衰老及其模式生物的研究进展(2)

1.2 酵母—四膜虫 酿酒酵母菌作为衰老机制研究的模式生物有着许多优点。酿酒酵母是单细胞真核生物,尽管与多细胞生物在许多方面有着较大的区别,但


1.2 酵母—四膜虫

   酿酒酵母菌作为衰老机制研究的模式生物有着许多优点。酿酒酵母是单细胞真核生物,尽管与多细胞生物在许多方面有着较大的区别,但是基本生命过程包括衰老在内与多细胞生物是大多是一致的,具有细胞繁殖速度快、遗传操作简单、基因组小、技术成熟,并且存在很多的保守性生化机制与哺乳动物细胞相似等优点,至今已成为公认的衰老研究模型。

   四膜虫是单核细胞生物,在其细胞中有两种核,一个大核和一个小核,其中大核有着丰富的资源信心,在研究DNA代谢过程中所需的分子提供了一定基础,在衰老研究中最为突出的及是关于基因方面的研究。

   酿酒酵母和四膜虫作为模式动物在衰老机制的研究中最为突出的就是关于端粒及端粒酶的研究,2009年Elizabeth H Blackburn,]ack W Szoatak和Carol W Greider 3位博士[7],他们发现端粒和端粒酶保护染色体末端使染色体不被降解的机制,细胞的衰老和端粒的长短有着明显的相关性。由于酵母的寿命可通过较简单的方法进行快速的精确检测,且易于操作使用一些常规的方法即可敲除或插入目的基因,所以在研究衰老问题时常常用于检测基因对其寿命的影响。例如2013年广东医学院发表的一篇酿酒酵母NAR1基因在抗氧化损伤中的作用研究,在实验中检测NAR1基因的缺失和SOD过表达后细胞抗氧化损伤能力的变化[8],结果发现NAR1基因的缺失对酵母寿命有着明显的影响。2015年同为广东医学院发表了一篇酿酒酵母PMT4基因缺失形晌细胞复制寿命和内质网应激的研究,着重从UPR信号通路与内质网应激之间的关系入手探讨了PMT'4调控酵母细胞复制寿命的潜在分子机制[9],结果也是PMT4对着酵母菌寿命的影响较为显著。关于酵母寿命调控的许多基因都是在广东医学院中完成探索的。

1.3 秀丽隐杆线虫

   秀丽隐杆线虫是分子生物学与发育生物学进行生物科学实验研究的重点模式生物,其大部分为自体受精或者双性生殖;且具有生命周期短,繁殖后代数量大,在秀丽隐杆线虫身上进行的抗衰老实验亦是科学实验中重点项目。

   秀丽隐杆线虫所具有的众多特点使得它成为科学家们作为模式生物的宠儿,将其浸泡在同位素标记的营养液中我们就能轻松的检测到秀丽隐杆线虫各个时期发生的变化及各元素的含量。线虫DAF-2(dauer formation -2, DAF-2 )的突变或缺失能够诱导成虫出现滞育样的变化,可明显的延长线虫的寿命。线虫与哺乳类动物的Beclinl基因是同源基因,而线虫DAF-2功能缺失突变体耐受态形成及寿命延长所需要自噬基因bec-1,显然这与寿命的延长的自噬率的增加和线虫耐受态的形成有关[10]。但是另外两种自噬基因沉默的野生型线虫和DAF-2突变体表现出寿命缩短[11]。这些研究都表明,自噬可能是调节线虫寿命延长的一个重要因素。2011年韩洪杰、王昌等人发表的禄槲皮素对线虫抗衰老的影响及其机制的初步研究也揭示了槲皮素对秀丽隐杆线虫寿命的延缓作用,主要源于提高了线虫的压力应激能力。