家蝇（Musca domestica）为双翅目蝇科蝇属昆虫,繁殖和扩散能力强,是人类所知全球分布最广的昆虫之一,其强大的环境适应能力和抗逆防御系统得到了越来越多研究者的关注。氧化还原系统在生物体抵抗病原或外界环境胁迫过程中,通过调控氧化还原平衡来介导信号传导和抗菌免疫反应。硫氧还蛋白（thioredoxin,Trx）被认为是机体重要的抗氧化组成之一,其抗氧化角色在哺乳动物中有较多研究,但昆虫Trx的抗氧化机制研究较少。本实验对家蝇的一种线粒体特异表达的Trx2（MdTrx2）基因进行了研究,重点关注在重金属等氧化应激诱导物胁迫下MdTrx2对机体和线粒体的保护功能,主要研究结果如下:1.根据转录组信息,克隆获得MdTrx2基因c DNA序列720 bp,包含一个423 bp的完整开放阅读框（ORF）,编码一条140个氨基酸残基组成的蛋白序列,MdTrx2蛋白含有Trx结构域以及典型的2个半胱氨酸构成的氧化还原活性位点“C-X-X-C”,与人Trx2蛋白具有43.08%序列相似性。在家蝇基因组中共搜索到13个Trx基因,其中MdTrx2的编码蛋白被预测定位于线粒体上。2.利用原核表达系统对家蝇MdTrx2进行了重组表达,体外实验显示纯化的rMdTrx2对胰岛素的二硫键具有还原活性。与空载转化菌株相比,rMdTrx2的重组菌株表现出显著升高的吩嗪硫酸甲酯（Phenazine methosulfate,PMS）耐受能力,证实MdTrx2参与细胞的抗氧化过程。同时利用等温滴定量热法（ITC）测定了rMdTrx2与重金属(Cd2+和Cu2+)结合反应的热力学和动力学参数,结果显示rMdTrx2具有结合重金属Cd2+和Cu2+的能力,结果说明MdTrx2可能在抗重金属胁迫中发挥重要功能。3.利用单克隆抗体技术制备MdTrx2的单克隆抗体,筛选纯化得到4株优良抗体。使用制备的单克隆抗体,通过Western Blot检测了MdTrx2在家蝇不同发育阶段和不同组织中蛋白表达情况,结果表明MdTrx2在家蝇的卵和蛹中没有表达,在羽化后第5天的成蝇表达量最高,表达水平具有明显的发育相关性;MdTrx2在幼虫和成蝇不同组织中均有表达,在家蝇幼虫的肠道和脂肪体,成蝇的马氏管和神经组织中表达量较高。4.通过荧光定量PCR从mRNA水平检测了家蝇MdTrx2在盐酸阿霉素（doxorubicin,DOX）、CdCl2和CuCl2暴露后的表达变化,结果显示MdTrx2在DOX、CdCl2和CuCl2处理后均有显著升高,表明这些条件刺激对MdTrx2基因的转录表达具有促进作用。5.为了进一步分析MdTrx2在抗重金属胁迫过程中的作用机制,通过dsRNA显微注射法成功敲低MdTrx2在家蝇幼虫体内的表达。此时再用重金属Cd2+处理幼虫,与对照组相比,MdTrx2干扰组的存活能力显著降低,同时线粒体复合物I和II的活性也明显受到抑制,推测MdTrx2在维持线粒体氧化还原平衡过程中起到重要作用,在重金属等胁迫条件下,MdTrx2功能缺失会增加氧化应激水平,进而造成线粒体功能损伤,造成复合物I和II的活性降低。总之,该论文证实家蝇MdTrx2在维持线粒体功能稳定性方面发挥重要作用,参与宿主的抗重金属胁迫过程,维持机体氧化还原平衡。