浅谈秀丽隐杆线虫的模型建立与研究进程

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神奇的模式生物—秀丽隐杆线虫

神奇的模式生物—秀丽隐杆线虫

神奇的模式生物—秀丽隐杆线虫摘要:本文对秀丽隐杆线虫的模式生物一般特征入手,介绍了线虫形态学、生物学特征和繁殖、基因组和遗传学等方面的内容。

关键词:秀丽隐杆线虫模式生物基因组最近,秀丽隐杆线虫用于生物实验材料倍受科学家们的关注。

进入21世纪以来,已经有六位科学家利用秀丽隐杆线虫为实验材料揭开了生命科学领域的重大秘密而获得了诺贝尔奖。

1974年英国科学家悉尼·布雷内(Sydney Brenner)第一次把秀丽隐杆线虫作为模式生物,成功地分离出线虫的各种突变体,发现了在器官发育过程中的基因规则而获得了2002年诺贝尔生理学或医学奖。

与悉尼·布雷内共同分享诺贝尔奖的有两名科学家,其中一位科学家是英国约翰·苏尔斯顿(John E. Sulston),通过显微镜活体观察线虫的胚胎发育和细胞迁移途径,于1983年完成线虫从受精卵到成体的细胞谱系。

另一位科学家是美国的罗伯特·霍维茨(H. Robert Horvitz),是利用秀丽隐杆线虫作为研究对象进行了“细胞程序性死亡”研究。

克雷格·梅洛(Craig C. Mello)和安德鲁·菲尔和(Andrew Z. Fire)利用秀丽隐杆线虫实验发现一种全新的基因调控方式—RNA干扰(RNAi)而获得2006年诺贝尔生理学或医学奖。

此外,Martin Chalfie证明了GFP(绿色荧光蛋白)作为多种生物学现象的发光遗传标记的价值。

在最初的一项实验中,他用GFP使秀丽隐杆线虫的6个单独细胞有了颜色,由此获得了2008年化学奖。

究竟什么原因使秀丽隐杆线虫成为如此富有盛名的实验材料?1.秀丽隐杆线虫一般特征秀丽隐杆线虫是一种食细菌的线形动物,学名是Caenorhabditis elegans,通常缩写成C.elegans其成体长仅1mm,全身透明,以细菌为食,居住在土壤中,被称为“自由生活线虫”。

1.1分类地位秀丽隐杆线虫属于线虫门(Phylum nematoda)、侧尾腺纲(Secernentea)、小杆线虫目(Rhabditida)小杆线虫科(Rhabditidae)小杆线虫属(Caenorhabditis)。

秀丽隐杆线虫在环境毒理学中的应用研究进展

秀丽隐杆线虫在环境毒理学中的应用研究进展

079CARCINO GENESIS ,TERATO GENESIS &MUTA GENESIS2022年1月第34卷第1期秀丽隐杆线虫在环境毒理学中的应用研究进展赵悦,卞倩*(江苏省疾病预防控制中心,江苏南京210009)收稿日期:2021-07-18;修订日期:2021-12-27作者信息:赵悦,E-mail :****************。

*通信作者,卞倩,E-mail :*****************【摘要】秀丽隐杆线虫作为最经典的模式生物之一,具有生长周期短、易于繁殖培养、遗传背景清晰、进化高度保守等优点,目前已被广泛应用于毒理学的各个领域。

本文总结了秀丽隐杆线虫在毒理学应用中的一些优势,并结合具体实例重点对其在环境毒理学领域中的应用研究进展进行综述。

【关键词】秀丽隐杆线虫;模式生物;环境毒理学;毒性研究中图分类号:R994.6文献标志码:A文章编号:1004-616X(2022)01-0079-03doi :10.3969/j.issn.1004-616x.2022.01.016随着现代化工农业的迅速发展,生态环境和人类健康受到越来越严重的威胁,农药、重金属、持久性有机污染物等引起的环境污染问题已成为当今世界关注的热点问题。

对环境污染物进行系统、全面的安全性风险评估,对未知化学品进行高通量的毒性筛选以及构建更加科学、高效、准确的毒效应和毒作用机制研究模型,是未来毒理学发展的重要趋势。

传统的理化分析方法,依赖色谱、质谱等昂贵的仪器,仍不能评价多个污染物联合作用的结果。

以大鼠、小鼠等啮齿动物为代表的经典毒理学试验,存在试验周期长、试验成本高、不能对大量毒物快速评价等缺点,且动物福利和伦理问题也是当前质疑和争论的焦点。

斑马鱼虽然也广泛应用于环境毒物的毒理学研究中,但是对饲养条件和环境要求较高。

体外细胞毒性试验尽管具有经济、快速等优点,但是因不能模拟体内毒物动力学过程而限制了其广泛应用。

植物秀丽隐杆线虫的生命史和生物学特性研究

植物秀丽隐杆线虫的生命史和生物学特性研究

植物秀丽隐杆线虫的生命史和生物学特性研究植物秀丽隐杆线虫是一种微小的线虫,通常生活在植物根际以及土壤中。

这种线虫体形柔软,虚弱,但却有着十分耐久的生命力。

在自然界中,植物秀丽隐杆线虫是一种常见的有害生物,它会在农作物的生长过程中带来许多危害,导致产量降低和质量下降。

但是,对于科学家和生物学家们来说,植物秀丽隐杆线虫却是一个十分有趣的研究对象。

植物秀丽隐杆线虫的生命周期包括卵、孵化、四个幼虫期和成虫期。

它们通常在土壤中以卵的形式存活。

一旦卵孵化,秀丽隐杆线虫就开始进入其四个幼虫期。

在每个幼虫期,它们会通过脱皮来适应其环境,同时也会增长其身体大小。

在第四个幼虫期结束后,秀丽隐杆线虫就成长为成虫。

成虫期通常只持续几天。

在这段时间里,秀丽隐杆线虫会寻找适合繁殖的环境并进行交配。

交配过后,雌性线虫会产生大量的卵,以保证下一代线虫的繁殖。

植物秀丽隐杆线虫的生物学特性十分独特。

一方面,它们是一种无性繁殖的生物。

在一些极端环境下,秀丽隐杆线虫可以通过无性生殖形式来繁殖后代。

这种能力使得它们具有更强的环境适应性和生命力。

另一方面,植物秀丽隐杆线虫也是一种寄生性生物。

它们依靠吸食植物的汁液来维持生命。

在植物上寄生的时候,植物秀丽隐杆线虫会带来许多的害处。

它们可以带来大量的病原体,使得植物易感染疾病。

另外,它们还会阻碍植物的营养吸收,导致植物的生长和发育受到限制。

为了对植物秀丽隐杆线虫有更深刻的理解,许多科学家和生物学家们对其进行了大量的研究工作。

他们发现,植物秀丽隐杆线虫和其他许多线虫一样,具有一些非常重要的遗传特征和发育特性。

这些特征不仅是对于研究其生命史和行为学特征有帮助,而且也对于构建运用于其他生物的众多遗传学和生物学模型具有指导意义。

尽管植物秀丽隐杆线虫是有害生物,但它们作为一个重要的研究对象,对于生命科学的进一步发展具有重大的意义。

通过对植物秀丽隐杆线虫的生物学特性和遗传学特征进行研究,不仅有助于我们更好地了解其在自然界中的地位和作用,还有助于我们在理解其他生物的生命史和行为学特征上得到更多的启发和指导。

秀丽隐杆线虫

秀丽隐杆线虫

分类号编号烟台大学毕业论文利用秀丽隐杆线虫筛选抗白色念珠菌活性物质Screening anti-Candida albicans substances using Caenorhabditis elegans利用秀丽隐杆线虫筛选抗白色念珠菌活性物质摘要:以秀丽隐杆线虫作为模型生物进展抗菌物质筛选。

用白色念珠菌感染线虫后,采用不同浓度的抗菌药物治疗,观察线虫存活情况,确定适宜用药浓度;采用微拟球藻提取物对白色念珠菌感染线虫治疗,观察线虫存活情况,与抗菌药物作用效果比照,从而筛选出可用于治疗白色念珠菌活性物质。

实验发现,添加10~20mg/L的氟康唑对感染白色念珠菌的秀丽隐杆线虫治疗效果较好,在一定剂量范围内,治疗效果和剂量成线性关联;微拟球藻提取物不具备抗菌活性。

关键词:秀丽隐杆线虫;白色念珠菌;抗菌物质Abstract: In the study, Caenorhabditis elegans were used as model organism to screen antibacterial agents. C.elegans were infected by Candida albicans and treated by different concentrations of antibacterial agents which had been known and extracts from Nannochloropsis OZ-1, observating the survival situation and comparing the effects of the two antibacterial agents, thus, the bioactive substance could be screened which cured the Candida albicans. The result showed that Candida albicans could be treated by 10~20 mg/L Fluconazole, moreover within the scope of the dose, treatment effect and the dose of a linear correlation. And the results showed that extracts from Nannochloropsis OZ-1 did not have antibacterial activity.Key words:C.elegans;Candida albicans;Antibacterial substances目录1 文献综述 (5)1.1 秀丽隐杆线虫 (5)1.2 秀丽隐杆线虫研究进展 (5)1.2.1 环境毒理学的研究 (6)1.2.2 程序性细胞死亡的研究 (6)1.2.3 秀丽隐杆线虫感染模型的建立 (6)1.2.4 抗菌物质作用机制的研究 (6)1.2.5 病菌致病机制和线虫免疫机制的研究 (7)1.3 白色念珠菌 (7)1.4 抗菌物质的筛选 (8)1.5 实验研究意义 (9)2 材料和方法 (10)2.1 材料 (10)2.1.1 实验药品 (10)2.1.2 实验仪器 (10)2.1.3 线虫和菌株 (11)2.1.4 培养基 (11)2.1.5 试剂 (11)2.2 方法 (11)2.2.1 线虫培养和保存 (11)2.2.2 线虫同步化 (11)2.2.3 线虫真菌感染 (12)2.2.4 线虫抗感染治疗 (12)2.2.5 观察 (12)3 实验结果分析 (9)3.1 氟康唑用药浓度的选择 (9)3.2 筛选可用于治疗白色念珠菌的微拟球藻提取物 (9)4 结论 (12)致谢 (13)参考文献 (14)1 文献综述1.1 秀丽隐杆线虫秀丽隐杆线虫[1]〔Caenorhabditis elegans〕〔图1〕是一种多细胞真核生物,个体很小,以细菌为食,可独立生存在温度恒定环境中,对人、动植物没有危害。

秀丽隐杆线虫研究综述

秀丽隐杆线虫研究综述

秀丽隐杆线虫研究综述一、本文概述秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,简称C. elegans)是一种微小的、透明的、生活在土壤中的线虫,自20世纪60年代以来,它已成为生物学研究的重要模型生物之一。

由于其生命周期短、繁殖迅速、基因组小且相对简单等特点,秀丽隐杆线虫被广泛用于研究细胞生物学、发育生物学、神经生物学、遗传学、基因组学等多个领域。

本文旨在对秀丽隐杆线虫的研究进行全面的综述,从基础生物学特性、基因组学进展、到其在各个领域的应用研究,以期为读者提供一个清晰、全面的秀丽隐杆线虫研究图景。

二、秀丽隐杆线虫的基本生物学特性秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,简称C. elegans)是一种具有独特生物学特性的小型线虫,其身体长度仅约1毫米,属于线虫动物门、无尾感器纲、小杆目、小杆科。

自1974年被悉尼·布伦纳(Sydney Brenner)选为遗传学研究的模式生物以来,秀丽隐杆线虫已成为生物学和医学领域广泛研究的对象。

生命周期与繁殖:秀丽隐杆线虫的生命周期大约为3天,在适宜的环境下,它们能以极快的速度繁殖。

它们通常以细菌为食,尤其是大肠杆菌(Escherichia coli),并通过摄取这些细菌来获取所需的营养。

成年线虫通过自交或雌雄同体交配繁殖,产生的后代数量巨大,每个成虫一生可以产生多达300个子代。

基因组与遗传学:秀丽隐杆线虫的基因组相对较小,约含有1亿个碱基对,使其成为研究基因功能和基因相互作用的理想模型。

由于其生命周期短、繁殖迅速,科学家能够迅速地进行遗传筛选和基因编辑,以研究特定基因的功能。

神经系统与行为:秀丽隐杆线虫拥有相对简单的神经系统,仅由302个神经元组成。

尽管如此,这些神经元足以控制线虫的各种复杂行为,如觅食、逃避、交配等。

这使得秀丽隐杆线虫成为研究神经生物学和行为学机制的重要工具。

衰老与疾病模型:秀丽隐杆线虫因其短寿命和快速的生理变化而成为研究衰老机制的理想模型。

秀丽隐杆线虫作为病原菌宿主模型的研究概述

秀丽隐杆线虫作为病原菌宿主模型的研究概述

制。目前,以 犆.犲犾犲犵犪狀狊 为 模 式 宿 主 进 行 研 究 的 病 原菌有真菌、细菌、病 毒 等,有 50 多 种(表 1)。 其 中
模式生物用于 研 究 动 物 发 育 和 行 为 的 模 式 动 物,现 研究较深入的 主 要 是 一 些 人 类 病 原 菌,如 铜 绿 假 单
已经发展成为研究动物发育、神经、衰 老、毒 理学、脂 肪沉积和天然免疫等方面 重 要 的 模 式 生 物 。 [1] 近 些 年来,以 犆.犲犾犲犵犪狀狊 作 为 病 原 菌 宿 主 模 型 来 研 究 病 原菌与宿主的相互作用逐渐成为了一个新的热点, 犆.犲犾犲犵犪狀狊作为 病 原 菌 宿 主 模 型 有 很 多 优 势,个 体 小 ,成 虫 的 长 度 大 约 1.5 mm;生 长 快 ,3d~3.5d 就
可以长成 成 虫;繁 殖 快,成 熟 的 线 虫 每 次 可 以 获 得 300个~350个 子 代 个 体;培 养 简 单,可 以 直 接 以 要 研究的细菌为食物[1];基因组 测 序 已 经 完 成;基 因 操 作系统完善,突变 体 数 量 齐 备,转 基 因 线 虫 和 RNAi 技 术 成 熟;表 型 易 观 察 等 特 征 。 [2] 目 前,犆.犲犾犲犵犪狀狊 作为病原菌宿 主 模 型,在 病 原 菌 的 致 病 机 制 和 宿 主 防御病原菌天然免疫等方面取得了一系列的进展。 本文就近些年 来 利 用 线 虫 作 为 宿 主 模 型,在 重 要 病 原菌的致病机制和线虫天然免疫信号通路取得的进 展进行综述。
鞠 守 勇 等 :秀 丽 隐 杆 线 虫 作 为 病 原 菌 宿 主 模 型 的 研 究 概 述
铜绿假 单 胞 菌 (犘狊犲狌犱狅犿狅狀犪狊犪犲狉狌犵犻狀狅狊犪,PA) 在自然界分布 广 泛,是 医 院 内 感 染 的 主 要 病 原 菌 之

秀丽隐杆线虫

秀丽隐杆线虫
C. elegans有五对常染色体(autosome)和一对性染色体(sex chromsome)。是一个染色体数很少的二倍 体。
研究历史
秀丽隐杆线虫1900年,Maupas把这种棒状的蠕虫命名为Rhabditis elegans,因为群体繁殖为“r-选择”的 缘故,早在1948年Dougherty and Calhoun便指出了它在遗传学研究中的重要性。1952年,Osche把它置于 Caenorhabditis亚属,1955年Dougherty最终把它命名为Caenorhabditis elegans(其中Caeno意为 recent; rhabditis意为 rod; elegans意为nice)。广泛使用N2 Bristol品系,由Staniland从英格兰Bristol附近的 蘑菇堆肥中分离,1965年被定为参考种N2。在此过程中,Dougherty建立了线虫的琼脂板接种,大肠杆菌的培养 方法和无菌单培养方法。对秀丽线虫的早期研究工作,主要集中在解剖、营养、生理和生殖等方面,直到1960s 中期,随着DNA双螺旋结构的揭示和遗传密码的发现,使得当时的生物学家认为,“人脑是生命科学研究的最后 堡垒。”
研究意义
细胞凋亡现象及其机理,最早是在线虫中被揭示的。凋亡(apoptosis)是一个希腊文来源的词语,这个字 眼表达的是花儿凋谢,树叶飘零的景色。“梧桐一叶落而知天下秋 ”、“搦搦兮秋风,洞庭波兮木叶下 ”的意 象恐怕正是说的这种意境:优雅,含蓄,还带点淡淡的忧伤,更因为飘落时那种虽然有些无奈却坦然以受之的美。 由于线虫研究开创了一个对今日生物医学发展,具有举足轻重的全新领域,同时也因为以线虫为基础的凋亡研究 对基础和应用生物学,产生的巨大推动作用,卡罗林斯卡医学院的诺贝尔奖评选委员,会将年2002年生理和医学 奖授予了,线虫生物学的开拓者:西德尼·布雷纳(Sydney Brenner)、约翰·萨尔斯顿(John Sulston)和 线虫凋亡之父罗伯特·霍维茨(Robert Horvitz)。

秀丽隐杆线虫-泛耐药肺炎克雷伯菌感染模型的建立

秀丽隐杆线虫-泛耐药肺炎克雷伯菌感染模型的建立

秀丽隐杆线虫-泛耐药肺炎克雷伯菌感染模型的建立王讯;孙树梅;欧阳妮;张亚莉;芮勇宇【摘要】目的:建立泛耐药肺炎克雷伯菌(XDRKP)感染秀丽隐杆线虫感染模型。

方法在液体条件下,利用临床分离的 XDRKP 菌株感染秀丽隐杆线虫,观察线虫存活及体内细菌数量变化情况。

结果线虫感染 XDRKP后活动明显迟缓,不同浓度的XDRKP 对线虫的致死情况不同。

log-rank 检验显示,1.5×106 CFU/mL XDRKP 组与 E.coli OP50对照组的生存曲线差异无统计学意义(χ2=0.08,P >0.05);1.5×107、1.5×108 CFU/mL 组与E.coli OP50对照组的生存曲线差异均有统计学(χ2值分别为229.37、275.98,均 P <0.001),1.5×108与1.5×107 CFU/mL XDRKP 组线虫的生存率低于对照组。

实验获得上清悬液,经细菌纯培养后进行细菌鉴定和药敏测试,证实为 XDRKP。

XDRKP 感染线虫4、6、12、24 h 后,线虫体内细菌总量分别为(0.28±0.02)×105、(0.50±0.38)×105、(1.73±0.56)×105、(2.62±0.53)×105 CFU/mL,不同时间线虫体内细菌总数存在统计学差异(F=1363.39,P <0.001)。

结论成功建立了秀丽隐杆线虫-XDRKP 感染模型。

%Objective To establish an infection model using Caenorhabditis elegans (C.elegans)-extensively drug-resistant Klebsiella pneumoniae (XDRKP)system.Methods Clinically isolated XDRKP strains were used to infect C.elegans in the liquid killing assay,the nematode survival and the number of bacteria inC.elegans digestive tract was observed.Results C.elegans was significantly retarded after being infected by XDRKP,different concentra-tions of XDRKP led to different patterns of the worm death.Log-rank test showed that survival curves of C. elegans infected with 1 .5×106 CFU/mL of XDRKP andE.coli OP50 (control)were not significantly different (χ2=0.08,P >0.05);survival curves of C.elegans infected with 1 .5 ×107CFU/mL,1 .5 ×108 CFU/mL of XDRKP and E.coli OP50 were significantly different(χ2 =229.37,275.98,respectively,both P <0.001).The survival ratesof 1 .5×108 and 1 .5 ×107 CFU/mL XDRKP groups were both lower than that of the control group.Supernatant suspension obtained from test was performed bacterial culture,identification and antimicrobial susceptibility testing, XDRKP was determined.After being infected with XDRKP4,6,12,and 24 hours,the total number of bacteria in C.eleganswere(0.28±0.02)×105 CFU/mL,(0.50 ±0.38)×105 CFU/mL,(1 .73 ±0.56)×105 CFU/mL,and (2.62±0.53)×105 CFU/mL,respectively,the number of bacteriain C.elegans digestive tract was significantly different at different time points (F =1 363.39,P <0.001).Conclusion The infection model ofC.elegans-XDRKP is established successfully.【期刊名称】《中国感染控制杂志》【年(卷),期】2016(015)007【总页数】4页(P457-460)【关键词】秀丽隐杆线虫;泛耐药;肺炎克雷伯菌;感染;模型【作者】王讯;孙树梅;欧阳妮;张亚莉;芮勇宇【作者单位】南方医科大学南方医院,广东广州510515;南方医科大学南方医院,广东广州 510515;南方医科大学南方医院,广东广州 510515;南方医科大学南方医院,广东广州 510515;南方医科大学南方医院,广东广州 510515【正文语种】中文【中图分类】R383.1肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae,KP)属肠杆菌科细菌,是引起医院感染的常见条件致病菌。

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浅谈秀丽隐杆线虫的模型建立与研究进程
作者:邓阳
来源:《大东方》2017年第04期
摘要:秀丽隐杆线虫作为一种简单的多细胞真核生物由于具有较多优点成为科研者建立模型与药物靶点研究与新药研制的重点研究生物。

本文仅将近年来秀丽隐杆线虫的特点、模型建立及研究进展作简要整理与分析。

关键词:秀丽隐杆线虫;模型筛选
建立一个较为优良的筛选模型,至少应具备良好的稳定性、重复性和可操作性这些特征。

在传统的药物研究中,实验者往往使用小鼠、兔子作为模型研究药物靶点和进行药物研发,但这些动物模型具有传代时间长、受环境因素影响较强、实验结果准确性低等缺点,而秀丽隐杆线虫作为一种操作较为简便的生物逐渐被尝试,优点也不断显现。

一、秀丽隐杆线虫(以下简称线虫)的“秀丽”之处
1.易于培养。

实验过程中线虫一般在琼脂平板上或液体培养基中培养,温度在20℃左右,以E.coli OP50为食。

能在-80℃冰箱长期保存[1],因其稳定性较强而便于保存与使用。

2.繁殖快,且产后代数量多,成本较低。

其绝大多数个体为雌雄同体,雄虫仅占0.05%。

一只雌雄同体野生型线虫可以产出 300个左右的后代,其在产卵期产卵,优先选择雄性的精子。

若与雄虫交配,后代数则可多达1000个。

20℃时,野生型线虫发育一个世代仅需要3d左右,平均寿命为2-3 周。

3.线虫以动物整体作为实验对象,同时规模容易进行扩大研究。

线虫成虫体长仅1mm,体径30μm,结构相对简单。

从最初的培养板准备,到最终目的线虫筛选或特定量化性质的测定均可以实现全/半自动化,因此具有较高的操作性,准确率高。

目前研究者已完成线虫全基因组测序,并且这些基因中高达42%的基因与人类基因同源[1,2],其遗传背景相对清晰。

因此作为整体动物实验,当药物在体内的作用靶点不止一个时,往往能提供更准确的评估。

4.线虫身体透明,便于染色、观察与荧光标记。

这一特点已被用于基于线虫的高通量筛选并获得了成功[3]。

二、药物模型的建立
1.抗衰老药物模型的建立
自20世纪70年代开始,研究者便开始逐步将秀丽隐杆线虫模型用于人体衰老、神经生理学等领域的研究。

英国科学家Brenner[4]选择使用线虫作为研究完整神经系统的简单且准确度
高的生物模型。

一直以来人们致力于研究将秀丽隐杆线虫模型用于daf-2基因、5-HT、胆酸甾体化合物等物质与衰老调控的关系的研究。

在线虫的细胞凋亡研究中首个发现多物种中保守的调控衰老的胰岛素/IGF-1信号通路,其关键起始基因daf-2缺失的突变株线虫寿命在20℃条件下延长达三倍之多.目前发现影响线虫衰老的主要信号通路还包括雷帕霉素目标信号通路(TOR)、自噬通路、线粒体呼吸通路和缺氧诱导因子-1(HIF-1)通路等,这些通路之间既相互关联却又在线虫衰老进程中各司其职.张照康等通过对miR-260敲除后突变线虫进行一系列的衰老特征实验研究证明,miR-260 通过影响基因jnk-1.eat-2进而调控线虫的衰老进程。

进一步证明了线虫模型在研究人类衰老进程中的适用性与准确性。

2.耐药菌药物模型的建立
随着抗生素滥用情况日益严重,细菌多重耐药性问题日益凸显,为探寻新的抗菌靶点和药物作用机制,科研人员尝试使用线虫模型用于抗菌研究。

学者Ausubel等首次用粪肠球菌感染秀丽隐杆线虫,建立了体内抗菌药物筛选方法之后,细菌、真菌等多种感染模型逐步被建立并用于研究。

陈丽红等则进一步探究建立并深入实践研究了秀丽隐杆线虫-铜绿假单孢菌感染模型,均用以反映病原菌的耐药性在线虫模型中的具体变现,从而用于筛选经典药物,同时研制具有抗感染或辅助抗感染作用的新型药物。

3.神经退行性疾病模型的建立
(1)阿尔兹海默症(Alzheimer’s disease,AD)秀丽隐杆线虫模型作为目前为止人类疾病研究进程的第一大神经退行性疾病,AD治病表征主要表现为神经细胞外由β淀粉样蛋白
(Aβ)异常沉积形成淀粉样老年斑(amyloid plaques)和神经细胞内tau蛋白自聚集出现神经纤维缠结。

目前转基因模型为使用最多的AD模型:转Aβ基因模型和tau模型。

(2)帕金森症(Parkinson disease,PD)线虫模型作为先进人类疾病研究进程中的第二大神经退行性疾病,关于PD的研究,学者目前已建立药物诱导模型、转基因模型两大PD线虫模型。

药物诱导模型是通过神经毒素染毒获得通过建立PQ模型,MPTP/MPP+模型,Mn2+模型和6-OHDA模型等诸多模型,研究PD的发病是否与遗传因素和环境因素有一定的关联性。

(3)亨廷顿舞蹈症(Huntington disease,HD)秀丽隐杆线虫模型病因为基因突变或第4对染色体内4p16.32的位置上一段延伸着不稳定的CAG三核苷酸重复序列,Morley J F等经研究发现,随着CAG片段的重复性增加,秀丽隐杆线虫的神经细胞随之退化,HD的病症越来越明显。

4.抗肿瘤模型的建立
研究者利用秀丽隐杆线虫高度保守性的特点,将其用于细胞凋亡历程的研究。

秀丽隐杆线虫的发育由高度保守的Writ、Notch、Ras三大经典信号通路所调控,这三条通路都与人类疾病中的肿瘤发病机理有着不可分割的联系。

由于可根据线虫的异常表型来判断这三大信号通路
的调控方式,使得线虫成为肿瘤药物筛选的理想模型之一,同时秀丽隐杆线虫的细胞程序性凋亡这一特点在研究中更是起到了画龙点睛的作用。

三、传统高通量筛选与微流控芯片线虫研究的方法
利用线虫高通量筛选活性化合物来研究药物作用靶点与研制新药是较为传统的线虫研究方法。

但这种传统筛选方法有着显而易见的缺点,操作繁多,耗时长,易于观察群体却不便于个体的观察与追踪研究。

最终用于固定线虫的胶水可能对线虫的生理特征存在潜在的影响。

基于传统高通量筛选方法存在的缺点日益显现,人们开始探寻筛选线虫的新方法。

目前微流控芯片技术追踪线虫用于神经生物学、行为、衰老及发育学、药物筛选及基因筛选等领域已逐渐走进大家的视线。

在线虫培养过程中微流控芯片中可运用灵活的流体操控实现对线虫食物的添加和代谢物的排出,从而满足了线虫所需能量的充分摄入,并且这一特点也方便了线虫的后期分选,也可精确地将刺激传递给每一个线虫个体,较传统的方法便捷且经济。

同时采用机械法、凝胶法、温控法等固定方法以避免高通量筛选所用固定的胶水对线虫的潜在伤害。

作为微流控芯片的另一种方式液滴微流控芯片技术,还具有高效且无交叉感染等难以比拟的优点。

在不断实践过程中,线虫的缺点逐渐暴露,线虫并不具备人体的各种身体器官与系统,与人类存在明显的种间差异,这些缺点必定会对线虫最终的表型产生影响,还需在日后的研究中不断克服或探寻更为合适的替代部分。

参考文献
[1]孙亚奇,卢锡林,苏凤娟,等.帕金森病基因α-Synuclein过表达对秀丽隐杆线虫毒性作用的研究.新医学,2013,44(4):273-277
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(作者单位:河北农业大学)。

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