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昆虫脑内胆碱能系统在中枢神经系统中起着重要作用,参与感觉、运动、学习、记忆等生理活动,与昆虫的复杂行为密切相关,一直以来就是科学研究的热点问题。胆碱能系统中存在两类重要的受体,即烟碱型受体(nicotinic acetylcholine receptor,nAChR)和毒蕈碱型受体(muscarinic acetylcholine receptor,mAChR)。根据其药理学特点毒蕈碱型受体又分为两大类,M1类激活型受体和M2类抑制型受体。目前已发现的昆虫mAChR属于M1类受体。在昆虫中,M2类受体一直未见报道。社会性昆虫行为复杂,具有十分高级的神经系统。本实验选取社会性昆虫中两个代表种——拟黑多刺蚁和意大利蜜蜂——为研究材料。拟黑多刺蚁(Plyhachis vicina Rogher)是一种群居生活而且分工明确的社会性昆虫,同时它也是具有极高药用价值的一类昆虫;意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica Spinola)是我国许多省区饲养的主要蜂种之一。采用石蜡组织包埋切片技术、链霉亲合素-生物素-过氧化物酶(SABC)免疫组织化学方法,研究毒蕈碱型乙酰胆碱受体类似物在拟黑多刺蚁和意大利蜜蜂不同组织中的分布;最后用生物信息学方法分析蜜蜂类似毒蕈碱型乙酰胆碱受体基因并对其进行功能预测。研究结果如下:1.拟黑多刺蚁脑部存在毒蕈碱Ⅱ型乙酰胆碱受体类似物;且拟黑多刺蚁不同品级间毒蕈碱Ⅱ型乙酰胆碱受体类似物的表达明显不同,该受体类似物可能在拟黑多刺蚁不同品级蚂蚁的行为分化中起着一定的作用;毒蕈碱Ⅱ型乙酰胆碱受体类似物在拟黑多刺蚁脑内的外触角神经通路、中触角神经通路、内触角神经通路上均有表达。2.用HE染色对意大利蜜蜂工蜂脑部结构进行显微观察,分出明显的三个部分,前脑、中脑、后脑。意大利蜜蜂工蜂脑部有毒蕈碱Ⅱ型乙酰胆碱受体类似物阳性表达,且表达区域与拟黑多刺蚁工蚁不同,主要分布在脑腹体与蕈形体冠相连的神经纤维通路上、侧前脑叶、腹后视连合、后脑食道下神经节。3.外围神经系统中,拟黑多刺蚁在神经末梢和肌肉结合处有毒蕈碱Ⅱ型乙酰胆碱受体类似物表达。工蚁头部口器肌中的上颚肌(背展肌和背收肌)处神经末梢有毒蕈碱Ⅱ型乙酰胆碱受体类似物阳性反应;雄蚁胸部纵肌和背腹肌处神经末梢有毒蕈碱Ⅱ型乙酰胆碱受体类似物阳性反应。另外意大利蜜蜂工蜂胸部肌肉处神经末梢也检测到毒蕈碱Ⅱ型乙酰胆碱受体类似物阳性反应。4.利用生物信息学方法分析意大利蜜蜂类似毒蕈碱型乙酰胆碱受体基因(XM395760),得到该基因的EST组成、染色体定位和氨基酸组成、等电点、疏水/亲水区、跨膜区等蛋白性质;并与其它物种的同源蛋白比较,分析保守序列的功能特点;结合已有实验结论和PROSITE数据库中的预测信息,推测出其功能位点。最后用Mega 3.0分析获得了12个物种毒蕈碱型乙酰胆碱受体的遗传距离,建立系统发育树。本研究首次证实M2型乙酰胆碱受体类似物在社会性昆虫神经系统中普遍存在,研究了其在拟黑多刺蚁和意大利蜜蜂神经系统的分布情况。但要详细阐明社会性昆虫中毒蕈碱Ⅱ型乙酰胆碱受体类似物的功能,还需要进一步从药理学方面和分子水平做深入研究。希望我们的工作能为今后深入研究社会性昆虫毒蕈碱型乙酰胆碱受体的结构和功能,提供理论依据。