1994年，世界卫生组织对细菌耐药性的监测结果给全世界提出了警告：细菌对抗生素产生的耐药性正在以惊人的速度增加，现有的抗生素药物正在失去原来的疗效（陈代杰，2001）。随着昆虫学研究的进一步深入，人们发现昆虫虽然没有完善的免疫防御体系，但体内存在高效的无细胞免疫系统，是一类具有高度适应性和防卫机能的动物。1972年，瑞典科学家boman等首先从天蚕蛹中发现抗菌肽，以惜古比天蚕（hyalophora ce-cropia）为实验材料，注射蜡状芽抱杆菌诱导产生抗菌肽（cecropins），后又从家蚕。柞蚕、蓖麻蚕及多种昆虫中均分离到抗菌肽（faye等，1975），目前已达100多种。昆虫抗菌肽是昆虫细胞特定基因编码产生的一类小分子多肽，具有广谱抗菌性，尤其对耐药菌株有明显的杀伤作用，且不破坏生物体的细胞，无免疫原性，它的生成和释放是机体炎症反应的组成部分，是宿主防御细菌、真菌等病原微生物入侵的重要屏障，因此抗菌肽迅速成为生命科学领域研究的热点。国内外科学家在研究其生物特性的基础上，采用分子生物学和基因工程技术手段，将抗菌肽基因重组到动植物或微生物体内，希望生产出抗菌的转基因动植物或大量的抗菌肽，以作为新一代替代抗生素的抗菌药物。因此，对昆虫抗菌肽的研究具有重要意义和应用价值。
１ 昆虫抗菌肽的类型及生物学特征
昆虫抗菌肽是昆虫免疫的效应物。昆虫在受创伤或感染细菌后，细菌脂多糖诱导昆虫的细胞和脂肪体迅速分泌抗菌肽，杀死细菌。昆虫抗菌肽是由细胞中核糖体合成的一类碱性多肽，具有分子量小、热稳定性和水溶性好、无免疫原性等特点（赵东红等，1999）。根据氨基酸组成和结构特点昆虫抗菌肽大致分为以下5类。
1.l 天蚕素类（ cecropions）由31-39个氨基酸残基组成，分子内有两亲性的α-螺旋结构，不含cys，不具有二硫键，n一端区域强碱性，c一端一半为中性疏水区，等电点为8．9－9.5，100℃加热仍保持一定的活性，不易被胰蛋白酶、胃蛋白酶水解，目前已在鳞翅目和双翅目昆虫中分离出20多种天蚕素类似物。
1．2 昆虫防御素（insect defensins）由 38-43个氨基酸残基组成，分子中含有6个cys，分子内有二硫键，可形成两亲性α-螺旋结构。其分布广泛，迄今已发现昆虫纲就有15大类30多种防御素（matsuycma等，1988），可杀死革兰氏阳性菌，而对革兰氏阴性菌、真菌及真核细胞几乎无效，不引起血细胞溶血效应。昆虫防御素不在吞噬细胞中作用，而是分泌到受感染昆虫血液中。
1.3 富含脯氨酸或精氨酸的多肽这类抗菌肽目前已在双翅目、膜翅目、半翅目、鞘翅目中发现，含有15-34个氨基酸残基，与某些哺乳动物的抗菌多肽（r39、bac5、bac7）相似，是2－4 kda富含pro或arg的多肽，主要抑制革兰氏阴性菌，但机理不清楚。
1.4 富含甘氨酸的抗菌肽这类抗菌肽近几年才从天蝇、麻蝇中发现，其一级结构中富含gly，分子量为 8-30kda，推测含gly量很高的这类抗菌肽对提高肽链的弹性及广谱抗菌等可能起重要作用。
1.5 抗真菌肽（anti-fungal peptides afp） ijima首先从麻蝇中分离出一种afp，随后又发现了与afp相似的 holotricin，其分子中富含 gly和 his，两者分子量相近，但氨基酸序列无同源性。从中发现既抗细菌又抗真菌的昆虫抗菌肽metchnikowin和thanatin，其机理可能是通过抑制细胞呼吸而起到杀菌作用。
2 昆虫抗菌肽的生理活性及作用机理
昆虫抗菌肽具有广谱杀菌作用，包括革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌（boman,1991），尤其对耐药菌株抗菌效果更佳，对某些真菌如链孢霉、绿色木霉等也有显著效果。抗菌肽的杀菌作用机理至今仍然存在不同见解，主要包括以下两个方面。
2.l 电势依赖性通道的形成机制 普遍认为抗菌肽通过静电作用被吸引到细菌细胞膜表面，然后流水尾插入细胞膜中的疏水区域，改变细胞膜的构象，多个抗菌肽分子在细菌细胞膜上穿孔而形成离子通道，造成细菌细胞膜破坏，引起胞内物质的泄失，导致细菌死亡（ christensen等，1988；lockey等，1996； carlsson等，1991； marchim等，1993； saberwal等，1994）。 christensen等 （1988）以脂双层为模型详细描述了抗菌肽的孔道作用过
程，抗菌肽分子通过其两亲性α-螺旋上的正电荷与细菌细胞膜磷脂分子上的负电荷之间的静电吸引而结合在膜上，接着抗菌肽分子中的疏水段借助于分子中连接结构的柔性插入到膜中，之后抗菌肽分子两亲性一螺旋也插入到膜中，打乱了膜上膜蛋白和膜胀原有的排列秩序，最终通过膜内分子的相互位移，使抗菌肽分子相互聚集在一起形成离子通道，造成菌膜电势失去，引起胞内物质泄漏，不能保持正常的渗透压而死亡。而且通道的形成、开启、关闭都依赖于膜的电势，只有当膜的电势高于 110 mv时通道才能形成并处于开启状态。lockey利用电子显微镜和免疫胶体金技术观察到天蚕素（cecropin）a结合到大肠杆菌膜上，形成9．6mm直径的病灶，其孔道直径为4．2mm，孔洞导致胞内容物外泄，细菌死亡，为电势依赖性通道的形成提供直观证据。carlsson和ben．mich（1991）对通道的形成理论提出了新的观点，认为抗菌肽干扰了细菌细胞膜外一些蛋白的基因转录致使细胞膜中这些蛋白含量减少，从而造成细胞膜通透性增加，细菌的生长受到抑制。gazit等（1994）用衰减全反射傅立叶变换红外光谱和分子动态模拟等手段得出的试验结果，对抗菌肽的作用机理提出了木同的见解，认为抗菌肽只是结合到膜的表面，并未观察到抗菌肽插入膜中，更未形成通道。还有人认为抗菌肽能够抑制细菌细胞壁的形成使细菌不能维持正常形态，导致生长受阻。从以上也可看出，昆虫抗菌肽抗菌机理与通过阻断细菌的大分子生物合成来发挥作用的抗生素的抗菌机理完全不同，细菌木易对抗菌肽产生耐药性。
2.2抑制细菌的呼吸作用 fehlbaum和bulet（1996）研究抗菌肽thanatin时观察到，当thanatin的浓度在0．3－0．6 μmol／l时对大肠杆菌有很强的杀菌作用，但当浓度提高到 70 μmol／l时仍然检测不到细胞内容物的泄露，说明thanatin不是通过形成细胞膜通道来抑杀细菌，继续研究发现当用thanatin处理细菌lh后，细菌的呼吸变弱，6h后呼吸作用完全停止，由此推断thanatin可能通过抑制细胞的呼吸作用致其死亡。抗菌肽如何阻断细胞呼吸的机理还不清楚，有待进一步深入探讨。
此外，抗菌肽还可通过促进机体的免疫功能来提高抗菌能力。研究发现抗菌肽对人髓样白血病细胞（k552）、艾氏腹水瘤、宫颈癌细胞、直肠癌hr8340及肝癌细胞bet7402等均有杀伤作用，且抗菌肽具有对肿瘤细胞有选择性的抑杀作用，而对正常哺乳动物细胞无害，但对抗菌肽的抗癌机制还不十分清楚。ourth和renis报道，烟蚜夜蛾幼虫的血淋巴对6种dna、rna病毒有明显的抑制作用，表现为病毒感染力迅速下降，而且这种抗病毒活性具有广谱性。1993年我国研究人员以柞蚕素对鸭乙型肝炎病毒感染后的治疗作用表明，给药 10 d后可显著降低血清中鸭肝炎病毒的dna水平，损坏的肝细胞得以恢复（张卫民等，1998）。wachinger（1998）研究报道，蜂毒素和天蚕素可以在亚毒性浓度下抑制艾滋病毒hivi的基因表达，从而减少hiv－1的增殖。因此研究抗菌肽的抗病毒能力十分重要。
3 昆虫抗菌肽基因的克隆与表达研究及其在动物中的应用
