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筛选活性化合物的小功臣—秀丽隐杆线虫

2020.8.24
秀丽隐杆线虫为一种在土壤中生存、以微生物和腐烂生物碎片为食、易于繁殖的小型整体模式生物,具有结构简单、遗传背景清晰、生命周期短、易于实验室培养等优势,使得其成为有些的体内药物筛选模型。利用秀丽隐杆线虫建立的一些模型,被广泛用在实验室里。 在实验室的遗传学、细胞生物学、分子生物学的研究中使用秀丽隐杆线虫进行研究具有很多优势,首先秀丽隐杆线虫的结构简单、身体透明、易于镜下观察、实验可操作性强。秀丽隐杆线虫的生命周期也比较短,一般2~3周,多数以雌雄同体形式存在,易于培养繁殖,3d可繁殖一代,容易保持基因突变的可遗传性,而且能够冷冻保存。这些特点使其成为抗衰老药物筛选的理想动物,利用秀丽隐杆线虫建立药物筛选模型可以用于抗衰老的化合物的筛选。有研究者用秀丽隐杆线虫筛选抗衰老药物,筛选了8.8万个化合物,发现115个化合物能延长秀丽隐杆线虫的寿命,有4个化合物是5-羟色胺受体抑制剂,它们能使秀丽隐杆线虫的寿命延长22%-30%。 而且秀丽隐杆线虫的全基因组序列已知,大量突变体线虫株可以方便地从秀丽隐杆线虫遗传学中心(CGC)获得。秀丽隐杆线虫整体动物与人类基因保守性较高,体内有很多与人类相似的信号通路。有研究也证实,线虫的基因中有大约42%与人类疾病基因直接同源,可以构建出与人类疾病相似的模型。 秀丽隐杆线虫对毒性物质的反应敏感性也与哺乳动物具有一致性等优点,在化学药物的毒性评价上,也具有良好效果。由于线虫是整体动物,对于一些从复方中药或中药有效部位粗提物可直接进行化合物活性筛选或毒性评价,免于细胞筛选对样品的限制,具有经济、快速的特点。秀丽隐杆线虫的种种优点,已使其成为继果蝇之后的又一分子生物学和发育生物学领域的经典模式动物。现在人们在长期寻找药物的实践过程中,建立了大量用于新药筛选的各类药物筛选模型。目前常用的主要有建立在组织器官水平、细胞及亚细胞水平,分子和酶靶点水平上的药物筛选模型,美迪西提供药物筛选服务。 据报道,有研究者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,与体外抗菌筛选方法相比存在一些优点,如能发现具有抗菌活性的前药,发现降低细菌毒力或感染性的化合物;发现能抑制细菌体内繁殖的化合物;发现增强免疫活性的化合物。而且这种模型还能同时评价被筛化合物的毒性,并排除药代动力学特征较差的化合物。 还有研究者以秀丽隐杆线虫整体动物为基础,建立抗甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌感染的药物筛选模型,并筛选获得某种化合物[1]。该化合物为红霉素结构类似物,能显著提高感染线虫的存活率,但体外无抑菌活性。与青霉素类药物联合用药时,具有明显的增效作用,而与氨基糖昔类药物联合使用,则未见增效作用。 虽然利用秀丽隐杆线虫建立药物筛选模型来进行化合物活性筛选存在着一些优势,但是只能将其作为药物初筛的手段来看待。毕竟该模式生物与人类在生理和病理等方面存在差异,因此需要正确认识秀丽隐杆线虫在药物筛选中的优势与不足,明确筛选的目的和范围。 [1] 基于秀丽隐杆线虫耐药菌感染模型筛选活性化合物[J].


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