溴氰菊酯因具有良好的生物活性和环境相容性而被广泛应用于公共卫生、兽医学、尤其是农业领域,使其成为全球广泛使用的拟除虫菊酯之一,导致了全球性的抗药性,而且与其它类型的杀虫剂之间存在广泛的交互抗性。因此,深入研究溴氰菊酯的抗性机理具有非常重要的意义。Keap1-Nrf2-ARE通路是目前已知的最重要的内源性抗氧化应激通路之一。Nrf2转录因子在活性氧刺激下会与构象发生改变的Keap1蛋白解偶联,移位至细胞核内集聚并且与抗氧化反应元件结合,从而激活下游大量抗氧化蛋白与代谢解毒酶。大量研究表明,除活性氧以外,很多外源性有毒物质也会刺激机体内该通路的表达。本课题组的前期实验发现,溴氰菊酯能明显提高果蝇Kc细胞内Nrf2基因的表达水平,并促进Nrf2转录因子向核内移位和集聚。本研究在此基础上,比较了Nrf2和Keap1基因过表达或被干扰情况下细胞对溴氰菊酯的耐受水平的影响,以及Nrf2和Keap1基因表达水平变化对细胞基因表达谱的影响,证实Keap1-Nrf2-ARE通路与溴氰菊酯耐受相关。主要结果如下:1)流式细胞数据分析显示20 ppm的溴氰菊酯处理果蝇Kc细胞24 h能促进细胞凋亡,Nrf2基因过表达,会降低由于溴氰菊酯所造成的细胞凋亡,过表达Keap1基因或干扰Nrf2基因则效果相反。2)转录组测序分析发现,溴氰菊酯胁迫细胞中268个基因的表达水平发生变化,包括细胞色素P450家族基因,谷胱甘肽巯基转移酶家族基因,合成乙酰胆碱酯酶的ace基因,免疫相关基因以及与细胞周期和表皮生成有关的基因,对差异表达基因进行GO分类分析,发现大多基因属于生物过程功能组分中,主要参与生物调节、代谢、解毒、免疫及转运过程。3)在Keap1基因过表达细胞中,溴氰菊酯胁迫引起细胞色素P450家族中的许多基因表达明显下调,且一些与人类疾病相关基因和非编码RNA表达也发生了明显变化。以上结果表明,Keap1-Nrf2-ARE通路与果蝇Kc细胞对溴氰菊酯的耐受存在关联,研究结果为进一步阐明溴氰菊酯抗性的复杂机理提供了新思路。