秀丽隐杆线虫神经毒理学研究进展

秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,简称C.elegans或线虫)是神经毒理学及神经退行性疾病研究的适宜模型.C.elegans的神经系统有6 393个化学突触,890个电连接,1 410个神经肌肉连接,有302个神经元,分成118类.C.elegans的主要神经递质系统(胆碱能、γ-氨基丁酸能、谷氨酸能、多巴胺能、5-羟色胺能)和遗传传递网络(从神经递质代谢到囊泡循环和突触传递)在系统发生上都高度保守,使得在C.elegans中的科研发现可以外推到脊椎动物.通过激光束破坏某个神经元或突触、使用药物或其他外部刺激可以设计实验来明确特定神经元功能.如抑制型氨基丁酸能和兴奋型乙酰胆碱能运动功能通过定量正弦波运动(身体扭曲幅度和频率)和觅食行为来确定;谷氨酸能神经元的运动和机械感受功能通过咽泵运动速率和对触摸的反应来评估.通过转基因、突变体筛选等方法,人们已成功制备C.elegans的人类神经系统退行性疾病模型[1].现就C.elegans的神经毒理学研究进展综述如下.     

基于秀丽隐杆线虫的化学品毒性评估技术研究进展

将模式生物毒性预筛与传统啮齿类动物实验相结合是今后国际化学品毒性筛检和安全性评估领域的发展方向.应用模式生物秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)进行化学品急性毒性评估的指标分为致死性指标和亚致死性指标,其中,致死性指标包括半数致死浓度和半数致死时间,亚致死性指标包括生长、发育、繁殖及运动、行为等指标.基于转基因线虫的生物标志物指标提高了检测灵敏度,近年来发展了使用微流控芯片及复杂目标参数分析和分选系统等的高通量、快速化学品毒性评估技术.该文对上述研究进展作一综述.     

基于秀丽隐杆线虫的水毒性评估技术研究进展

工业废水与生活饮用水对人类的健康有着巨大的影响,秀丽隐杆线虫是水的毒性研究的一种理想的模式生物。用线虫进行水毒性研究及评价,具操作简单,成本低廉,测试周期较短等诸多优势,现介绍国内外用线虫评价水毒性的一些常用指标及意义,对国内开展线虫毒性研究与评价具有一定的指导意义及参考价值。     

秀丽隐杆线虫-泛耐药鲍曼不动杆菌感染模型用于外排泵抑制剂逆转环丙沙星耐药的研究

目的建立秀丽隐杆线虫-泛耐药鲍曼不动杆菌感染模型,用于外排泵抑制剂(EPIs)逆转泛耐药鲍曼不动杆菌(XDR-AB)对于环丙沙星耐药的研究。方法建立秀丽隐杆线虫-泛耐药鲍曼不动杆菌感染模型,选用6种EPIs(CCCP、PAβN、NMP、奥美拉唑、利血平和维拉帕米)与氟喹诺酮类药物环丙沙星联合使用,记录秀丽隐杆线虫生存率以评价体内药效,同时进行毒性试验及体外药敏试验。结果不同浓度XDR-AB对秀丽隐杆线虫的致死情况不同,选择5×10~(6 )CFU/mL作为XDR-AB感染秀丽隐杆线虫浓度。秀丽隐杆线虫生存实验显示,XDR-AB感染线虫3 h后线虫组与加入多粘菌素B的对照组生存曲线比较,差异无统计学意义(χ~2=3.154,P0.05),感染线虫6、9 h,与对照组比较,差异均有统计学意义(均P0.001),但感染6 h与9 h组的生存曲线比较,差异无统计学意义(χ~2=0.669,P0.05),最终选择6 h作为感染时长,36 h为合适的抗菌药物治疗时长。环丙沙星联合EPIs应用于感染模型实验中,低浓度的PAβN、NMP、奥美拉唑、利血平可将线虫存活率分别提高30%~40%、15%~20%、20%~30%、20%,高浓度的维拉帕米可将感染线虫的存活率提高30%左右。体外药敏试验和毒性试验结果显示,环丙沙星分别与CCCP、奥美拉唑和维拉帕米联合可降低MIC至原来的1/4,分别联合PAβN,NMP和利血平可降低MIC至原来的1/2,其中CCCP体外联合抑菌效果最佳,但毒性较大不适于体内药效研究。结论首次成功构建了秀丽隐杆线虫-泛耐药鲍曼不动杆菌感染模型,得到6种EPIs逆转环丙沙星耐药性的初步研究。     

壬基酚对秀丽隐杆线虫的生殖毒性

目的研究壬基酚(nonylphenol,NP)对秀丽隐杆线虫的生殖毒性。方法将秀丽隐杆线虫暴露于终浓度分别为含0(溶剂对照)、0.01、0.1、1、10、100mg/LNP的培养基24 h,并设空白对照。检测NP对线虫的半数致死浓度(LC50)、后代数目、世代时间和精子发生相关基因spe-10、spe-15、folt-1、fer-1 mRNA的表达水平。结果 NP对线虫的LC50远高于100 mg/L。与溶剂对照组比较,各浓度NP暴露组秀丽隐杆线虫世代时间延长,差异均有统计学意义(P0.05);而后代数目无明显改变;且随着NP暴露浓度的升高,秀丽隐杆线虫世代时间呈延长趋势,后代数目呈下降趋势。与溶剂对照组比较,仅1、100 mg/L NP暴露组秀丽隐杆线虫spe-10 mRNA的表达水平降低,差异均有统计学意义(P0.05);而各浓度NP暴露组秀丽隐杆线虫spe-15、folt-1、fer-1 mRNA的表达水平均无明显改变;且随着NP暴露浓度的升高,秀丽隐杆线虫spe-10、folt-1、fer-1 mRNA的表达水平呈下降趋势。结论 NP抑制线虫精子发生相关基因spe-10的表达,对后代数目和世代时间影响较小,本实验结果表明运用线虫模型评价NP的生殖毒性,其基因表达的改变先于表型指标。     

砷对秀丽隐杆线虫糖代谢的影响

目的观察慢性砷暴露对秀丽隐杆线虫糖代谢的影响,并探讨其作用机制。方法将同步化后的线虫分别暴露于含0(对照)、5、50μmol/L亚砷酸钠的M9缓冲液中72 h。采用高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)法进行代谢组学检测,运用偏最小二乘判别分析(PLS-DA)分析比较砷暴露组和对照组线虫代谢产物的差异,并筛选出有意义的差异代谢物,利用京都基因与基因组百科全书(KEGG)查找其影响的相关代谢通路。测定线虫体内葡萄糖水平及糖酵解、糖原合成和分解、糖异生途径相关基因的表达情况。结果 PLS-DA分析显示,暴露组与对照组线虫代谢特征存在差异,砷暴露组中葡萄糖-6-磷酸表达量降低,差异具有统计学意义(P0.05)。50μmol/L亚砷酸钠暴露组线虫体内葡萄糖的含量高于对照组,差异有统计学意义(P0.05);且随着亚砷酸钠暴露浓度的升高,线虫体内葡萄糖水平呈上升趋势。与对照组相比,各浓度亚砷酸钠暴露组线虫体内糖酵解途径相关基因己糖激酶(hxk-2)、6-磷酸果糖激酶(pfk-1.1)和丙酮酸激酶(pyk-1)mRNA的表达水平均降低,差异有统计学意义(P0.05);且随着亚砷酸钠暴露浓度的升高,线虫体内hxk-2、pfk-1.1mRNA的表达水平均呈下降趋势。与对照组相比,各浓度亚砷酸钠暴露组线虫体内糖原合成相关基因糖原合酶(gsy-1)mRNA的表达水平均降低,而糖原分解相关基因糖原磷酸化酶(pygl-1)mRNA的表达水平均升高,差异均有统计学意义(P0.05);且随着亚砷酸钠暴露浓度的升高,线虫体内gsy-1 mRNA的表达水平呈下降趋势,而pyg1-1 mRNA的表达水平呈上升趋势。与对照组相比,各浓度亚砷酸钠暴露组线虫体内糖异生途径相关基因磷酸烯醇式丙酮酸激酶(pck-1)mRNA表达水平降低,而50μmol/L亚砷酸钠暴露组线虫体内果糖二磷酸酶-1(fbp-1)mRNA的表达水平升高,差异均有统计学意义(P0.05);且随着亚砷酸钠暴露浓度的升高,线虫体内pck-1 mRNA的表达水平均呈下降趋势。结论慢性砷暴露可通过影响糖代谢相关酶的表达导致线虫糖代谢紊乱。     

秀丽隐杆线虫作为研究病原细菌致病机制的新模型

秀丽隐杆线虫以其背景资料丰富、便于操作和观察、廉价等特点,成为用来尝试研究病原细菌的新模型。目前已经将秀丽隐杆线虫作为模式生物,应用于铜绿假单胞菌、粪肠球菌、金黄色葡萄球菌、痢疾杆菌、绿脓杆菌、耶尔森菌、李斯特菌、沙门菌、类鼻疽假单胞菌、化脓性链球菌、鼠伤寒沙门菌、苏云金芽孢杆菌、粘质沙雷菌、隐球菌、细小棒状杆菌等多种病原菌,来研究病原菌的毒力因子、致病机制、与宿主相互作用、生物膜形成、耐药等各个方面。秀丽隐杆线虫以细菌为食,使其以病原菌为食后生存曲线的变化作为判断病原菌致病性的具体方法。     

基于微流控芯片平台的秀丽隐杆线虫衰老模型研究进展

秀丽隐杆线虫作为国际公认的模式生物是衰老研究的理想模型,而微流控芯片因为其高通量、微型化、自动化和多功能集成化等独特优势,被越来越多地应用于秀丽隐杆线虫的研究中。本文综述了基于新型微流控芯片平台的秀丽隐杆线虫模型在衰老研究中的进展,并展望了微流控芯片在以秀丽隐杆线虫为模型进行寿命研究中的应用前景。     

蒽醌暴露对秀丽隐杆线虫的毒性作用

目的 研究蒽醌暴露对模式生物秀丽隐杆线虫的毒性作用,观察其对秀丽隐杆线虫急性致死效应、寿命、生殖能力及抗氧化酶的影响.方法 根据蒽醌的溶解度及急性毒性试验结果确定本研究剂量为0、8、20、50、125 μmol/L,另设1％二甲基甲酰胺(DMF)溶剂对照组,对同步化至L4期的秀丽隐杆线虫分别进行处理,测定其致死率、寿命...     

秀丽隐杆线虫-泛耐药肺炎克雷伯菌感染模型的建立

目的建立泛耐药肺炎克雷伯菌（XDRKP）感染秀丽隐杆线虫感染模型。方法在液体条件下,利用临床分离的XDRKP菌株感染秀丽隐杆线虫,观察线虫存活及体内细菌数量变化情况。结果线虫感染XDRKP后活动明显迟缓,不同浓度的XDRKP对线虫的致死情况不同。log-rank检验显示,1.5×10⁶ CFU/mL XDRKP组与E.coli OP₅₀对照组的生存曲线差异无统计学意义（χ2=0.08,P>0.05）;1.5×10⁷、1.5×10⁸ CFU/mL组与E.coli OP50对照组的生存曲线差异均有统计学（χ²值分别为229.37、275.98,均P<0.001）,1.5×108与1.5×10⁷ CFU/mL XDRKP组线虫的生存率低于对照组。实验获得上清悬液,经细菌纯培养后进行细菌鉴定和药敏测试,证实为XDRKP。XDRKP感染线虫4、6、12、24 h后,线虫体内细菌总量分别为（0.28±0.02）×10⁵、（0.50±0.38）×10⁵、（1.73±0.56）×10⁵、（2.62±0.53）×10⁵ CFU/mL,不同时间线虫体内细菌总数存在统计学差异（F=1 363.39,P<0.001）。结论成功建立了秀丽隐杆线虫-XDRKP感染模型。     

山楂提取物延缓秀丽隐杆线虫衰老作用的研究

目的以秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,C.elegans)为对象研究山楂提取物(haworth fruit extract,HFE)延缓衰老作用及其可能的作用机制。方法将秀丽隐杆线虫饲喂于含有不同浓度(0、25、50、100μg/ml)山楂提取物的NGM培养基,用计数法统计线虫的平均、最高寿命及繁殖能力,用荧光法观察脂褐素的自发荧光强度,DCFDA探针法检测ROS水平,试剂盒法测定SOD活力,用PCR法检测抗氧化相关基因mRNA表达量。结果饲喂HFE后,线虫表寿命明显延长,繁殖能力显著下降。线虫的脂褐素自发荧光明显减弱,并且与HFE浓度呈剂量依赖效应。线虫的体内ROS水平也显著减少,50、100μg/ml组线虫体内SOD活力显著提高,let-60、cat-1、daf-16、cdc-42、sir-2.1 mRNA的表达水平显著上调,daf-2 mRNA表达水平显著下调。结论山楂提取物可有效延缓衰老,其机制主要涉及提高线虫抗氧化防御系统功能、调控体内内源性抗氧化基因mRNA的表达水平。     

三氯生对秀丽隐杆线虫亲代及其子代的行为毒性

[目的]观察和比较不同浓度三氯生对秀丽隐杆线虫亲代及其子代的行为毒性。[方法]设立溶剂对照组T_0,环境浓度染毒组T_1、T_2(2.9×10~(-2)、2.9μg/L);高浓度组T_3、T_4(2.9×102、2.9×104μg/L)。同步化的L3期亲代(P0)线虫染毒72 h后,同步化得到子代线虫分为3组,继续培养48 h至成年。子代线虫包括A组子代(AF_1)停止染毒;B组子代(BF_1)染毒浓度与亲代一致;C组子代(CF_1)染毒浓度与亲代不一致,包括亲无子低亲低子高亲高子低即T_0T_1、T_1T_4、T_4T_1三种模式。观察P_0、AF_1、BF_1和CF_1各组线虫身体弯曲频率和头部摆动频率的行为毒性指标改变。[结果]与对照组相比,P_0仅2.9×10~4μg/L组头部摆动频率下降(P0.05),AF_1各染毒组身体弯曲频率和头部摆动频率改变均无统计学意义(P0.05);BF_1中2.9×10~(-2)μg/L组身体弯曲频率升高了10.4%,2.9×10~2、2.9×10~4μg/L组身体弯曲频率分别下降了15.4%和30.1%(P0.05);BF_1的头部摆动频率随染毒浓度的增加而降低,2.9μg/L及以上染毒组与对照组相比差异均有统计学意义(P0.05)。与P_0、AF_1相比,2.9×10~(-2)、2.9μg/L三氯生染毒时,BF_1头部摆动频率降低(P0.05)。与对照组相比,CF_1中T_4T_1模式下线虫头部摆动频率和身体弯曲频率均降低(P0.05);T_1T_4模式下仅身体弯曲频率降低(P0.05)。[结论]不同浓度三氯生对亲代及不同染毒模式对子代线虫的行为毒性不同,提示环境中的三氯生可能具有潜在健康影响。     

氯化甲基汞对秀丽隐杆线虫运动和感觉功能的影响

目的分析神经毒物氯化甲基汞对模式生物秀丽隐杆线虫运动和感觉行为的影响,初步探讨利用秀丽隐杆线虫研究氯化甲基汞神经毒性的可能性。方法采用氯化甲基汞对L1期、L4期幼虫分别急性(30 min)染毒[终浓度分别为0(溶剂对照)~202.5μmol/L和0~1 200μmol/L]和慢性(24 h)染毒[终浓度分别为0(溶剂对照)~80μmol/L和0~150μmol/L]。测定半数致死浓度(LC50)及行为学指标。结果氯化甲基汞致L1期、L4期秀丽隐杆线虫的LC50(30 min)分别为(65.93±8.89)μmol/L和(206.71±35.43)μmol/L,LC50(24 h)分别为(11.59±0.79)μmol/L和(24.89±4.88)μmol/L,L1期秀丽隐杆线虫对氯化甲基汞的毒性较L4期敏感。随着氯化甲基汞暴露剂量的升高,急性和慢性染毒L1期、L4期秀丽隐杆线虫的弯曲频率和头部摆动频率均呈下降的趋势,基本运动能力呈减弱趋势,触碰反应呈迟钝的趋势。结论氯化甲基汞可抑制运动和感觉功能,秀丽隐杆线虫可用于氯化甲基汞神经毒性的研究。     

二氯苯醌对秀丽隐杆线虫胚胎细胞DNA的损伤作用

目的研究新型饮用水氯化消毒副产物二氯苯醌对秀丽隐杆线虫胚胎细胞的DNA损伤作用。方法提取秀丽隐杆线虫的胚胎细胞,分别暴露于0(溶剂对照)、0.781 25、3.125、12.5、50、200、800μmol/L含二氯苯醌的L-15液体培养基染毒1 h,并设阳性对照(含300μmol/L过氧化氢的L-15液体培养基染毒15 min)。采用单细胞凝胶电泳技术测定DNA损伤情况。结果 3.125~800μmol/L二氯苯醌暴露组彗星实验Olive尾矩值均高于溶剂对照组,差异有统计学意义(P0.05,P0.01);且随着二氯苯醌暴露浓度的升高,秀丽隐杆线虫胚胎细胞Olive尾矩呈上升趋势。结论二氯苯醌对秀丽隐杆线虫胚胎细胞的DNA具有损伤作用。     

新型饮用水氯化消毒副产物二氯苯醌对秀丽隐杆线虫的毒性

目的 研究饮用水氯化消毒副产物二氯苯醌对秀丽隐杆线虫的毒性作用.方法 以秀丽隐杆线虫为模式生物,分别进行二氯苯醌的急性致死作用实验[0(溶剂对照)～5 000 μmol/L暴露24、48 h]、发育毒性实验[0(溶剂对照)～1 000μmol/L暴露60 h]、生殖毒性实验[0(溶剂对照)～50 μmol/[].检测秀丽隐杆线虫的24、48 h死亡率、体长和产卵数目.结果 与溶剂对照组比较,31.25～1 000 μmol/L二氯苯醌暴露组秀丽隐杆线虫体长均较小,各浓度二氯苯醌暴露组秀丽隐杆线虫的24、48 h死亡率均较高,6.25～50 μmol/L二氯苯醌暴露组秀丽隐杆线虫产卵数目均较少,差异均有统计学意义(P＜0.05,P＜0.01);且随着二氯苯醌暴露浓度的升高,秀丽隐杆线虫体长呈缩短趋势,24、48 h的死亡率均呈上升趋势,产卵数目呈下降趋势.二氯苯醌对秀丽隐杆线虫24 h的LC50为660.34 μmol/L,95％C1为498.93～887.09 μmol/L;48 h的LC50为458.88 μmol/L,95％CI为324.04～624.00 μmol/L.结论 新型饮用水氯化消毒副产物二氯苯醌对秀丽隐杆线虫的生长发育以及生殖系统都有不良影响.     

十氯酮诱导氧化应激损伤对秀丽隐杆线虫精细胞影响

目的探讨十氯酮对雄性秀丽隐杆线虫精细胞的毒性效应及其与氧化应激损伤作用的关系。方法幼虫1期线虫分别暴露于4个剂量十氯酮(0.02、0.20、2.00、20.00μg/L)、对照组(M9溶液),48 h后,计数后代数目和观测世代时间;通过二氢荧光素乙酰乙酸(CM-H2DCFDA)探针法检测线虫体内活性氧(ROS)水平;荧光显微镜观测线虫远端顶细胞(DTC)荧光强度;二脒基苯基吲哚(DAPI)染色后计数性腺有丝分裂区生殖细胞数;显微镜明场下观测线虫精子畸形率和体外活化率。结果十氯酮高剂量组秀丽隐杆线虫后代数目为(255.00±13.72)个,明显低于对照组(335.60±21.31)个;十氯酮高剂量组秀丽隐杆线虫世代时间为(69.60±1.96)h,长于对照组(55.80±1.94)h,差异有统计学意义(P0.05)。与对照组比较,十氯酮2.00、20.00μg/L组线虫体内活性氧水平升高,各剂量十氯酮组线虫远端顶细胞荧光强度降低(P0.05)。对照组线虫有丝分裂区生殖细胞数目为(87.90±3.75)个、精子畸形率为(12.70±1.16)%、体外活化率为(77.00±9.82)%,20.00μg/L十氯酮组线虫有丝分裂区生殖细胞数目[(47.90±5.42)个]下降、精子畸形率[(84.00±7.29)%]明显上升、体外活化率[(8.70±2.41)%]明显下降。结论氧化应激损伤可能是十氯酮暴露后引发生殖毒性作用的重要机制。     

鲍曼不动杆菌的致病性及耐药性

鲍曼不动杆菌独特的生物学特性,决定了其高致病性和耐药性,在临床上表现为高感染率、难治愈性和较强传播性。本文旨在对鲍曼不动杆菌的致病和耐药机制进行分析,以期为临床抗击鲍曼不动杆菌提供新思路和靶点,促进医院对鲍曼不动杆菌感染的预防及治疗。     

不动杆菌的医院感染

不动杆菌(Acinetobacter)是一群不发酵糖类的革兰氏阴性杆菌,广泛分布于自然界,是一种机会致病菌,直至60年代才作为人的致病菌而被重视。本菌致病力弱,以往自标本中分离出此菌,常被认为“污染”。虽然这种菌曾被认为对人很少致病,但时至今日它可以引起各种广泛感染,包括败血症,心内膜炎、脑膜炎、肺炎、肺脓肿、支气管炎和创面感染等,已是医院感染常见条件致病菌之一。特别是近年来,国外越来越多的报告认为,不动杆菌可能是引起医院感染的重要致病菌。本文着重从该菌属的分离鉴定,临床意义,流行病学和抗药性方面综述如下: