阿尔茨海默病的秀丽隐杆线虫模型及其应用

秀丽隐杆线虫在遗传背景、研究手段上具有其独特的优势,以它为模型的研究集中于生命科学和医学研究的多个领域,阿尔茨海默病(AD)的研究也列于其中。虽然它神经系统结构简单,但它神经元的功能和神经递质都与其他动物类似,是研究神经退行性疾病机制的良好在体模型。本文就秀丽隐杆线虫在AD的研究进展进行了综述,主要包括AD相关基因在秀丽隐杆线虫中的保守性、AD相关基因转基因模型及其在研究治疗AD药物上的应用。     

秀丽隐杆线虫2型糖尿病模型研究进展

摘要：秀丽隐杆线虫是一种结构简单且与人类基因在功能上具有高度保守性的模式生物,因其特点鲜明,所以广泛应用于人类疾病研究中,并在2型糖尿病研究中备受关注。目前,2型糖尿病发病机制尚未完全明确,现有的治疗手段会对人体带来许多副作用。利用秀丽隐杆线虫建立2型糖尿病研究模型,与其他2型糖尿病细胞模型和动物模型相比会带来不同的研究策略。本文综述了近年国内外秀丽隐杆线虫模型在2型糖尿病中相关研究进展,为后续研究提供理论参考。     

秀丽隐杆线虫模型在抗衰老研究中的应用

随着人口老龄化问题的凸显,衰老相关的研究越来越被重视。秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）是抗衰老研究领域中非常重要的生物模型,具有生命周期短、易于培养和观察等优点,但与其他哺乳动物模型相比仍有一些局限性,如DNA甲基化的缺乏等。本文主要综述了秀丽隐杆线虫模型在抗衰老研究和药物筛选中的应用,包括抗衰老药物对线虫寿命和抗性的测定与评估、药物筛选以及健康衰老研究中的应用,并概括了该模型的优势和局限性,为秀丽隐杆线虫模型在抗衰老研究中的应用提供理论依据。     

单核细胞增生李斯特菌对秀丽隐杆线虫致病性的研究

单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes,Lm)是李斯特菌病的病原细菌。用Lm野生株EGDe、弱毒株ΔprfA、毒力回复株+prfA和高毒株+prfA^*喂饲模式生物秀丽隐杆线虫N2,并以线虫的良好食源大肠埃希菌OP50以及非致病的无害李斯特菌（Listeria innocua）作为对照,检测Lm对线虫发育周期、寿命和产卵数的影响。结果显示：当以无害李斯特菌、Lm野生株以及PrfA突变株为食时,线虫的产卵数虽有所下降,但线虫不仅能够正常产卵,而且其发育周期和寿命均较以OP50为食时显著延长（P≤0.05）;线虫体表和消化道中均可检测到大量李斯特菌,但粪便中的活菌数极少。以上结果说明Lm不能杀死秀丽隐杆线虫,对线虫也没有显著致病性,不适合作为研究Lm致病机制的模型;Lm可在线虫体表和消化道存在,暗示Lm可借助线虫在土壤环境中生存和传播。     

谷氧还蛋白rbGrx可延缓CL4176秀丽隐杆线虫中β淀粉样蛋白诱导的毒性

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）是一种与衰老相关的神经退行性疾病,其中β-淀粉样蛋白（β-amyloid,Aβ）诱导的细胞毒性被认为是其发病的主要原因。本文以Aβ转基因秀丽隐杆线虫CL4176为模型,研究了重组荞麦谷氧还蛋白（recombinant buckwheat glutaredoxin, rbGrx）对Aβ诱导的毒性和氧化应激的影响。结果显示,4 μmol/L rbGrx可以延长CL4176线虫平均寿命达20%左右,并增加衰老虫体运动能力约43.6%,延迟产卵高峰期1 d,同时可以有效延缓Aβ毒性诱导的瘫痪表型。进一步研究发现,在正常条件和Aβ诱导毒性时,rbGrx均能降低CL4176线虫体内活性氧（reactive oxygen species,ROS）水平,并上调SOD活性和GSH含量。另外,rbGrx下调Aβ mRNA水平44.1％,减少Aβ沉积量,并且明显上调热激因子1 hsf-1（2.01倍）和hsp-16.2（2.65倍）mRNA表达水平。这表明,rbGrx通过降低CL4176线虫体内的ROS水平和上调热激蛋白质的转录表达水平,降低CL4176秀丽隐杆线虫中Aβ诱导的毒性。结果提示,rbGrx可能具有预防AD的潜力。     

秀丽隐杆线虫在神经退行性疾病研究中的应用

神经退行性疾病(neurodegenerative diseases,NDs)是指由大脑和脊髓的神经元或其髓鞘的丧失所导致的疾病。发病人群主要为老年人,随着人口老龄化的加速,其发病率逐年递增,给中老年患者身心健康和生活质量带来严重影响,同时给家庭带来了沉重的负担。近几年对于神经退行性疾病的关注日益增加,为了寻找致病因子和有效的治疗药物,各种模式生物被人们应用,特别是秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans),已经成为人们研究NDs的经典模式动物。该文主要阐述秀丽隐杆线虫在阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)、帕金森病(Parkinson’s disease,PD)和肌萎缩侧索硬化(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)等疾病研究中的应用,从疾病产生的原因、线虫作为模式动物研究NDs的优势、线虫疾病模型筛选潜在药物等方面进行论述。     

秀丽隐杆线虫模型在记忆和遗忘行为研究中的运用

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。     

维生素C通过胰岛素信号通路增强秀丽隐杆线虫抗氧化作用

目的：利用秀丽隐杆线虫为模式生物,研究维生素C在秀丽隐杆线虫体内的抗氧化效应及其机制。方法：分别以含有0.05、0.25、0.5 mg/mL维生素C的NGM培养基饲养秀丽隐杆线虫,测定不同浓度维生素C饲养线虫体内超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的含量,同时检测0.25 mg/mL的维生素C饲养线虫age-1、daf-2、daf-16、sir-2.1、clt-1基因mRNA变化。在高氧环境中,干扰0.25 mg/mL维生素C饲养线虫daf-2、daf-16基因表达检测线虫的存活情况,观察0.25 mg/mL维生素C饲养线虫DAF-16入核情况。结果：0.25 mg/mL的维生素C提高秀丽隐杆线虫体内SOD和CAT活力,在高氧环境中,0.25 mg/mL的维生素C降低age-1、daf-2基因表达,提高daf-16基因表达,同时增加DAF-16蛋白入核。结论：维生素C通过DAF-16胰岛素信号通路增强秀丽隐杆线虫抗氧化作用。     

基于模式生物秀丽隐杆线虫的三丁基锡生态毒性评价

本研究利用秀丽隐杆线虫半致死浓度分析和致死曲线分析来筛选对三丁基锡（Tributyltin,TBT）敏感的线虫品系,并讨论与TBT毒理学过程可能相关的基因。通过对秀丽隐杆线虫体长、每窝子代数和怀卵量的测定来探讨TBT的生态毒性效应,以期为TBT对秀丽隐杆线虫和人类的生态毒性评价和致毒机理研究提供科学依据。结果表明：TBT对各品系线虫48 h LC50从小到大依次为egl-1（n487）＜ced-4（n1162）＜cep-1（gk138）=cep-1（lg12501）＜ced-9（n1950）＜clk-2（mn159）＜ced-3（n717）＜N2＜opIs34（hus-1::GFP） ＜opIs56（egl-1::GFP）＜daf-16（mn86）＜hus-1（op241）＜daf-2（e1370）。本研究筛选出对TBT最敏感的线虫品系为egl-1（n487）,而对TBT耐受力最强的是daf-2（e1370）。TBT对秀丽隐杆线虫体长、每窝子代数和怀卵量均呈现浓度依赖型的抑制作用。     

秀丽隐杆线虫体内脂滴的尼罗红染色观察

秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)为常见的生物实验模式之一,也是最近作为研究脂肪沉积的一种较理想的模型,其肠道是脂肪沉积的主要场所。本文使用尼罗红染液对秀丽隐杆线虫体内的脂肪进行染色,在荧光显微镜下可见其肠道周围呈现强烈桔黄色,较好的显示了线虫体内的脂肪沉积部位,为后续研究线虫脂肪沉积的调控机制奠定了基础。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism