高等動(dòng)物性激素的研究進(jìn)展

高等動(dòng)物性激素的研究進(jìn)展

激素是生物界中常見(jiàn)的微顆粒，在生物化學(xué)活動(dòng)中起著顯著的調(diào)節(jié)作用。在哺乳動(dòng)物等高等動(dòng)物中,許多不同種類(lèi)的激素在機(jī)體的生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖等方具有重要的調(diào)節(jié)作用。高等動(dòng)物激素根據(jù)化學(xué)性質(zhì)主要分為4類(lèi):類(lèi)固醇類(lèi)激素(腎上腺皮質(zhì)激素、雄性激素、雌性激素等);多肽及蛋白質(zhì)類(lèi)激素(各種垂體激素、各種下丘腦激素、降鈣素等);氨基酸衍生物激素(甲狀腺激素、腎上腺髓質(zhì)激素、松果體激素等);脂肪酸衍生物類(lèi)激素(前列腺激素等)。與高等動(dòng)物相比,昆蟲(chóng)中的激素種類(lèi)及數(shù)量都相對(duì)較少,主要分為類(lèi)固醇類(lèi)激素(蛻皮激素等)、多肽及蛋白質(zhì)類(lèi)激素(腦激素、滯育激素、激脂激素等)、萜烯類(lèi)激素(保幼激素等)3類(lèi)。深入研究發(fā)現(xiàn)昆蟲(chóng)內(nèi)分泌系統(tǒng)比以往假設(shè)的都要復(fù)雜,它可能與高等動(dòng)物的內(nèi)分泌系統(tǒng)有某些共同的特征(DeLoof,1982;ThorpeandDuve,1988),比如高等動(dòng)物中與生物活性相關(guān)的胺類(lèi)和前列腺素等肽類(lèi)物質(zhì)的同源物在昆蟲(chóng)體內(nèi)同樣存在(DeLoof,1987;Stanley-Samuelson,1987)。同一激素在高等動(dòng)物和包括昆蟲(chóng)在內(nèi)的無(wú)脊椎動(dòng)物之間的存在并沒(méi)有嚴(yán)格的限制。也就是說(shuō)同一激素可能同時(shí)存在于高等動(dòng)物和昆蟲(chóng)中,且在昆蟲(chóng)中同樣發(fā)揮著不可或缺的功能。比如胰島素就同時(shí)存在于高等動(dòng)物和昆蟲(chóng)中(ThorpeandDuve,1988),調(diào)節(jié)昆蟲(chóng)的代謝和發(fā)育(Mirthetal.,2014;Abrisquetaetal.,2014)。通常所說(shuō)的雌激素屬于高等動(dòng)物(如哺乳動(dòng)物)雌性激素,是一種甾類(lèi)物質(zhì)。哺乳動(dòng)物中的雌激素是由卵巢和黃體分泌的,主要包括雌二醇、雌酮和雌三醇3種。這3種雌激素在哺乳動(dòng)物中的活性相差很大,其中以雌二醇的活性最強(qiáng),雌酮次之,雌三醇最弱。一般認(rèn)為雌二醇是卵巢分泌的激素,雌三醇是雌二醇和雌酮的代謝產(chǎn)物。雌激素的生物學(xué)功能是通過(guò)其受體(estrogenreceptor,ER)的介導(dǎo)實(shí)現(xiàn)的,經(jīng)典的作用機(jī)制是雌激素與雌激素受體在核內(nèi)結(jié)合并激活雌激素受體,隨后受體二聚化并同目標(biāo)基因啟動(dòng)子上的特異性反應(yīng)元件(estrogenresponseelement,ERE)結(jié)合來(lái)調(diào)節(jié)目標(biāo)基因的轉(zhuǎn)錄,進(jìn)而發(fā)揮調(diào)控雌性生殖相關(guān)生理過(guò)程的功能。事實(shí)上,自高等動(dòng)物性激素發(fā)現(xiàn)后不久,人們就開(kāi)始思考甾類(lèi)性激素并非高等動(dòng)物特有,而是在動(dòng)物界中普遍存在的問(wèn)題。Sandor和Mehdi(1979)認(rèn)為高等動(dòng)物甾類(lèi)激素系統(tǒng)(包括皮質(zhì)類(lèi)固醇、孕激素、雄激素、雌激素)是非常古老的,這些甾類(lèi)激素系統(tǒng)存在于幾個(gè)動(dòng)物門(mén)甚至整個(gè)動(dòng)物界。盡管在越來(lái)越多的昆蟲(chóng)組織提取物中發(fā)現(xiàn)存在某些典型的高等動(dòng)物甾類(lèi)性激素(孕酮、睪酮、雌二醇),但目前對(duì)昆蟲(chóng)有沒(méi)有性激素(昆蟲(chóng)是否也像高等動(dòng)物一樣,性別相關(guān)的表型是由性別特異的激素調(diào)控)的研究并不多見(jiàn),而且觀(guān)點(diǎn)分歧很大:一是認(rèn)為昆蟲(chóng)中沒(méi)有性激素,其性別相關(guān)表型是由基因決定的;二是認(rèn)為蛻皮激素在昆蟲(chóng)中同時(shí)充當(dāng)著性激素的角色;三是認(rèn)為甾類(lèi)激素系統(tǒng)是非常古老的,高等動(dòng)物甾類(lèi)系統(tǒng)同樣存在于昆蟲(chóng)。本文以介紹雌激素類(lèi)似物在昆蟲(chóng)中的鑒定、生理作用、生物合成等為線(xiàn)索,重點(diǎn)討論昆蟲(chóng)是否具有性激素和現(xiàn)有的性激素(高等動(dòng)物)是否存在于昆蟲(chóng)中,分析高等動(dòng)物性甾類(lèi)物質(zhì)的生物合成在昆蟲(chóng)中發(fā)生的可能性,為無(wú)脊椎動(dòng)物中性激素的鑒定、來(lái)源、生物學(xué)功能及作用機(jī)制的進(jìn)一步研究提供參考。1關(guān)于昆蟲(chóng)性激素的主要觀(guān)點(diǎn)1.1sdx與sry基因整合昆蟲(chóng)中雌雄嵌合體(同一個(gè)體中同時(shí)表現(xiàn)雌雄兩性性狀)的發(fā)現(xiàn)和果蠅Drosophilamelanogaster性別決定基因Sex-lethal(Sxl),Transformer(Tra)和DoubleSex(DSX)研究的相對(duì)明朗,有觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為昆蟲(chóng)是沒(méi)有性激素的,昆蟲(chóng)性別特異的分化完全由基因決定。以昆蟲(chóng)性別決定和分化的3個(gè)主效基因中最下游的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子DSX為例:DSX在雌雄個(gè)體中以不同的剪接形式產(chǎn)生作用相反的翻譯產(chǎn)物,雌性個(gè)體中合成的DSX促進(jìn)雌特異基因的表達(dá),抑制雄特異基因的表達(dá);雄性個(gè)體中合成的DSX則促進(jìn)雄特異基因的表達(dá),抑制雌特異基因的表達(dá)。所以在嵌合體中,雌性表型部分的DSX基因是雌性特異的,雄性表型部分的DSX基因是雄性特異的。但昆蟲(chóng)性別特異的分化僅由基因決定的推論有待商榷。位于Y染色體上的哺乳動(dòng)物主要性別決定基因Sry僅在雄性個(gè)體中表達(dá),最初在雌性和雄性個(gè)體中都表達(dá)的核受體基因DAX1在雄性中與Sry基因同時(shí)表達(dá),隨后隨著精巢的發(fā)育表達(dá)量快速下調(diào),而在雌性中卻一直有表達(dá);一旦雄性個(gè)體中DAX1持續(xù)表達(dá)或者Sry基因表達(dá)不足,則該雄性個(gè)體就會(huì)朝著雌性表型發(fā)育(Swainetal.,1998)。也就是說(shuō)哺乳動(dòng)物中也有基因直接控制其性別相關(guān)表型的例子,但哺乳動(dòng)物中性激素的存在卻是一個(gè)無(wú)可爭(zhēng)議的事實(shí)。而且沒(méi)有激素信號(hào)的調(diào)控和指導(dǎo),細(xì)胞自主決定自身分化方向的觀(guān)點(diǎn)顯然與常理不符。1.2e對(duì)卵黃原蛋白和蛻皮激素的影響蛻皮激素(20-羥基蛻皮酮,20E)是昆蟲(chóng)的重要激素,影響昆蟲(chóng)的許多生理過(guò)程及行為。性激素,顧名思義,主要作用是調(diào)節(jié)性別相關(guān)(主要是第二性征)的過(guò)程。但昆蟲(chóng)第二性征的表現(xiàn)或者說(shuō)衡量標(biāo)準(zhǔn)與哺乳動(dòng)物不盡相同:哺乳動(dòng)物的第二性征在宏觀(guān)上很容易辨別,而某些昆蟲(chóng)的第二性征開(kāi)始的宏觀(guān)表現(xiàn)卻并不明顯,通常是通過(guò)內(nèi)在的其他性別特異的特征來(lái)加以確定。卵生昆蟲(chóng)雌性第二性征開(kāi)始的重要變化之一,就是一種雌特異高量表達(dá)的蛋白質(zhì)———卵黃原蛋白(vitellogenin,Vg)的合成(向仲懷等,2005)。研究證實(shí)增加果蠅(Bownesetal.,1983)體內(nèi)20E的含量可促進(jìn)卵黃原蛋白的合成和沉積;另有些學(xué)者發(fā)現(xiàn)20E可以促進(jìn)昆蟲(chóng)的卵巢發(fā)育,由此將蛻皮激素看做昆蟲(chóng)的性激素(DeLoofandHuybrechts,1998;DeLoof,2006)。在蜜蜂的研究中,用20E處理蜜蜂腹部能使脂肪體合成的總蛋白質(zhì)的量增加,但卵黃原蛋白的合成沒(méi)有明顯的變化。雖然大多數(shù)蜜蜂在高濃度20E存在的情況下,卵巢也有相應(yīng)的發(fā)育(對(duì)蜂王而言這種現(xiàn)象尤其顯著),然而許多工蜂也有高度發(fā)育的卵巢,但它們體內(nèi)的20E水平甚至用放射免疫分析(radioimmuneassay,RIA)方法都檢測(cè)不到(Feldlauferetal.,1986;Robinsonetal.,1991)。另外,蛻皮激素在昆蟲(chóng)中最主要的作用是促進(jìn)蛻皮、變態(tài)發(fā)育等過(guò)程。有些昆蟲(chóng)(如家蠶Bombyxmori)卵黃合成與化蛹蛻皮相伴發(fā)生,雖在家蠶中有研究顯示蛻皮激素能調(diào)控其卵黃原蛋白的合成,但與家蠶卵黃原蛋白基因表達(dá)趨勢(shì)一致的基因(如轉(zhuǎn)錄因子Broad-Complex)同樣受到蛻皮激素的調(diào)節(jié)(Rezaetal.,2004)。事實(shí)上該基因在家蠶中的表達(dá)并沒(méi)有明顯的性別特異性,說(shuō)明蛻皮激素在家蠶變態(tài)期的生理作用并不僅僅是針對(duì)第二性征(Vg)的。況且目前關(guān)于蛻皮激素在高等動(dòng)物中生理作用的研究,并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)蛻皮激素可以使高等動(dòng)物產(chǎn)生與性激素相類(lèi)似生理反應(yīng)的報(bào)道(SlamaandLafont,1995;DinanandLafont,2006)。1.3克氏原螯蝦err基因檢測(cè)高等卵生動(dòng)物的卵黃原蛋白對(duì)雌激素的響應(yīng)是毋庸置疑的(ZhaoandHu,2012),已有研究報(bào)道一些無(wú)脊椎動(dòng)物的Vg也是能應(yīng)答雌激素的(Saavedraetal.,2012)。在原雞Gallusgallus、奧利亞羅非魚(yú)Oreochromiscoaureus等卵生動(dòng)物中相繼發(fā)現(xiàn)ER基因的cDNA序列,說(shuō)明雌激素并不僅僅在哺乳動(dòng)物等高等動(dòng)物中發(fā)揮作用,在脊椎卵生動(dòng)物體內(nèi)同樣能發(fā)揮作用。果蠅基因組測(cè)序完成后,Thornton等(2003)在《Science》上發(fā)表文章認(rèn)為果蠅、秀麗隱桿線(xiàn)蟲(chóng)Caenorhabditiselegans和海鞘Molgulamanhattensis中不存在ER,只存在雌激素相關(guān)受體(ERR)。以MAGE3軟件的UPGMA程序?qū)?bào)道的昆蟲(chóng)和部分無(wú)脊椎動(dòng)物ERR和人類(lèi)以及斑馬魚(yú)Daniorerio的ERR和ER進(jìn)行進(jìn)化分析(圖1),結(jié)果顯示,這些受體可分為3組,除了家蠶ERR,所列昆蟲(chóng)的ERR聚在一起,脊椎動(dòng)物和無(wú)脊椎動(dòng)物的ERR和ER聚在一起,而家蠶ERR和斑馬魚(yú)ERR-β的基因起源于西方盲走螨Metaseiulusoccidentalis的ERR基因,在進(jìn)化上相對(duì)原始。雖然昆蟲(chóng)的ERR和脊椎動(dòng)物ER親緣關(guān)系相對(duì)較遠(yuǎn),但昆蟲(chóng)中的ERR基因同高等動(dòng)物的ER基因具有共同的祖先,它們都來(lái)源于比昆蟲(chóng)ERR更早的ERR基因,祖先ERR基因具有和高等動(dòng)物雌激素受體類(lèi)似的功能。所以另外一種看法認(rèn)為昆蟲(chóng)是有性激素的,而且這種“昆蟲(chóng)性激素”與高等動(dòng)物性激素性質(zhì)和功能是一致的,它們結(jié)構(gòu)相似并且也調(diào)節(jié)著昆蟲(chóng)性別相關(guān)的生理過(guò)程。2高等動(dòng)物激素類(lèi)似物的存在原因高等動(dòng)物性激素是普遍存在的,如果在昆蟲(chóng)中也含有而且同樣扮演著性激素的角色,至少需要3個(gè)前提,以雌激素在昆蟲(chóng)中的研究為例:(1)昆蟲(chóng)中能檢測(cè)到高等動(dòng)物雌激素類(lèi)似物的存在;(2)昆蟲(chóng)能應(yīng)答高等動(dòng)物雌激素,且高等動(dòng)物雌激素在昆蟲(chóng)中也有相對(duì)應(yīng)的性激素作用,比如雌激素在昆蟲(chóng)中的主要功能更傾向于調(diào)節(jié)雌性相關(guān)的生理過(guò)程;昆蟲(chóng)中高等動(dòng)物雌激素類(lèi)似物提取物能在高等動(dòng)物中產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的功能,比如昆蟲(chóng)中提取的高等動(dòng)物雌激素類(lèi)似物能使高等動(dòng)物產(chǎn)生雌激素效應(yīng);(3)無(wú)論這種類(lèi)似物在昆蟲(chóng)中的合成路徑是否與在高等動(dòng)物中一致,昆蟲(chóng)能夠合成這種物質(zhì),體內(nèi)有參與催化合成這種物質(zhì)的酶類(lèi)。2.1高等動(dòng)物激素類(lèi)似物的鑒定檢測(cè)昆蟲(chóng)中高等動(dòng)物雌激素類(lèi)似物主要是將需要鑒定的實(shí)驗(yàn)材料(昆蟲(chóng)或者昆蟲(chóng)組織)經(jīng)過(guò)一定的前處理后,根據(jù)雌激素本身的性質(zhì)濃縮到一定程度后,通過(guò)高效液相色譜(HPLC)、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)、放射免疫分析(RIA)等方法進(jìn)行鑒定。目前報(bào)道在昆蟲(chóng)綱的直翅目、雙翅目、膜翅目、鞘翅目、鱗翅目等昆蟲(chóng)中均存在高等動(dòng)物雌激素類(lèi)似物(Mechoulametal.,1984;Denlingeretal.,1987)。2.2高等動(dòng)物激素類(lèi)似物的生理功能雖然比較普遍的看法認(rèn)為性激素主要調(diào)節(jié)哺乳動(dòng)物等高等動(dòng)物性別相關(guān)的表型,但后來(lái)的有研究發(fā)現(xiàn)高等卵生動(dòng)物的Vg也能響應(yīng)高等動(dòng)物的性激素(Tyleretal.,1996;Kangetal.,2002;邴欣等,2004;ZhaoandHu,2012),隨著研究的深入,近年來(lái)又發(fā)現(xiàn)雌激素對(duì)無(wú)脊椎動(dòng)物Vg同樣具有調(diào)控作用(Tominagaetal.,2003;Novilloetal.,2005;Garcia-Alonsoetal.,2006;Matozzoetal.,2008)。盡管尚不能確定昆蟲(chóng)中已經(jīng)檢測(cè)到的高等動(dòng)物雌激素類(lèi)似物是否由昆蟲(chóng)自身合成,仍有研究者將目光集中于高等動(dòng)物雌激素類(lèi)似物在昆蟲(chóng)中具體的生理功能上。在昆蟲(chóng)中的相關(guān)研究以家蠶為例:Ohnishi等(1985)通過(guò)GC-MS從家蠶卵巢中鑒定到了雌激素類(lèi)似物,并證明體外培養(yǎng)的家蠶卵巢能代謝雌激素(Ogisoetal.,1986)。印度學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)高等動(dòng)物雌激素可以改變家蠶血液和卵巢中雌特異蛋白質(zhì)的含量(ShantanuandRay,2013),并發(fā)現(xiàn)在家蠶后部絲腺中有能結(jié)合雌激素的蛋白質(zhì),推測(cè)高等動(dòng)物雌激素在家蠶絲腺中引起的生理反應(yīng)是通過(guò)受體介導(dǎo)的(KeshanandRay,2001)。Yang等(2010)的研究發(fā)現(xiàn),雌蠶蠶蛹粉提取物能使小鼠產(chǎn)生明顯的雌激素效應(yīng),說(shuō)明家蠶中也含有與高等動(dòng)物雌激素功能類(lèi)似的物質(zhì)。蜂王漿中也能檢測(cè)到大量的雌激素存在,且蜂王漿對(duì)由于性激素分泌不足導(dǎo)致的男女更年期綜合癥、骨質(zhì)疏松癥及男女不育癥都有很好的改善作用(王本祥,1981;郭芳彬,2006)。2.3高等動(dòng)物激素類(lèi)似物的合成昆蟲(chóng)中雖然能檢測(cè)到雌激素(高等動(dòng)物)類(lèi)似物的存在,但對(duì)其來(lái)源的看法并不統(tǒng)一。一種說(shuō)法是昆蟲(chóng)合成高等動(dòng)物雌激素是由另外一條完全不同于高等動(dòng)物中由膽固醇到孕烯醇酮的路徑。也就是說(shuō)昆蟲(chóng)從另外一個(gè)完全不同的生物合成路徑合成與高等動(dòng)物相似的雌激素。例如,蛻皮激素(也是一種甾類(lèi)物質(zhì))在昆蟲(chóng)中的生物合成就與經(jīng)典高等動(dòng)物甾類(lèi)激素有明顯區(qū)別,說(shuō)明昆蟲(chóng)和高等動(dòng)物在合成和代謝甾類(lèi)物質(zhì)上是有差別的。文獻(xiàn)報(bào)道昆蟲(chóng)合成蛻皮激素的系統(tǒng)與高等動(dòng)物合成甾類(lèi)物質(zhì)的系統(tǒng)有一個(gè)共同的來(lái)源(Thorntonetal.,2003)。蛻皮激素的合成就像高等動(dòng)物中皮質(zhì)類(lèi)固醇與性激素一樣是甾類(lèi)物質(zhì)合成的一個(gè)分支(Sweversetal.,1991)。另一種說(shuō)法是昆蟲(chóng)中的雌激素來(lái)源于食物(GawienowskiandGibbs,1969;Geuns,1978),不過(guò)另有報(bào)道說(shuō)昆蟲(chóng)腸道對(duì)甾類(lèi)物質(zhì)的吸收并不容易(Feyereisenetal.,1976)。好在大多數(shù)高等動(dòng)物雌激素合成過(guò)程中的代謝中間體已經(jīng)研究清楚,且對(duì)應(yīng)的放射標(biāo)記物已經(jīng)商業(yè)化(如膽固醇、孕烯醇酮、黃體酮、17α-羥孕烯醇酮、17α-羥黃體酮、棄氫表雄酮、雄烯二酮、睪酮、5α-雙氫睪酮、雌酮、雌二醇等),而且通過(guò)現(xiàn)有手段已經(jīng)可以輕易地測(cè)量到ng級(jí)的甾類(lèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)換。目前主要通過(guò)比較生物學(xué)的方法研究昆蟲(chóng)中高等動(dòng)物雌激素類(lèi)似物的生物合成,即參照高等動(dòng)物雌激素生物合成中的某一路徑或者某一個(gè)反應(yīng)(圖2:根據(jù)維基百科重繪/wikipedia/commons/f/f4/Steroidogenesis_%28zhcn%29.svg)。將參與該反應(yīng)的物質(zhì)使用放射性標(biāo)記(3H,14C)后導(dǎo)入昆蟲(chóng)組織或體內(nèi),一定時(shí)間后測(cè)定被標(biāo)記物質(zhì)量的變化和鑒定含有放射性的物質(zhì),衡量待測(cè)昆蟲(chóng)或者組織中有沒(méi)有某個(gè)代謝路徑,以此推斷昆蟲(chóng)是否具有合成雌激素類(lèi)似物反應(yīng)的能力。這方面的研究主要是通過(guò)體內(nèi)和體外兩種方式實(shí)現(xiàn)的:體外研究主要通過(guò)將標(biāo)記后的甾類(lèi)物質(zhì)與加入適量輔因子(NADP+和NAD+)的昆蟲(chóng)勻漿液或者一定環(huán)境中培養(yǎng)的組織共同孵育,多數(shù)研究集中于昆蟲(chóng)的性腺,因?yàn)楦鶕?jù)比較內(nèi)分泌學(xué)的觀(guān)點(diǎn),性腺是最有可能產(chǎn)生上述反應(yīng)的組織(LehouxandSandor,1970;Ogisoetal.,1986)。體內(nèi)研究則將高等動(dòng)物的甾類(lèi)物質(zhì)注射到昆蟲(chóng)體腔或用高等動(dòng)物的甾類(lèi)物質(zhì)喂養(yǎng)昆蟲(chóng),然后從整個(gè)蟲(chóng)體或者某個(gè)特異的組織中分離代謝產(chǎn)物。3催化劑的結(jié)構(gòu)由于高等動(dòng)物產(chǎn)生甾類(lèi)物質(zhì)的組織及其鑒定標(biāo)準(zhǔn)可以被借鑒,所以對(duì)高等動(dòng)物甾類(lèi)合成過(guò)程中某一物質(zhì)在昆蟲(chóng)中的代謝檢測(cè)就相對(duì)比較容易。但是要證明昆蟲(chóng)中有高等動(dòng)物甾類(lèi)物質(zhì)的代謝系統(tǒng),就必須證明昆蟲(chóng)中有高等動(dòng)物甾類(lèi)物質(zhì)代謝過(guò)程中需要的典型酶類(lèi)。高等動(dòng)物中代謝甾類(lèi)物質(zhì)的酶主要分為以下幾類(lèi):一是甾類(lèi)物質(zhì)合成相關(guān)的酶。高等動(dòng)物從膽固醇合成雌激素和雄激素主要需要膽固醇支鏈裂解(SCC)、3β-羥基固醇脫氫酶(HSD)、異構(gòu)酶,17α-羥化酶、C17-C20裂解酶、芳香酶、21-羥化酶和11β-羥化酶等;二是活化或者使甾類(lèi)物質(zhì)失活的酶。主要是羥基固醇脫氫酶,該酶催化甾類(lèi)分子上不同位置上(3α/3β/11β/17β/20α/20β)的酮/羥基發(fā)生氧化還原反應(yīng),以及一些異構(gòu)酶;三是使甾類(lèi)物質(zhì)形成共軛形式的酶。有些甾類(lèi)物質(zhì)會(huì)結(jié)合到一些像葡萄糖、葡萄糖酸、硫酸鹽、脂肪酸等非甾體的底物上,這就需要相應(yīng)的酶來(lái)催化,即葡萄糖轉(zhuǎn)移酶、葡糖醛酸內(nèi)酯轉(zhuǎn)移酶、磺基轉(zhuǎn)移酶、?；D(zhuǎn)移酶等,這類(lèi)酶往往與甾類(lèi)物質(zhì)的活化和失活有關(guān)。目前通過(guò)放射性標(biāo)記底物的實(shí)驗(yàn),推斷昆蟲(chóng)中確實(shí)存在某些脊椎動(dòng)物中催化甾類(lèi)合成的酶,但從膽固醇到孕烯醇酮的這一代謝轉(zhuǎn)化在昆蟲(chóng)中沒(méi)有發(fā)現(xiàn),也就是說(shuō)在昆蟲(chóng)中沒(méi)有高等動(dòng)物催化膽固醇合成孕烯醇酮的酶(膽固醇支鏈裂解酶)。如果昆蟲(chóng)具有合成高等動(dòng)物甾類(lèi)激素的能力,那么理論上它們的生物合成就不是從膽固醇開(kāi)始的;更沒(méi)有發(fā)現(xiàn)某一種昆蟲(chóng)同時(shí)具備了發(fā)生所有脊椎動(dòng)物甾類(lèi)激素合成反應(yīng)的能力;另外,雖然在某些昆蟲(chóng)中發(fā)現(xiàn)了高等動(dòng)物甾類(lèi)激素合成過(guò)程中的芳香酶、5α/β還原酶和羥化酶等活性,但它們僅存在于少數(shù)昆蟲(chóng)中,沒(méi)有普遍性;目前在昆蟲(chóng)中普遍存在的只有羥基固醇脫氫酶和催化甾類(lèi)物質(zhì)形成共軛形式的酶(葡糖醛酸內(nèi)酯轉(zhuǎn)移酶、磺基轉(zhuǎn)移酶、酰基轉(zhuǎn)移酶)。4高等動(dòng)物蝽類(lèi)激素類(lèi)似物在昆蟲(chóng)中的生理效應(yīng)昆蟲(chóng)“性激素”研究進(jìn)展緩慢,一方面因?yàn)槔ハx(chóng)中存在雌、雄嵌合體和性別特異的基因剪切,所以有觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為昆蟲(chóng)是沒(méi)有性激素的;另一方面,昆蟲(chóng)種類(lèi)繁多且發(fā)育調(diào)控復(fù)雜,不同昆蟲(chóng)中同一類(lèi)型基因的表達(dá)可以受到不同甚至作用相反的激素的調(diào)節(jié)。保幼激素可以促進(jìn)蜚蠊、蟋蟀等Vg基因的表達(dá),但家蠶Vg基因則受到保幼激素的抑制,起促進(jìn)作用的是蛻皮激素,而蚊子的Vg基因則同時(shí)受到保幼激素和蛻皮激素的影響。還有與激素本身在昆蟲(chóng)中的含量過(guò)低,難以分離和純化,檢測(cè)手段不夠特異等都有一定的關(guān)系。加之目前主要是通過(guò)放射免疫分析(RIA)方法對(duì)昆蟲(chóng)激素進(jìn)行定量(DeClercketal.,1988),但該方法往往會(huì)檢測(cè)到交叉感染后的非特異性結(jié)合,也就是說(shuō)顯示的含量往往高于實(shí)際含量(CookandBeastall,1987)。另外一種常用檢測(cè)方法GC-MS,盡管靈敏度很高,但由于檢測(cè)之前需要對(duì)樣本進(jìn)行相對(duì)復(fù)雜的前處理導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果波動(dòng),重復(fù)性不高。不過(guò)這些問(wèn)題隨著生物化學(xué)、生物物理學(xué)等學(xué)科的發(fā)展進(jìn)步,都在逐步完善。對(duì)同一物質(zhì)鑒定的結(jié)果,光譜、色譜相結(jié)合或者相互佐證,加之核磁共振技術(shù)的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用對(duì)將來(lái)這些物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)和結(jié)構(gòu)的確認(rèn)提供了巨大的保障。盡管如此,高等動(dòng)物甾類(lèi)激素類(lèi)似物在昆蟲(chóng)等一些無(wú)脊椎動(dòng)物中的存在幾乎是一個(gè)不容置疑的事實(shí),遺憾的是高等動(dòng)物甾類(lèi)激素在昆蟲(chóng)中的生理效應(yīng)到目前為止沒(méi)有一個(gè)令人信服的報(bào)道。不同的研究者報(bào)道的生理效應(yīng)相互沖突,或者同一甾類(lèi)物質(zhì)在不同的昆蟲(chóng)種中的生理效應(yīng)相互沖突(Mordue,1967;JonesandReynolds,1980;Gawienowskietal.,1987)。一些觀(guān)察到的生理效應(yīng)是由幾種不同的甾類(lèi)物質(zhì)甚至是由非甾類(lèi)物質(zhì)引起的(Gawienowskietal.,1987),這說(shuō)明昆蟲(chóng)組織對(duì)高等動(dòng)物甾類(lèi)物質(zhì)的應(yīng)答不特異。加之有些能觀(guān)測(cè)到效應(yīng)的高等動(dòng)物甾類(lèi)物質(zhì)量都明顯高于昆蟲(chóng)中實(shí)際檢測(cè)到的類(lèi)似物質(zhì)的量(OgisoandOhnishi,1986)。另外,多數(shù)相關(guān)研究樣本量很小,結(jié)論有待商榷(Lawrence,1990)。不過(guò)目前有一個(gè)高等動(dòng)物甾類(lèi)物質(zhì)在昆蟲(chóng)中發(fā)揮著與其在高等動(dòng)物中生理過(guò)程一致的例子,即高等動(dòng)物甾類(lèi)激素可以調(diào)控歐洲兔虱Spilopsylluscuniculi的生殖循環(huán)(RothschildandFord,1964a,1964b)。但這很有可能只是該昆蟲(chóng)為了適應(yīng)寄生生活而產(chǎn)生的突變,沒(méi)有直接的證據(jù)能說(shuō)明高等動(dòng)物的甾類(lèi)物質(zhì)在這種兔虱中扮演的是激素的角色,也許此物質(zhì)的作用僅僅是作為激活兔虱自身內(nèi)分泌系統(tǒng)的一個(gè)信號(hào)。另外,