模型动物秀丽隐杆线虫研究进展
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
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。
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
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
浅谈秀丽隐杆线虫的模型建立与研究进程
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。
秀丽隐杆线虫在生态毒理学中的应用研究进展
2018.091 前言秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans，C. elegans）具有丰富的基因组、发育生物学和遗传学等方面研究背景，所需空间小、生命周期短且易于操作和实验室培养，是进行生态毒理学测试的理想生物之一。
由于C. elegans众多的优势，使其成为室内生态毒理学研究中应用最多的线虫种类，被广泛应用于水体与水溶液、琼脂培养基、淤泥沉积物以及土壤中重金属、有机污染物的生态毒理和分子生态毒理效应的研究中。
研究早期，C. elegans的生态毒理学指标研究主要集中在死亡率。
近年来，研究重点开始偏向亚致死剂量指标，因为亚致死剂量指标比死亡率更为敏感和精确。
其中研究较多的亚致死剂量指标包括：个体发育、生殖能力、行为、酶活性、热休克蛋白、金属硫蛋白以及基因表达模式等。
2 研究指标2.1 致死率土壤和水体中的污染物积累到一定程度后会导致受暴露的线虫C. elegans死亡。
半致死率LC50是用来评价毒物致死效应的一个常见的重要指标。
随着接触重金属时间的增加，线虫的半致死剂量越低，毒性越高，而且半致死剂量发生急剧变化[1]。
Cu与其他重金属会发生协同作用而Zn却能中和大部分过渡金属的毒性，且幼虫比成虫的敏感性更高[2]。
由于龄期对污染物毒性的重要影响，大部分的C. elegans室内毒理实验都是对线虫C. elegans进行了同龄期化，从而排除龄期对污染物毒性评价的影响。
致死率测定方法简单、周期短、见效块，是最基本的评价参数。
污染物对C. elegans的致死率是对物质进行毒性分类的最主要依据之一，但该指标对毒性较低的物质的评价却并不灵敏。
2.2 个体发育指标C. elegans的个体发育评价指标主要是：体长、体宽及是否有畸性发育。
体长和体宽测定相结合是最常用的发育指标，已经被广泛应用于多种重金属[3-7]、有机污染物[8、9]、农药[10、11]等对C. elegans发育毒性的评价中。
线虫模型生物在生物学研究中的应用
线虫模型生物在生物学研究中的应用生命科学是一个复杂且广泛的学科，涵盖了生物的种种形态和功能，从分子到生态，都包括在内。
随着科技的不断发展，科学家们不断开发新的研究方法和工具来深入研究生命科学。
其中，模型生物是一种非常重要和有利的研究工具，可以对生命现象进行研究和探索。
线虫模型生物就是其中之一，它是一种广泛应用于生物学研究的小型模型生物。
1. 线虫模型生物的简介与优势线虫模型生物，学名是秀丽隐杆线虫，是一种非常简单的生物系统，因为它只有1000个细胞，使得它们非常适合于研究生命学、医学和生态学等领域。
其优势在于：简单和方便的培养：线虫模型生物的培养非常简单，只需要液体培养基和一些基本的培养设备，不需要很复杂的设备。
同时，由于线虫培养密度极高，且非常快速，只需要数天就可以获得成熟的生物样本。
完整且标准化的基因组：线虫模型生物的基因组中，每个基因都有一个对应的物种标准，这使得研究者可以更轻易地理解、解释和比较他们的结果。
2. 线虫模型生物在生命科学中的应用2.1 生物医学线虫模型生物在生物医学中的应用非常广泛。
通过线虫模型，科学家可以更好地了解人体各个系统。
线虫模型可以用于研究疾病的发病机制和药物的发现，例如，癌症、神经系统疾病、心血管疾病等等。
例如，队L.A。
米杰博士已经将其公司的线虫基因组的研究重点放在了感染性疾病的治疗和诊断方面，他们将使用线虫模型生物来研究新型抗生素的治疗方案。
此外，许多疾病模型也使用线虫模型生物进行研究。
例如，在感染克罗恩病的研究中，它已证明大量的免疫细胞在克罗恩病病人的肠道中有紊乱。
2.2 神经学线虫模型生物在神经生物学（包括学习，记忆和老年痴呆）和神经学中的应用越来越受到重视。
线虫是神经科学研究的常用模型之一，因为其简单和可重复的神经线路。
此外，与人类神经系统相似的神经元可以被纯化和分离，使线虫成为学习非细胞神经生物学的理想模型。
例如，当神经元破坏时，线虫的运动能力会受到影响，因此科学家可以使用线虫模型来研究疾病（如帕金森氏病、脑血管意外和脑损伤）的神经元破坏是否会影响患者的运动能力，而使用现有的动物模型是不太可行的。
秀丽隐杆线虫模型在记忆和遗忘行为研究中的运用
生物技术进展 2023 年 第 13 卷 第 6 期 837 ~ 843Current Biotechnology ISSN 2095‑2341进展评述Reviews秀丽隐杆线虫模型在记忆和遗忘行为研究中的运用赵歆1，2§， 李鑫玉1§， 李明浩1 ， 周诗艺1 ， 邓雅琪1 ， 郑至远1 ， 邹伟1 *1.昆明医科大学公共卫生学院，昆明 650500；2.西安市公共卫生中心，西安 710299摘 要：记忆是学习和掌握新知识的基础，遗忘则有助于保持大脑记忆系统的高效性，因此记忆与遗忘是大脑神经网络正常运作的重要组成部分。
秀丽隐杆线虫生物体积小、生命周期短、易于识别单个神经元，已成为神经科学和行为学领域研究的理想模型之一，基于秀丽隐杆线虫模型的研究结合高等模式生物探索记忆和遗忘的机制将有助于揭示记忆和遗忘异常相关疾病的发生。
综述了秀丽隐杆线虫广泛用于挥发性物质与病原菌的记忆与遗忘行为的分子机制研究，以及转基因线虫在记忆与遗忘相关疾病中的应用，旨在为后续记忆和遗忘的研究提供理论参考。
关键词：秀丽隐杆线虫；记忆；遗忘行为；分子机制DOI ：10.19586/j.20952341.2023.0077中图分类号：Q75, R338.64 文献标志码：AApplication of Caenorhabditis elegans Model in the Study of Memory and Forgetting BehaviorZHAO Xin 1，2§， LI Xinyu 1§， LI Minghao 1 ， ZHOU Shiyi 1 ， DENG Yaqi 1 ， ZHENG Zhiyuan 1 ， ZOU Wei 1 *1.School of Public Health ， Kunming Medical University ， Kunming 650500， China ；2.Xi'an Public Health Center ， Xi'an 710299， ChinaAbstract ：Memory is the basis of learning and mastering new knowledge ， and forgetting helps to maintain the efficiency of the brain memory system ， so memory and forgetting are important components of the normal operation of the brain neural network. With its small size ， short life cycle ， and easy recognition of single neurons ， Caenorhabditis elegans has become one of the ideal models for neuroscience and behavioral research. Studies based on C. elegans model combined with higher model organisms to explore the mechanisms of memory and forgetting will help reveal the occurrence of diseases related to abnormal memory and forgetting. In this paper ， we reviewed the molecular mechanism of memory and forgetting behavior of C. elegans widely used in volatile substances and pathogenic bacteria ， and the application of transgenic C. elegans in memory and forgetting related diseases ， so as to provide theoretical reference for subsequent research on memory and forgetting.Key words ：Caenorhabditis elegans ； memory ； forgetting behavior ； molecular mechanism根据存储信息的持续时间，记忆被分为3类：感觉（瞬时）记忆、短期记忆和长期记忆［1］。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
万方数据
万方数据
万方数据
模型动物--秀丽隐杆线虫研究进展
作者：刘恩岐， 仓林让
作者单位：刘恩岐(西安交通大学医学院实验动物中心,陕西 西安 710061)， 仓林让(冈山大学医学部附属动物实验中心,日本)
刊名：
动物科学与动物医学
英文刊名：ANIMAL SCIENCE & VETERINARY MEDICINE
年，卷(期)：2003，20(10)
被引用次数：5次
1.Riddle D.BlumenthalT.Meyer B elegans Ⅱ 1997
2.Brenner S The genetics of Caenorhabditis elegans 1974(01)
3.Marx J Nobel Prize in Physiology or Medicine: Tiny Worm Takes a Star Turn 2002(298)
4.Kenyon C The Nematode Caenorbabditis elegans 1988(240)
5.The C elegans Sequencing Consortium. Genome Sequence of the Nematode C. elegans: A Platform for Investigating Biology 1998(282)
6.Mohler WA.WhiteJG Stereo-4-D reconstruction and animation from living fluorescent specimens
1998(06)
7.Sulston JE.HorvitzHR Post-embryonic cell lineages of the nematode, Caenorhabditis elegans 1977(01)
8.Sulston J.DewM.Brenner S Dopaminergic neurons in the nematode Caenorhabditis elegans 1975(02)
9.Yan JY.ShaiSH.Ledoux S The C. elegans cell death gene ced-3 encodes a protein similar to mammalian interleukin-1Bconver ting enzyme 1993(75)
10.Fitch DH.EmmonsSW Variable cell positions and cell contacts underlie morphological evolution of the rays in the male tails of nematodes related to Caenorhabditis elegans 1995(170)
11.Ellis HM.HorvitzHR Genetic control of programmed cell death in the nematode C. elegans 1986(06)
12.Yuan JY.HorvitzHR The Caenorhabditis elegans genes ced-3 and ced-4 act cell autonomously to cause programmed cell death 1990(01)
13.Jonathan H Sex, Cell Death, and the Genome of C. elegans 1999(08)
14.Metzstein MM.StanfieldGM.Horvitz HR Genetics of programmed cell death in C. elegans: past, present and future 1998(10)
15.Reddien PW.CameronS.Horvitz HR Phagocytosis promotes programmed cell death in C. elegans
2000(412)
16.Wu YC.HorvitzHR C.elegans phagocytosis and cell-migration protein CED-5 is similar to human DOCK180 1998(392)
17.Reddien PW.CameronS.Horvitz HR Phagocytosis promotes programmed cell death in C. elegans
2001(412)
1.刘冉.阮秦莉.范从杰.尹立红.浦跃朴纳米二氧化钛毒性线虫模式生物评价[期刊论文]-中国公共卫生 2009(3)
2.周前进.庞林海.张红丽.杜爱芳绿色荧光蛋白在秀丽隐杆线虫中的表达[期刊论文]-中国兽医学报 2008(8)
3.张杰.宗光华.孙明磊.霍云.毕树生用于秀丽线虫自动筛选的真空微夹控制系统研制[期刊论文]-液压与气动
2008(1)
4.庞林海.杜爱芳.李孝军.侯玉慧.高翔秀丽隐杆线虫培养特性与保存方法研究[期刊论文]-浙江农业学报 2007(1)
本文链接：/Periodical_dwkxydwyx200310011.aspx
授权使用：兰州大学(lzdx)，授权号：34eda880-3eb8-4c0d-ae79-9ec2010ed6d5
下载时间：2011年4月11日。