秀丽隐杆线虫在药物筛选中的应用
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基于秀丽隐杆线虫耐药菌感染模型筛选活性化合物周雨朦;李继安;沈舜义;林惠敏;葛涵;朱春宝;陈代杰【摘要】目的建立秀丽隐杆线虫—甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌感染模型,筛选抗耐药菌感染的活性化合物.方法利用耐药菌对线虫进行感染,建立液体条件感染和抗生素救治模型,通过观察感染线虫的存活情况,考察筛选样品活性.结果对456个样品进行考察,发现化合物sipi8294在浓度为16 μg/mL时,可以使感染线虫存活率达到60%左右.通过联合用药实验发现,8μg/mL sipi8294和8μg/mL氨苄西林联用,可以使线虫存活率提高到80%以上(vs.8μg/mL氨苄西林组,P<0.01).sipi8294与青霉素类药物联用,具有明显的增效作用.结论该模型能反映病原菌在线虫体内的耐药性,并可以用于化合物的筛选,发现具有抗感染或是辅助抗感染作用的化合物.【期刊名称】《中国抗生素杂志》【年(卷),期】2014(039)007【总页数】5页(P481-485)【关键词】筛选模型;秀丽隐杆线虫;耐药菌;抗感染【作者】周雨朦;李继安;沈舜义;林惠敏;葛涵;朱春宝;陈代杰【作者单位】中国医药工业研究总院,上海医药工业研究院,创新药物与制药工艺国家重点实验室,上海200040;中国医药工业研究总院,上海医药工业研究院,创新药物与制药工艺国家重点实验室,上海200040;中国医药工业研究总院,上海医药工业研究院,创新药物与制药工艺国家重点实验室,上海200040;中国医药工业研究总院,上海医药工业研究院,创新药物与制药工艺国家重点实验室,上海200040;中国医药工业研究总院,上海医药工业研究院,创新药物与制药工艺国家重点实验室,上海200040;中国医药工业研究总院,上海医药工业研究院,创新药物与制药工艺国家重点实验室,上海200040;中国医药工业研究总院,上海医药工业研究院,创新药物与制药工艺国家重点实验室,上海200040【正文语种】中文【中图分类】R378.1自青霉素被发现以来,抗生素在抗感染治疗中扮演了十分重要的角色。
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。
秀丽隐杆线虫在中药活性评价及作用机制中的应用与展望邵会涵 段琼璐 温馨 杨俣倩 孔楚楚 雷海民 刘永刚(北京中医药大学中药学院 北京 102488)摘要中药活性评价是中药研究中的一个重要环节,但由于评价药效的模型相对单一,严重限制了其现代化发展。
秀丽隐杆线虫作为生命科学领域重要的模式生物,因其个体小、繁殖快、易培养、基因序列清楚等特点,近年来常被应用于各种人类疾病的研究中,建立了众多适用于不同疾病类型的秀丽隐杆线虫模型,并用于药物的活性评价与筛选及作用机制研究,而且已报道利用秀丽隐杆线虫作为模式生物评价具有抗衰老、抗肿瘤、治疗神经退行性疾病、抗菌等作用的中药成分的活性。
关键词秀丽隐杆线虫 活性评价 模式生物 作用机制 中药中图分类号:R285.5; Q939.99 文献标志码:A 文章编号:1006-1533(2021)15-0086-04 Application and prospect of Caenorhabditis elegans in activity evaluation and mechanism of traditional Chinese medicineSHAO Huihan, DUAN Qionglu, WEN Xin, YANG Yuqian, KONG Chuchu, LEI Haimin, LIU Yonggang (School of Chinese Medicine, Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 102488, China)ABSTRACT The activity evaluation of traditional Chinese medicine (TCM) is an important link in the research of TCM, but its modern development is severely restricted due to the relatively single technical method of the evaluation model of drug efficacy. Caenorhabditis elegans as an important model organism has been often applied in the study of various human diseases in recent years because of its small size, fast reproduction, easy cultivation, clear gene sequence and so on. Many models of Caenorhabditis elegans suitable for different types of diseases are established and used for the evaluation and screening of the activity of drugs and the study on their mechanism. In addition, it has been reported to use Caenorhabditis elegans as a model organism to evaluate the activity of anti-aging, anti-tumor, neurodegenerative diseases, antibacteria of Chinese herbal medicinal ingredients.KEY WORDS Caenorhabditis elegans; activity evaluation; model organism; mechanism; traditional Chinese medicine中药活性成分评价在中药研究中至关重要,但目前中药活性成分评价的技术方法较单一,是中药活性成分研究中的瓶颈问题[1]。
秀丽隐杆线虫在药物筛选中的应用周雨朦;陈代杰【摘要】秀丽隐杆线虫在药物和靶蛋白筛选方面越来越受到药物学家的重视,已形成了较为完善的药物筛选技术平台.本文以新药的发现为目标,介绍线虫作为新药筛选模型的特点、研究现状及该模型在新药发现中的应用.【期刊名称】《上海医药》【年(卷),期】2011(032)011【总页数】6页(P566-571)【关键词】秀丽隐杆线虫;模型;药物筛选;药靶筛选【作者】周雨朦;陈代杰【作者单位】中国医药工业研究总院上海医药工业研究院,创新药物与制药工艺国家重点实验室,上海,200040;中国医药工业研究总院上海医药工业研究院,创新药物与制药工艺国家重点实验室,上海,200040【正文语种】中文生物学界对秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,C. elegans)的研究始于20世纪60年代。
英国科学家Brenner [1]选择了线虫作为确定完整神经系统的较为简单的生物模型。
随后,Sulston经过20年的努力,到20世纪90年代中期构建了完整的线虫细胞谱系图,使线虫成为唯一一个身体中所有细胞能被逐个盘点并归类的生物。
Horvitz利用遗传突变和基因克隆等手段,揭示了线虫细胞程序性死亡的遗传调控机制,并证明相应的调节基因在高等动物和人体中也存在。
这三位科学家的研究对生命科学领域做出了极为重要的贡献,于2002年分享了诺贝尔生理或医学奖[2],使秀丽隐杆线虫成为当代生命科学和医学研究中最重要的模式生物之一。
近年来,秀丽隐杆线虫在药物或靶蛋白筛选方面越来越受到药物学家的青睐,已形成了较为完善的药物筛选技术平台。
本文从药物研发的角度讨论线虫作为模式生物的特点,以及目前利用秀丽隐杆线虫建立的疾病模型在新药发现中的应用。
1 秀丽隐杆线虫整体生物模型的特点秀丽隐杆线虫属于线形动物门线虫纲动物,结构如图1[3]所示。
利用秀丽隐杆线虫整体生物能够建立和模拟与人类疾病相关的模型、筛选不同的新型活性物质并发现新颖生物功能的靶点或靶标,实现这些目标的基础主要在于以下两个方面。
秀丽隐杆线虫在抗衰老领域应用的研究进展游牧(综述);胡云虎(审校)【摘要】秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)是抗衰老研究中重要的模式生物之一,被广泛应用于抗衰老物质的筛选和抗衰老分子机制的研究中。
本文回顾了近年来秀丽隐杆线虫在抗衰老领域应用的研究进展,介绍了抗衰老物质的筛选情况,系统综述了作为抗衰老物质筛选评价的生理指标和反映抗衰老机制的生化指标包括寿命、生存率、生存时间、ROS含量、脂褐质积累以及daf-16,sod-3,gst-4,hsps基因调控情况等,指出了研究中存在的问题,展望了秀丽隐杆线虫在抗衰老研究中的应用前景。
%Caenorhabditis elegans is one of the most important model organisms,and is widely used in evaluation of anti-aging substance and mechanism study.This article reviewed the application of Caenorhabditis elegans research progress in the ifeld of anti-aging in recent years,introduced the screening of anti-aging substance,summarized some indexes such as lifespan, survival rates,survival time,ROS,lipofuscin,daf-16,sod-3,gst-4 and hsps.The unresolved problems were pointed out and the possible ways to solve these problems were expounded.Finally a prospect of the application in anti-aging research was analyzed.This paper can provide useful information for researchers in related ifelds.【期刊名称】《中国美容医学》【年(卷),期】2016(025)002【总页数】4页(P104-107)【关键词】抗衰老;秀丽隐杆线虫;生理指标;生化指标【作者】游牧(综述);胡云虎(审校)【作者单位】淮南联合大学医学系安徽淮南 232038;淮南师范学院化学与材料工程学院安徽淮南 232038【正文语种】中文【中图分类】R339.3+8衰老是生物体必然的生理趋势,是一种复杂多变的过程,它和老年病的发生密切相关。
秀丽隐杆线虫应用及意义秀丽隐杆线虫(C. elegans)是一种常见的研究模式生物,在生命科学研究中发挥着重要的作用。
它的研究价值体现在以下多个方面:1. 研究神经系统:秀丽隐杆线虫拥有相对简单的神经系统,只有302个神经元,其中每个神经元的连接都已被详细描绘。
这使得线虫成为研究神经回路和神经发育的理想模型。
通过研究线虫的神经系统,可以揭示神经细胞在生命过程中的功能和调控机制。
2. 生命周期和发育研究:线虫的发育过程非常短暂,从受精卵到成虫仅需3天左右。
而且线虫的发育过程高度保守,几乎每个个体都能在相同的时间和空间上进行相似的发育过程。
这使得线虫成为研究发育的重要模型生物。
通过研究线虫的发育过程,可以揭示发育调控的分子机制和信号网络。
3. 遗传学研究:由于线虫自体受精和生命周期短暂,其遗传研究相对容易。
线虫基因组非常小,仅有大约9700个基因,其中很多基因与人类健康相关。
通过对线虫的遗传实验,可以揭示基因之间的相互作用和遗传调控机制,从而深入理解人类遗传疾病的发生和发展过程。
4. 药物筛选和毒性测试:线虫的生命周期短暂、生殖能力高和体积小,使其成为进行药物筛选和毒性测试的理想模型。
研究人员可以利用线虫来筛选化合物的治疗效果和毒性,从而加速药物研发过程,并避免一些不必要的动物试验。
5. 寿命研究:线虫的寿命相对短暂,约为2-3周,且寿命受到环境条件的影响。
通过研究线虫寿命调控的分子机制,可以揭示生命延长和抗衰老的关键因素,有助于寻找治疗人类老年相关疾病和延缓衰老的方法。
6. 环境适应和应激研究:线虫的基因调控网络对环境因素的改变非常敏感,对一些药物、毒物、温度、胁迫等环境因素产生应激反应。
通过研究线虫的应激反应机制,可以深入理解生物对环境适应的分子基础,以及环境对健康和疾病的影响。
总之,秀丽隐杆线虫作为模式生物,在多个领域的研究中都有重要的应用价值,其研究成果对人类健康和疾病的理解有着重要贡献。
通过线虫的研究,我们可以深入了解生物的基本生理和生化过程,揭示疾病的发生机制,加速药物研发进程,并最终提供更好的健康和医疗服务。
浅析秀丽隐杆线虫被大量用于筛选抗衰老药物的原因和相关实验步骤作者:彭宇昀来源:《健康前沿》2019年第04期摘要:秀丽隐杆线虫是研究老化现象的重要模型生物,已经使用了近40年,在对具有延缓衰老作用的相關药物进行初步筛选方面具有重大贡献。
本文通过对有关文献和实验进行分析,就秀丽隐杆线虫被大量应用于筛选抗衰老化合物的原因和有关实验展开研究,分析利用秀丽隐杆线虫进行抗衰老药物筛选的优点,总结相关实验步骤,得出秀丽隐杆线虫细胞数目固定,与人类基因同源性较高且易养殖是其用于进行药物筛选的重要原因。
总结出进行实验时需要充分考虑,排除如待测的相关药物对OP50菌液的抑制性等无关变量对实验结果的影响。
关键词:秀丽隐杆线虫,抗衰老,筛选,原因秀丽隐杆线虫作为模式生物在生命科学的各项研究中使用广泛,大量运用于抗衰老药物的筛选。
[1]近年来,有研究提出诸如阿司匹林,二甲双胍等常用药物成分具有延缓人体衰老的功能,而秀丽隐杆线虫在对这类化合物的筛选过程中起了重要作用。
本文将探究秀丽隐杆线虫被广泛应用于抗衰老化合物筛选的原因。
1 原因分析1.1自身原因1.1.1 细胞数量固定经研究发现,秀丽隐杆线虫在其幼虫时期有556个体细胞和2个原始生殖细胞。
秀丽隐杆线虫的成虫可分为:雄性个体和雌雄同体个体两类,其中雄性成熟个体有1031个体细胞和1000个生殖细胞,雌雄同体成熟个体含有959个体细胞和2000个生殖细胞。
固定的细胞数量使研究人员可以更容易对比不同化合物的作用下,同种细胞在不同个体中在药物作用下的具体变化,减少无关变量的产生,使不同个体(如:用抗衰老药物处理和不用抗衰老药物处理的个体)的同种细胞之间差异性的比较更具有说服力。
同时,可以更好的探究药物在具体细胞中的作用方式、具体效果,探究对应化合物具有抗衰老作用的原因。
1.1.2 生殖能力强,雌雄同体相关文献表明,当秀丽隐杆线虫的雌雄同体成熟个体自体受精时可产生200~300颗卵,而雄性成熟个体与雌雄同体成熟个体交配,发生异体受精时可以产生1000多颗卵。
秀丽隐杆线虫在药物筛选中的应用
秀丽隐杆线虫是一种常见的实验室模式生物,通常被用于生理学、神经学和药理学等研究领域。
随着科技的不断发展,人们越来越发现秀丽隐杆线虫的潜力以及应用价值,尤其是在药物筛选过程中。
下面,本文将为大家介绍秀丽隐杆线虫在药物筛选中的应用。
秀丽隐杆线虫的基本特点
秀丽隐杆线虫的一个重要特点是其生命周期短。
它的寿命大约为2-3周,从卵发育到成虫只需要3到4天,这使得生物
实验更方便、快捷。
此外,秀丽隐杆线虫的身体结构简单,易于观察、操作和控制。
药物筛选
药物筛选(Drug screening)是将可能具有治疗作用的化学物质进行筛选,以发现新的药物或治疗手段的过程。
经过多年的探索和发展,人们已经发现了一些能够抑制乃至治愈某些疾病的药物。
但是,受到次级反应、耐药性以及毒副作用的限制,现行的药物仍然存在局限性。
因此,对药物的筛选和研发仍然是重要的科学问题。
秀丽隐杆线虫在药物筛选中的应用
秀丽隐杆线虫作为一种便于操作的模式生物,可应用于各种药物筛选实验。
其基本筛选过程通常分为以下几个步骤:
1.选择适当的突变体作为实验对象
线虫有数千种基因变异体可用于研究。
因此,选择适当的突变体可大大提高实验的成功率。
例如,翻译抑制线虫能够胜任神经学实验,易造成神经元死亡的突变体便于设计细胞毒性实验。
2.将样本与药物混合
在进行实验之前,需要将样本与待测药物混合。
线虫通常生活在标准培养液中,药物可通过不同的给药方式添加入培养液。
比如,可直接加入到培养液或用食物富含药物等等。
3.检测线虫反应
添加药物后,需要观察并记录线虫的反应。
由于线虫身体简单,因此人们可以便捷地观察突变体或线虫的行为、发育和生存等指标,如运动速度、排便频率、生育率以及寿命等。
4.分析数据
采集反应记录数据后,通常需要进行统计学分析处理,来证明线虫是否与药物有明显的互动影响。
秀丽隐杆线虫在药物筛选中的亮点
基于其适用范围广泛、反应速度快等特点,秀丽隐杆线虫已经逐渐成为药物筛选中不可或缺的一种重要类别。
1.支持大规模筛选
线虫的特点使其适当于大规模筛选,可以方便地同时处理数千个突变体,以便快速检测大批次药物的有效性。
这种高通量筛选方式极大地提高了药物筛选实验的效率。
2.副作用少
线虫生物体积小、结构简单,极少出现不必要的反应,因此在测试药物副作用时不易出现假阳性数据。
3.开发简单
线虫基因组测序已经完成,数据庞大且完整。
这使得对于线虫哪个基因因素会导致线虫对药物产生反应非常容易推断和确定。
同时,线虫的基因表达模式等注释数据也让人研究线虫药物反应更加准确、方便。
结论
总的来说,灵活、经济,且有效地的药物筛选方案是当前药物开发中的一个重要难题。
秀丽隐杆线虫在药物筛选实验中表现出高效、低耗、方便的特点,应用价值不容忽视。
尽管线虫的相关生物机理仍需要更多地研究,但这个模式生物已经证明了自己在药物筛选中的重要地位,并为药物研发提供了新的思路、新的方法和新的机会。