翅是昆虫的重要器官，赋予了昆虫飞行能力，使得昆虫能飞行至地球的各个地方，适应不同的环境，加速物种演化。此外，有翅害虫是农业害虫防治的重点和难点。探究昆虫翅发育的分子机制，有助于了解昆虫进化，也为害虫防治提供指导。2020年05月28日，我院刘庆信课题组和周紫章课题组合作在国际知名期刊《Cell Death and Differentiation》期刊上在线发表了题为“Dual functions of Rack1 in regulating Hedgehog pathway”的研究论文，阐述了支架蛋白Rack1在果蝇翅发育中的重要作用。

Rack1调控Hh信号通路的模式图

Hedgehog（Hh）信号通路于1980年通过果蝇突变体筛选被发现。该发现获得1995年诺贝尔奖。Hh信号通路通过转录因子Ci调控翅脉发育，影响翅形状。Hh作为分泌蛋白，与膜表面受体Ptc结合，促进另一个膜蛋白Smo在细胞膜上积累。Smo将胞外信号传递至细胞内，调控转录因子Ci的稳定性，促进下游靶基因表达。正常生理状态下，Hh信号通路的活性受到严格调控，一旦失调，将带来致命性危险。但是，至今为止，Hh信号如何稳定转录因子Ci？Hh信号如何促进Smo蛋白细胞膜积累？尚不清楚。

本研究发现，在Hh通路失活状态，支架蛋白Rack1促进Ci泛素化降解；当Hh通路激活，Rack1与Ci解离，Rack1与Smo蛋白结合，促进Smo蛋白细胞膜积累。这表明，支架蛋白Rack1作为分子开关，控制Hh信号通路“活化/失活”的转化。Hh信号通路在物种间高度保守，并与人类肿瘤发生密切相关。Hh信号通路的过度激活导致前列腺癌、非小细胞肺癌等恶性肿瘤。本研究进一步发现Rack1对Hh通路活性的调控在哺乳动物中保守，这为相关肿瘤的治疗提供了新靶标。

山东农业大学生科院硕士研究生李妍和孙小涵是该论文的第一作者。刘庆信教授和周紫章教授为该论文的通讯作者。本研究得到国家自然科学基金委、科技部重大研究计划、山东省自然科学基金委经费资助。

全文链接：https://www.nature.com/articles/s41418-020-0563-7。