2025年10月，国际学术期刊《Insect Molecular Biology》在线发表了西南大学前沿交叉学科研究院生物学研究中心张艳副教授/赵萍教授团队的研究论文《PBX and Dfd cooperatively regulate the stage-specific expression of 30K protein BmLP1 in Bombyx mori》。该研究系统揭示了转录因子Dfd与其辅因子PBX通你 过协同作用，调控家蚕30K营养储存蛋白BmLP1在发育阶段特异性表达的核心分子机制，为理解昆虫发育与营养储备的精密调控提供了新范式。

营养储备的“开关”：为何在特定时期启动？

昆虫的生长发育依赖于精准的营养调控。家蚕30K蛋白作为一类关键营养储存蛋白，其表达呈现出典型的阶段特异性：在保幼激素（JH）水平较高的低龄幼虫期几乎不表达，而在五龄幼虫后期随JH水平下降才开始大量合成。尽管该表达模式与JH密切相关，但其背后的分子“开关”一直未被揭示。

协同调控：Dfd与PBX的“双人舞”

研究团队在BmLP1基因启动子区域发现一个全新的顺式作用元件，位于已知PBX结合位点相邻区域，并被证实为HOX转录因子Dfd的结合位点（图1a-b）。进一步实验表明，Dfd与PBX不仅表达模式高度一致（图1c-d），还能够在细胞内发生直接相互作用，形成功能性复合体（图2）。关键功能验证显示，过表达PBX与Dfd可显著抑制BmLP1表达，而敲低二者则有效激活其转录（图3，图4），明确揭示了PBX-Dfd复合体负调控BmLP1基因转录的生物学功能。

图1：PBX与Dfd对BmLP1表达的调控

（a）通过在线软件MatInspector预测BmLP1启动子上的顺式作用元件

（b）采用EMSA实验检测Dfd与BmLP1启动子CRE区域的结合能力

（c-d）利用RT-qPCR技术检测不同发育阶段脂肪体中PBX与Dfd的表达水平（c, d）

图2：PBX与Dfd的相互作用研究

（a）PBX与Dfd相互作用的BiFC分析：左图显示由PBX与Dfd形成的BiFC复合物（绿色荧光），细胞核经DAPI染色（蓝色）

（b-c）PBX与Dfd相互作用的GST-pull down分析

图3：过表达PBX与Dfd对BmLP1表达的影响

（a-c）通过RT-qPCR技术检测BmN细胞中过表达PBX和Dfd后，PBX、Dfd及BmLP1的表达水平

图4：干扰PBX与Dfd对BmLP1表达的影响

（a-c）通过RT-qPCR技术检测干扰PBX和Dfd后，PBX、Dfd及BmLP1的表达水平

科学意义：揭示激素调控发育的新路径

本研究系统阐释了JH调控家蚕营养储备的分子通路：在五龄幼虫早期，较高水平的JH通过促进PBX-Dfd复合体形成，抑制BmLP1转录，防止营养过早消耗；随着发育推进，JH滴度下降，抑制作用解除，BmLP1及其他30K蛋白得以大量合成，为变态期储备必需营养。该成果不仅解答了家蚕30K蛋白阶段特异性表达的核心调控机制，也为理解保幼激素在昆虫发育全过程中调控基因表达的普遍规律提供了新的模型和思路。

西南大学硕士生令狐青青和李浩云（已毕业）为论文第一作者，张艳副教授和赵萍教授为论文的通讯作者。

文章链接： https://doi.org/10.1111/imb.12998