优雅的模式生物 -- 秀丽隐杆线虫-MedChemExpress
- 上海皓元生物医药科技有限公司2023年4月17日 9:15 点击:850
秀丽隐杆线虫 (Caenorhabditis elegans,C. elegans),是一种无毒无害、可以独立生存的线虫。它是一种非寄生的线虫,主要以细菌为食,如埃希氏大肠杆菌 (Escherichia coli ),它不具有任何致病性,对人类没有什么危害。关于其 “秀丽” 的名字,其实来自于它的英文 “elegans”,也就是优雅的意思,因其运动优雅而得名。
图 1. 秀丽隐杆线虫生命周期阶段的显微图像[1]
自 1965 年起,科学家 Sydney Brenner 利用线虫作为分子生物学和发育生物学研究领域的模式生物。和其它模式生物相比,秀丽隐杆线虫具有很多优点,首先寿命短且易于控制生长条件,使其成为研究先天免疫和衰老的模型。再者,因整个生命周期的透明性,易于维护克隆种群,基因的操纵,以及完全阐明的神经系统连接体中的神经元,秀丽隐杆线虫已被证明是解决发育和神经生物学中的生物学问题的理想模型。
目前,秀丽隐杆线虫已被用于多种人类疾病的研究和药物筛选,包括肿瘤、帕金森氏症、老年痴呆、糖尿病、多囊肾病等。下面小 M 主要分享下用秀丽隐杆线虫作为生物模型的一些研究。
胰岛素抵抗是指身体对胰岛素的敏感性降低,从而影响葡萄糖摄取和利用的一种病理状态。胰岛素抵抗可分为遗传异常引起的遗传性胰岛素抵抗综合征和胰岛素受体自身抗体引起的B型胰岛素抵抗综合征两类。
具体方法为:在正常 NGM 培养基中加入 D-葡萄糖 (HY-B0389) 溶液,配制葡萄糖浓度为 40 mM 的高糖 NGM 培养基,摇匀后,将同步 dauer 蠕虫转移到含 OP50 菌液的高糖 NGM 培养基中,22℃ 培养 36 h,得到高糖胰岛素抵抗模型。
通过建立秀丽隐杆线虫胰岛素抵抗模型,研究 Rhodiola rosea (R. rosea) 提取物对秀丽隐杆线虫葡萄糖水平、胰岛素信号强度、抗氧化酶及细胞凋亡的影响。
图 2. 线虫的胰岛素抵抗模型
(a) 线虫的 Dauer 和成虫表型;(b) 治疗后秀丽隐杆线虫成虫百分比;(c) 线虫葡萄糖含量;(d) 线虫 ROS 水平。EAEL:在 100 μg/mL 浓度下提取 R. rosea;EAEH:在 200 μg/mL 浓度下提取 R. rosea;二甲双胍 (Metformin) 和钒酸盐 (Vanadate) 作为对照[2]。
肥胖通常表现为能量摄入超过能量消耗时出现的能量稳态失调。它已成为全球多种慢性疾病的主要诱因之一,包括糖尿病、心血管疾病和高血压。秀丽隐杆线虫是探索脂肪储存的遗传调控的一个很好的模型,因为人类脂肪合成和分解途径的许多方面在这种简单的模式生物中是保守的。秀丽隐杆线虫已被广泛用于肥胖研究的体内模型,通常通过确定甘油三酯积累作为终点,同时测量食物摄入和能量消耗。
图 4. GNRs-D1/Ang2 在体内调节Aβ聚集[4]
(a) 左图为 3 日龄 Aβ 虫 ThS (Thioflavine S) 染色头部荧光图像。图像显示头部肌肉中淀粉样蛋白聚集。a 和 b 代表未处理的蠕虫,c 和 d 表示 1.5 nM GNR-D1/Ang2 处理的蠕虫,e 和 f 表示 1 μM D1 肽处理的蠕虫。(b) 头部区域 ThS 阳性淀粉样蛋白聚集物总数的定量。(c) 头部区域淀粉样沉积物大小的量化。(d) ThS 正聚合物覆盖的头部面积的百分比。
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参考文献
[5] YongluLi, QingGu, et al. Caenorhabditis elegans: a nature present for advanced food science.Current Opinion in Food Science. 2023 February, 49, 100971.
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