抗肿瘤药物筛选模型之秀丽隐杆线虫模型

对于抗肿瘤药物研发来说，一般采用大鼠或小鼠肿瘤模型来进行肿瘤学体内研究，而秀丽隐杆线虫作为一种简单的模式生物，具有易于观察、培养和耗时较短等特点，使其在药物筛选以及药效作用机制方面发挥着重要作用。在抗肿瘤药物筛选上，目前已经建立了秀丽隐杆线虫的高通量药物筛选模型。

秀丽隐杆线虫属于线形动物门线虫纲动物，它和人类在许多基因和生物机制方面具有高保守性，包括细胞凋亡、细胞信号转导、细胞周期、细胞极性、新陈代谢和衰老等，因此使用其建立药物筛选模型，可以用于药物研究初期的筛选。而且秀丽隐杆线虫体内有很多与人类相似的信号途径，包括与肿瘤发生密切相关的细胞增殖分化相关的Ras信号途径、Notch信号途径和Wnt信号途径，因此其可成为优秀的体内抗肿瘤药物筛选模型。与小鼠相比秀丽隐杆线虫对药物毒性更为敏感，大部分药物在线虫评价体系反映的毒性大小，与小鼠评价体系类似，即两种模型的毒性评价具有较好的相关性。

目前常见的药物筛选模型主要是建立在整体动物水平、组织器官水平、细胞及亚细胞水平、分子和酶靶点水平上的。美迪西在抗肿瘤、免疫性疾病、抗炎、心血管疾病、镇痛和糖尿病等研究领域建立了相对成熟的药物筛选模型，既包括微量、快速、高自动化的新型高通量初筛模型，又包括深入筛选的各级复筛模型，形成了高效、多层次的新药筛选平台。

我国有研究者研究了秀丽隐杆线虫模式生物作为Ras/MAPK信号通路的抗肿瘤药物筛选模型的可行性及其分子机制，还有研究者利用秀丽隐杆线虫建立一个初步评价药物急性毒性的模型。

1、秀丽隐杆线虫作为抗肿瘤药物筛选模型的可行性研究

有研究者采用秀丽隐杆线虫Ras/有丝分裂原蛋白活化酶(MAPK)信号通路上的过度激活系列突变体研究该模式生物作为Ras/MAPK信号通路的抗肿瘤药物筛选模型的可行性及其分子机制^[1]。方法是采用96孔板将索拉菲尼和依托泊苷作用于L1期秀丽隐杆线虫(每孔80~100条)，并设空白对照，每个处理设3个重复。培养秀丽隐杆线虫4~5d后，于倒置生物显微镜下观察秀丽隐杆线虫野生型和突变体数目。与空白对照比较，野生型比例越高，说明药物效果越好。

结果发现索拉菲尼能够剂量依赖性地逆转let-60/ras(gf)和mek/erk(gf)双突变体多阴门表型，对其下游转录因子lin-1(lf)和lin-31(gf)多阴门突变体几乎没有影响；依托泊苷对信号通路上游因子let-60/ras(gf)及下游转录因子突变体lin-31(gf)均有明显的抑制作用，不依赖细胞信号通路。因此秀丽隐杆线虫模型不但能够筛选靶向Ras/MAPK信号通路的抑制剂，还能评价肿瘤细胞毒药物。

2、秀丽隐杆线虫作为一个评价药物急性毒性的模型研究

有研究者考察了秀丽隐杆线虫(C.elegans)是否适合作为一个快速初步评价药物急性毒性的模型^[2]。该研究者采用秀丽隐杆线虫野生型N2和突变型glp-4；sek-1线虫对药物毒性进行评估，通过监测在相同染毒体系中的死亡率，判断2种线虫对药物毒性的敏感度。对4大类抗感染抗生素和3种抗肿瘤药物的毒性进行评估，测定染毒72h后不同药物的LC50值。

结果发现红霉素对N2和glp-4sek-1线虫的LC50(72h)分别为250和120mg.L^-1；阿奇霉素对N2和glp-4；sek-1线虫的LC50(72h)分别为411和286mg.L^-1，glp-4；sek-1线虫国较N2线虫对药物毒性更敏感，因此，采用glp-4；sek-1线虫作为药物评价体系。该实验中，大环内酯类药物LC50(72h)为100～300mg.L^-1、四环素类为300～400mg.L^-1、氨基糖苷类药物为400～2500mg.L^-1、青霉素类大于2000mg.L^-1和抗肿瘤药物为40～60mg.L^-1。因此秀丽隐杆线虫合适用于药物急性毒性的初步评价，能够简便快速地判断药物毒性范围。

秀丽隐杆线虫作为一种模式生物，可以用于抗肿瘤药物筛选模型的建立和评价药物毒性模型的建立研究。利用秀丽隐杆线虫整体生物的特点建立和模拟与人类疾病相似的模型，并筛选出不同的新型活性物质，同时预测药物-靶标相互作用和确证靶点，具有广阔的开发和应用前景。

[1]秀丽隐杆线虫作为Ras/MAPK信号通路的抗肿瘤药物筛选模型研究[J].

[2]利用秀丽隐杆线虫初步评价药物急性毒性[J].