组织蛋白酶D(cathepsin D，CTSD/CathD/CATD)是一种溶酶体天冬氨酸蛋白酶，在溶酶体中消化废弃的蛋白质以维持细胞的健康状态，CTSD在不同的生理和病理条件下还具有促凋亡和促增殖的双重功能，即以成熟形式（m-CTSD）进入胞浆，引起细胞凋亡，以酶原形式（pro-CTSD）分泌到细胞外，促进细胞增殖。因此，CTSD的表达、成熟和分泌是决定其促凋亡或促增殖功能的关键，但是其调控机制却不清楚。全变态昆虫在从幼虫变为成虫的变态发育过程中，在蜕皮激素（20E）调控下发生幼虫组织凋亡和成虫组织增殖的组织重塑过程，并且不同的组织及细胞有不同的命运，其分子机制也不清楚。

赵小凡教授团队近期在Autophagy发表了题为《自噬激发组织蛋白酶D成熟和细胞内定位促进细胞凋亡》的文章，利用重大农业害虫棉铃虫为研究模型，阐明了昆虫变态发育过程中蜕皮激素促进CTSD表达、成熟和分泌的分子机制及其在昆虫变态发育的组织重塑中的作用。

研究者揭示了第233位的天冬酰胺（N233）的糖基化决定了CTSD酶原（pro-CTSD）的分泌，蜕皮激素促进CTSD的表达，并通过自噬诱导CTSD的成熟，使其滞留在幼虫中肠细胞内，促进凋亡蛋白酶Caspase-3活化，从而促进幼虫中肠凋亡。蛹表皮中的酶原发生糖基化（G-pro-CTSD），释放到血淋巴中，促进成虫脂肪体的DNA内复制和细胞增殖。该研究揭示了CTSD表达、成熟和分泌的分子机制、自噬与凋亡的关系及转化机制、以及昆虫变态发育的组织重塑中不同组织细胞命运的分子机制，对于研发调控CTSD双重功能促进细胞凋亡或增殖的策略提供了理论参考，为害虫控制提供了靶标基因，具有重要的理论意义和实践价值。

生命科学学院在读博士生邸宇琴为该论文的第一作者，赵小凡教授为通讯作者，山东大学为署名单位。该研究得到国家自然科学基金重点项目资助。

图示.20E调控CTSD表达、成熟、分泌的分子机制及其在昆虫变态发育中对组织重塑的作用。

赵小凡教授课题组以重大农业害虫棉铃虫为材料，长期研究蜕皮激素调控昆虫变态发育的分子机制，获得国家自然科学基金重点项目的系列资助，研究揭示了蜕皮激素调控昆虫变态发育的分子机理，为害虫控治提供了理论知识和靶标基因，成果发表在Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, Autophagy,Development,PloSGenetics, Journal ofBiological Chemistry等国际知名期刊上。

原文链接：https://doi.org/10.1080/15548627.2020.1752497