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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。万方数据秀丽隐杆线虫模型在阿尔茨海默病研究中的应用臥挖矗以疵砖玉钭雍,邹志远赑,,.,云南昆明;ッ饕娇拼笱Щ∫窖г海颇侠ッ阿尔茨海默病’种最常见的老年性痴呆形式的神经退行性疾病,主要表现为智力衰退、记忆丧失和认知恶化。其中,口一淀粉样蛋白口木奂蚑蛋白异常过度磷酸化是该病的主要病理特征Ⅲ。是世界上引起死亡的第六大疾病,据统计,到年全球阿尔茨海默病患者将达到亿心K孀湃丝诶狭浠潭鹊提高,患病率呈现逐年上升趋势,但目前仍缺乏完全治愈或延缓其发展的有效药物和疗法¨R此,有必要进一步研究阿尔茨海默病的发病机制,探寻有效治疗方法。秀丽隐杆线虫口隹协以挖是一种真核多器官的模式生物,在医学研究生物资源,~/...摘要:阿尔茨海默病’珹是一种与年龄相关的神经退行性疾病,该疾病的病理特征为老年斑和神经原纤维缠结的存在。目前,阿尔茨海默病患病率呈现逐年上升的趋势,寻找完全治愈或延缓阿尔茨海默症发展的有效疗法和药物迫在眉睫。秀丽隐杆线虫以洹F隹酛缗蠊鎠幕蚝蜕窬9δ苡肴死嗑哂懈叨韧葱裕勺魑Q究阿尔茨海默病发病机制研究的较好模型。本文综述的发病机制假说、秀丽隐杆线虫模型以及线虫模型在治疗中的应用进展,旨在为后续研究提供理论参考。关键词:阿尔茨海默病;秀丽隐杆线虫;转基因模型瓵引言珹是一中图分类号:文献标志码:文章编号:—一一琙,.,,:痵痵,籆口已卵缫裐已超籺修回日期:一—接受日期:作者简介:李鑫玉,女,硕士生,研究方向:公共卫生与预防医学。猰【:ㄑ读O等耍鹤尬一校┦浚苯淌冢芯糠较颍荷锓治鲇爰觳狻—::云南省基础研究计划ヒ搅:献ㄏ辉颇鲜〗逃蒲а芯炕,,,,,,猺瑃.,甀瑃—,趃咒口⑷,盘咒篈’【收稿日期:—一—万方数据中具有很多优势,如体积小、寿命短、易于培养、具有一个完全测序和注释良好的基因组,拥有编码超过%的人类疾病同源基因¨’。因此,秀丽隐杆线虫已逐渐成为研究的理想模型。本文综述了的发病机制假说、秀丽隐杆线虫模型以及线虫模型在治疗中的应用进展,旨在为后续研究提供理论参考。阿尔茨海默病的发病机制病理变化脑组织的正常衰老是以脑室为中心而改变的,特有的变化则位于颞叶和海马区,其特点包括患者大脑内侧颞叶系统萎缩和海马体体积缩小,并伴随脑沟扩大和脑回狭窄。尽管的病因尚未完全阐明,但病理特征已被确定:主要表现为老年斑琒蜕窬宋琋的形成拍U庑┮斐5鞍拙奂可能通过阻断细胞问通讯,破坏正常细胞周期而导致神经细胞死亡,从而引起症状¨的主要成分是神经元外部的片段。是通过蛋白水解途径从淀粉样前体蛋白呀舛吹牟蝗苄肽,由~个氨基酸组成。在哺乳动物中存在淀粉样和非淀粉样两种不同庸さ牡鞍姿途径。在非淀粉样途径中,豢谝环置诿盖懈钗可溶性—⑹头诺较赴猓痹谀ぶ辛粝个残基的片段。而在淀粉样途径中,未被环置诿盖懈畹腁通过口分泌酶切割为可溶性印和巍V驝片段通过一分泌酶继续进行再切割,从而生成了具有神经毒性的头诺较赴饴。大量体外实验研究表明,聚集形成原纤维或低聚物均比单体结构具有更强的神经毒性阳I窬宋怯蒚蛋白聚集形成的,鞍资粲谖⒐芟喙氐鞍准易澹一种在神经元中表达的高度可溶性的蛋白,其功能是通过调节微管的磷酸化水平来促进微管的稳定和组装。在患者的神经组织中,鞍滓斐9磷酸化,导致可溶性奂纬杉讶芙獾脑维沉积物,失去稳定微管功能,从而导致神经元变性?发病机制粱目前在患者脑内分离出了两种类型的,分别是含个氨基酸的。。和含个氨基酸的。:,其中。:的毒性作用较强。的分泌过多或清除过慢都会诱导肽链堆积形成斑块,沉积的斑块会激活大脑中的小胶质细胞,使其吞噬功能受损,并释放多种炎症因子,使得大脑代谢葡萄糖的能力下降¨“。除此以外,木奂够嶙枞胱油道,改变钙稳态、增加线粒体氧化应激,从而破坏健康神经元,导致神经元凋亡啊鞍坠攘姿峄在正常生理状态下,鞍啄艽俳⒐茏樽并增强微管稳定性,且因其特殊回形针样构象而不易自聚集。但在患者体内,鞍谆嵊胛⒐芊离,自聚集为成对的螺旋丝,并重新组装成神经原纤维缠结,造成神经元之间的通信异常,进而破坏神经元的可塑性,导致神经退行性病变.?钅苌窬J芩在大脑认知过程中,胆碱能系统发挥着至关重要的作用,而患者主要受影响的神经递质是乙酰胆碱。据报道,乙酰胆碱含量会随着年龄增长而降低,且患者下降幅度更高¨“。进一步研究表明,患者体内乙酰胆碱转移酶和乙酰胆碱酯酶活性下降,使得脑组织中胆碱能神经元数量减少,受体密度也随之降低从而导致乙酰胆碱含量降低¨“。.吡L骞δ苷****胙趸神经元与线粒体功能密切相关,线粒体功能障碍会导致细胞抗氧化活性降低、活性氧水平升高,从而产生氧自由基对神经元造成损伤。研究发现,患者大脑皮质区的线粒体细胞色素氧化酶活性显著降低,该酶缺乏会导致线粒体能量储存减少,最终造成神经退化¨“。同时线粒体的基础功能和线粒体的损伤速度会不同程度地影响的发病时间和疾病持续时间,即线粒体基础功能越低下、线粒体衰竭速度越快,个体的症状病理变化出现得越早除上述提到的发病机制假说,还有诸如基因突变、异常表达、免疫炎症反应假说和金属离子紊乱等其他假说,但是各种假说都还不能独立对的病因做出全面的解释。⒍暮D〉南叱婺P秀丽隐杆线虫成虫长约,体型微小,全身透明,因此可通过特异神经元中表达绿色荧光蛋白纷偕窬=峁购托翁肎标记蛋白质实现细胞定位可视化>」芟叱孀橹峁瓜喽简单,但仍具有与哺乳动物复杂功能同源的相关细胞阻?。秀丽隐杆线虫分为雌雄同体和雄性两种性别,雌雄同体线虫通过自我受精可获得基因相同的后代,而雄性与雌雄同体交配则有利于突变株的分离、维持和转移。自受精的雌雄同体在其整个生命李鑫玉等:秀丽隐杆线虫模型在阿尔茨海默病研究中的应用·.。万方数据%甜基因的转基因线虫模型,这些模型被用于防治,可见其生命周期短,ü胄坌越慌洌浜蟠稍黾拥鰊!P憷鲆讼叱娴纳芷诎ㄋ母鲇虫期獿和成年期,阶段生长发育约为渌锥卧嘉幼虫大约在炷诰涂赏瓿煞⒂辏叱娴基因组全序列测序的工作已经完成,包含超过个位点的精确遗传图谱,且大部分人类疾病的同源基因均可在秀丽隐杆线虫中检索到。除上述优势之外,秀丽隐杆线虫用于阿尔茨海默病研究的最显著特点是它不会自然形成老年斑和异常的奂濉>」茉谛憷鲆讼叱婊蜃橹存在一个名为印猨的次镄摹埃话蛄校裁挥衟一分泌酶心“,因此并不会自然形成。另一方面,基因鄇编码秀丽隐杆线虫中唯一的吹鞍仔ナ砸籮功能的突变体线虫虽可正常发育,但其后代存活率和触摸敏感性均会降低心“。此外,也有研究发现声“一汀澳艿鹘谙叱娴寿命和完整性心?。尽管不能完全利用秀丽隐杆线虫模型模拟出的病理,但仍有几种线虫模型可用于评估诤蚑诱导的毒性。谀P转基因线虫能在一定程度上呈现出味拘及其氧化应激反应,还可观察到线虫细胞膜损伤。年成功获得了“胛海篈鼠。废转基因线虫ヽ一启动子为肌肉细胞特异性启动子,能将特异性表达于线虫肌肉细胞中。研究发现,在肌肉细胞中表达诨崾瓜叱娉鱿纸ソ麻痹,该模型可广泛用于诔粱频难芯啃K后,::凇#品系线虫也被成功建立8孟叱媸峭üせ钇舳觤一源诨蛟谙叱婕∪庵幸煸幢泶铮盏嫉矸垩鞍沉淀形成,从而模拟生物体内沉积等病理机制心?。为消除由线虫自然衰老造成麻痹的影响,诱导的泶锞哂形露认拗疲珹诔赡昶的特定时间点进行表达,当线虫处于容许温度时,嗡窖杆偕撸蟪鱿致楸浴T其他研究中,建立了撕一海篏::—叱嫫废表,通过融合鞍卓墒踊聚集,显示人卧谙叱婕∪庵械谋泶锖陀盏己的快速麻痹表型”“。此外,仍存在一些为研究构建但使用较少的其他品系,包括:“卵::埂;“海篈厶和甜咒海篈“心?,但上述模型的明显局限性是泶锝鱿抻诩∪庀赴虼瞬荒苤接观察到中的神经变性。转基因秀丽隐杆线虫一海篈鼠通过在泛神经元启动子一』下表达信号肽杭隙迪諥纳窬1泶8闷废迪叱嬖谇骰苑矫姹涞貌幻舾校丧失保留联想记忆的能力阳?。较之肌肉中表达。吨品系线虫,神经元中表达巍I酒废德楸员硇减弱,但其或许更准确地代表了中淀粉样蛋白诱导的毒性的后果“。P在神经元中特异性表达野生型和一突变型成功构建不同类型的;蛳叱婺P表。与非转基因线虫相比,随着虫龄增加;蛳叱姹硐殖龈Q现氐牟协调性和神经元细胞显著减少的表型“。此外,在触觉神经元中特异性表达野生型和—突变型的;蛳叱婺型也被成功建立1泶镎的线虫对触摸的反应略有降低,而表达突变南叱姹硐殖更为迟钝的反应,在胞体和许多变性的神经元中也观察到神经元突起¨?。此后,还开发了其他转基因线虫湓诜荷窬A驪产舳悠舳泶锶假过度磷酸化鞍,使得线虫在抑制性运动神经元中表现出轴突异常,因此该株系被认为是中槐涞母叽硇阅P途表。有研究还建立了一种具有清晰病理表型的线虫模型,并用方法对其进行修饰¨。以前的模型都在神经元中表达9娴腞椒ǘ陨窬元进行干扰没有效果,这限制了筛选方法在这些疾病模型中的有效运用。而该模型利用埘一动子在体壁肌肉中表达⒃谙喙氐谋砦簧辖行磷酸化。转基因线虫的健康指标显著降低,包括产卵、生长速度、瘫痪、摆动频率、爬行速度和寿命。该线虫模型可应用于筛选人攘姿峄及毒性机制的研究。和欠岣坏纳窬微管相关蛋白,这两种蛋白都具有高度同源的羧基末端序列,可作为微管结合结构域。虽然还泛接受为的病理病因,但尚不清楚与之间是否存在关系。因此有研究建立了另一个模型ü荷窬缺泶锶薓蚑蛋白。在该模型线虫中,蚆加盏剂松窬拘裕但都未形成聚集物旧?。叱婺P驮贏瘟浦械脑擞目前已建立了多种表达正常或突变的诤生物资源·万方数据的药物研究。国内外抗的研究热点聚焦在天然提取物上,但病理复杂,并未发现某种单一药物具有良好的治疗效果。目前批准的对症治疗的药物主要以神经递质为基础,如抗剂、乙酰胆碱酯酶抑制剂龋庑┮┪都会不同程度地引起恶心、呕吐、食欲减退和体重减轻等不良反应¨?,因此,寻找具有发展前景的天然提取物作为治疗剂受到广泛关注。天然产物对治疗的主要贡献在于它们具有抗炎、抗氧化、免疫调节、保护神经和改善预防神经变性的作用口?。通过转基因线虫模型已发现了一些具有神经保护作用的天然提取物,包括自然产物银杏内酯、大豆异黄***、儿茶素和咖啡提取物,也包括一些姜黄素和阿魏酸等多酚类化合物旧?。银杏提取物掀起了植物提取物研究的热潮,银杏提取物可能通过清除脂质自由基,保护膜蛋白对中枢神经系统起到保护作用R犹崛∥和银杏内酯减轻了诱导的病理行为,并降低了转基因秀丽隐杆线虫的趋化行为,该研究显示和银杏内酯种屏讼叱嬷械腁丫体聚集和沉积,但不是通过减少氧化应激来发挥其作用啊=;扑鼐哂锌寡趸涂寡椎榷嘀忠├硇宰用,能有效抑制氧化应激及炎症的发生,研究显示姜黄素减少了叱娴纳窬R斐#⒚挥抑制姿峄蚓奂幢;は叱婷馐苌窬缀细胞骨架异常的影响¨?。阿魏酸是水果的主要成分,具有强大的抗氧化和抗炎活性,它可以使糖尿病、心脏病和癌症等严重疾病的风险降低。阿魏酸在线虫中能显著延长线虫存活的能力,对有效抑制宋凸丫厶寰哂邢嗟贝蟮那绷Γ作为治疗的候选药物¨。橄榄苦苷苷元是特级初榨橄榄油中最丰富的多酚,有研究证明在组成型和诱导型。。模型中其具有抗淀粉样毒性作用,但是换岣谋銩的产生和沉积速率,也不会作为抗氧化剂,它直接干扰奂蹋种可溶性有毒的寡聚体和淀粉样原纤维的形成¨“。研究还发现低剂量尼古丁可以减轻线虫模型的瘫痪症状,尼古丁抑制沉积,减少丫体,以减轻过度表达引起的毒性,并且发现该种作用是由途径介导,该途径调节解毒过程和抵抗氧化应激阻?。抗癫痫药物乙琥***能改善叱鍲P偷脑硕δ苁芩鸷褪倜表型减少,其发挥作用与藕磐揪睹懿豢分阻?。上述研究证实利用秀丽隐杆线虫模型筛选抗药物具有较强可行性,在治疗药物的研发中具有不可替代的作用。论虽然秀丽隐杆线虫在研究方面仍存在一些局限性,如线虫缺乏类似于哺乳动物的器官、神经系统简单、无法模拟人类神经系统的复杂性、双转基因模型寿命较短、后代活力较低等问题5叱嫠养方便、遗传学操作简单、与哺乳动物基因组高度同源等特点使得其成为研究的高效模型。现如今,秀丽隐杆线虫蚑的转基因模型已被广泛用于的病理机制初始研究及防治药物的批量筛选。虽然人类和秀丽隐杆线虫之问存在差异,但基于秀丽隐杆线虫的研究应该是互补的,而不是使用哺乳动物模型进行替代。从线虫中获得证据,并在哺乳动物系统中进行验证是较为可行的方案。参考文献李鑫玉等:秀丽隐杆线虫模型在阿尔茨海默病研究中的应用结..·琇∈瓵—,,痵珿—’,,—瓵—,,一甁***螅藿C跎倮颍龋;蛳叱嬖诎⒍暮D症研究中的应用称饭ひ悼萍迹:.,侯凯,刁峻峰,┭г貉Пǎ耙訧瓻瓾.,,,—’,,—’珺琍£口瓸—,—琈:.琇,,—琖,,甅—,,.琀琄甌琓,,—:卜,,:—.,:—.—琘猵,,’猘簍,琄耙訸.—篴卜餹瓵卜痵簍—訸.—鱫口砖蘨缏裺痵。:,.,:———珼鹉遉.,琧甆—,:,,珽鹂赯.——琇珹甆赑聍┡鋈鏶厶髫口行琘瑉,,:,,:—.珹鹂赯.,,.瓻甀珼鹋蘻.:珹—琒—,。筛綪如一篴—篴’:秀丽隐杆线虫模型在阿尔茨海默病研究中的应用譬.,,.猙,猘挖。砌...:郭佳旗,魏颖鸿,张慧,,:一.::.琖:—..:琖珺琍—胛囊,,:—冢裑.,,癲,.篹琈琖琍語.,,’:衭逷挖甞口蝔裧盘行猧琙琇琍裕甆—,以,.已裧裺珿琍冢瓵:琇珻翱冢瓽耳以行琈琘鹨訸.—穞猘琍裕甊—痵,,:珹琒瓵—簎,,——.珿鴘如耙訸.——,盘”.琗裦日,,—猧甈如一琑琑讨桥绦蠮現,.砌衞倪厶鏶口卵疐琂琍£以瓹—痵篯口·

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