Advanced Science | 华南师范大学李胜教授团队发现“时空蛋白”NFYB整合激素信号调控动物身体形态新机制 - 科研进展

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Advanced Science | 华南师范大学李胜教授团队发现“时空蛋白”NFYB整合激素信号调控动物身体形态新机制

2026年5月20日，国际著名综合性学术期刊《Advanced Science》在线发表了华南师范大学生命科学学院昆虫科学与技术研究所李胜教授团队的最新研究论文“NFYB integrates hormonal signals into tissue allometry by promoting protein biosynthesis”。研究团队以不完全变态昆虫美洲大蠊（Periplaneta americana）为研究模型，首次发现核转录因子Y亚基β核转录因子（nuclear transcription factor Y subunit beta, NFYB）可作为“时空因子”（spatiotemporin），整合两种关键昆虫激素信号——保幼激素（juvenile hormone, JH）和蜕皮激素（20-hydroxyecdysone, 20E），并通过激活蛋白翻译来驱动脂肪体与翅芽的周期性异速生长，从而精准协调不同组织的生长节奏，最终确保形成合适的身体大小与形态。这一发现不仅为昆虫体型塑造的激素整合调控提供了分子机制解释，更为跨物种解析动物形态建成的一般性原理建立了可推广的研究范式。

组织异速生长是指不同器官相对于整体或彼此之间以不同的速率生长的现象，是塑造动物身体大小与形态的关键发育过程。在昆虫中，JH和20E是协调生长、蜕皮与变态的两大关键激素，其滴度在龄期内呈规律性波动。然而，昆虫如何在分子层面将普遍存在的、全身性循环的激素信号，转化为特定组织在特定时间窗口的异速生长模式，一直缺乏机理层面的解答。美洲大蠊若虫期长达14龄、体形较大、生长缓慢且RNAi效率高，便于精细划分蜕皮周期和进行体内功能验证，为解决这一关键科学问题提供了独特的优势。

研究团队聚焦美洲大蠊末5个若虫龄期，发现每龄早–中期为大量取食阶段，此时脂肪体细胞面积相对体重呈强烈正异速，而翅芽几无增长；中–后期取食停止，脂肪体转为负异速，翅芽则爆发正异速生长。LC-MS/MS和ELISA定量显示，早–中期JH滴度高并与脂肪体扩张速率正相关，中–后期20E滴度高并与翅芽生长速率正相关。外源JH类似物及Met RNAi实验证明JH为脂肪体早期生长所必需；20E注射、EcR/RXR RNAi及颈结扎回补实验证实20E直接驱动翅芽晚期生长。为捕获将激素时序转化为组织特异异速指令的分子节点，系统整合了四组成熟转录组：（1）末5龄脂肪体早/晚期；（2）翅芽早/晚期；（3）末龄JHM处理脂肪体；（4）20E处理翅芽。经差异基因与转录因子交集分析，发现NFYB是唯一在脂肪体被JH诱导且早期高表达、同时在翅芽被20E诱导且晚期高表达的共有因子，其蛋白水平也受对应激素诱导。NFYB敲低使脂肪体由正异速逆转为负异速，翅芽正异速减弱至近等速，并导致新生蛋白质合成锐减、粗面内质网核糖体密度降低及pS6K、RPS6、RPL26等翻译元件显著下调。高通量蛋白组进一步揭示，尽管NFYB统一激活翻译机器，但其效应呈现组织特异性：早期脂肪体下调六聚储存蛋白（hexamerins），晚期翅芽则下调微小染色体维持（MCM）复合体。由此，将NFYB定义为spatiotemporin——一个在特定时空整合不同激素信号、通过控制蛋白质合成实现组织特异异速生长的转录中枢（图1）。

图1 NFYB作为时空因子整合不同的激素信号促进不同的组织的生长

综上，本研究揭示了NFYB作为“时空因子”介导激素信号调控组织异速生长的全新机制。该研究为理解动物身体形态的进化与发育提供了新的分子靶点，同时也为探索物种适应性进化的分子逻辑提供参考。

李胜教授团队长期聚焦于昆虫激素发育调控，取得了一系列原创性和开拓性的研究成果，引领该研究方向的发展。华南师范大学生命科学学院刘方方特聘副研究员、朱仕明副研究员、夏思诗（已毕业硕士生）以及张小帅研究员为该论文的共同第一作者，李胜教授与刘素宁研究员为该论文的通讯作者，华南师范大学为该论文的第一完成单位。该研究得到了国家自然科学基金以及广东省自然科学基金等项目的资助。

该研究是李胜教授团队在昆虫变态发育与激素调控研究主线上的又一重要成果。此前，团队在Science（2026）揭示蜚蠊目从蟑螂到白蚁演化过程中营养驱动品级分化的遗传机制，为理解昆虫社会性行为起源提供了崭新框架；在National Science Review（2025）中，从“细胞器互作”视角系统阐释了内质网–线粒体–细胞核间信号通讯动态调控JH生物合成的分子细胞学机制，为激素合成调控提供了全新维度。三篇论文从JH合成的细胞器互作调控（NSR, 2025），到下游组织异速生长的时空整合（Advanced Science, 本论文），再到以JH为核心的品级分化与社会性演化（Science, 2026），共同构建了“激素合成—信号转导—组织应答—演化创新”的完整调控链条，彰显了团队在该领域的系统性布局。本论文第一作者刘方方深度参与上述两篇论文研究，为共同第一作者，展现了其从分子机制到演化理论的贯通式研究能力。