双突变果蝇中JH信号传导被阻断，这与其他只含有一个Met基因的昆虫中MetRNAi后的表型类似，为证明果蝇中Met和Gce同为JH受体提供了有力的遗传学证据。二、Hsp83通过介导Met的亚细胞定位而调控JH对Kr-h1的诱导表达;为Hsp83介导除二噁英受体以外的bHLH-PAS转录因子入核而进行转录调控提供了第二个实例。　　JH信号传导和JH-20E互作研究在害虫防治和益虫利用领域中具有广泛的应用前景，我们的研究为JH受体Met作为一个分子靶标提供了有力的证据。此外，JH-20E互作与二噁英-雌激素互作可谓异曲同工，JH-20E互作的进一步研究可为二噁英等环境毒素对人兽的致病机理和靶标防治研究提供参考。