近日，西南大学生物学研究中心赵萍教授研究团队在国际学术期刊《International Journal of Biological Macromolecules》上发表了题为“Fibroinase plays a vital role in the silk gland degeneration by regulating autophagy and apoptosis in the silkworm, Bombyx mori”的研究论文。

家蚕(Bombyx mori)是一种重要的泌丝昆虫，其丝腺作为幼虫分泌蚕丝的主要器官，在变态发育过程中会逐步退化消失——该过程往往被认为是昆虫变态过程中的关键步骤，而该现象可能与丝腺中存在的家蚕丝素酶（Bombyx mori Fibroinase）有关。家蚕丝素酶是一种组织蛋白酶L样半胱氨酸蛋白酶(cathepsin L-like cysteine protease)，最早在预蛹期丝腺中被鉴定，并因其具有水解液态丝素的能力而被命名。已有研究表明，在丝腺退化过程中，家蚕丝素酶的表达快速上调，随后有明显的自噬与凋亡现象出现。该现象暗示丝素酶可能通过调节自噬与凋亡影响丝腺的退化，然而该机制未有深入研究。

在这项研究中，作者使用转基因技术分别在丝腺中特异过表达和敲低了家蚕丝素酶。对这些转基因家蚕丝腺发育的研究显示，丝素酶在加速丝腺退化中起着直接作用。转基因蚕的丝腺染色分析表明，丝素酶参与了丝腺降解过程中的自噬和凋亡过程。进一步的实验发现，丝素酶作为溶酶体调节因子，通过mTOR通路抑制细胞的自噬。此外，在细胞凋亡过程中，丝素酶可以通过增加BmCaspase1的活性激活Caspase3，最终加速凋亡过程。综上，丝素酶除了在分解丝腺蛋白质的过程中发挥作用，还通过调节自噬与凋亡促进丝腺的降解过程。这些发现加深了我们对丝素酶在促进丝腺退化中发挥的生理作用的理解。

生物学研究中心王展博士和郭鹏超教授为论文共同第一作者，赵萍教授为论文通讯作者，西部（重庆）科学城种质创制大科学中心/西南大学生物学研究中心为第一完成单位。该研究得到了国家重点研发计划项目（2022YFD1201600），国家自然科学基金（31970468）和重庆英才计划优秀科学家项目等资金支持。