秀丽隐杆线虫作为一种生物模型在不同领域的研究进展

模式生物指的是生物科学家经过对某种指定的物种进行学术上的探索试验，以此来揭示某种具有典型生长周期现象的一种生物。Brenner在1963的时候第一个发现了秀丽隐杆线虫可以当做合适的动物模型在探究生物生长规律和生物的神经系统探究试验中的有效手段[1]，1998的时候人类完成了秀丽隐杆线虫的基因组测序，检验的结果表明秀丽线虫的基因和人类的基因相比相似性达到了40% ，在2465个人类的疾病基因里面有535个是和线虫相似的，而且，被人类所知的18条信号传导通路中也具有11 条同样存在于线虫的身体中。经过了大半个世纪的探究，秀丽隐杆线虫慢慢变成用来研究细胞凋零、机体衰老等各种比较繁杂生命现象调控机制中非常重要的生物模型之一。

1、秀丽隐杆线虫在筛选药物方面的研究进展

伴随着抗生素逐渐被普遍和大量的使用，细菌对经常使用的抗生素产生了不同的耐药性，特别是细菌会产生多重耐药性( multidrug- resistant，MDR) 的问题现已成为困扰人们的问题[7]，再者全新上市的抗生素也越来越少，为了解决以上问题人类只能积极研发不同的抗菌药品，找寻新的药物作用机制。细菌的耐药性会造成病患的病情恶化、医疗费用增加、死亡率上升，耐药菌种的进一步发展可能会让人类再次遭到传染性疾病的威胁，在研究新的抗菌药物的实验中遇到难题时，可以利用感染的动物模型来解决难题，秀丽隐杆线虫作为一种生物模型时具有很多优点，所以受到了越来越的人们关注。在近几年，秀丽隐杆线虫作为一种生物模型被普遍运用在很大生物学的领域中，这里面主要包含病原微生物和生物自身免疫系统的发展和新的抗菌药的研发。秀丽隐杆线虫在生物学和机体发育学的探索方面都具有典型性，它的重要意义在于大大方便了试验者在试验过程中的观察[8]。还在60年代的时候，英国的科学家Brenner就用秀丽隐杆线虫作为可以探究细胞凋亡遗传调控机制的简单生物模型[1]。Brenner，Sulston和Horvitz由于他们在探求线虫的器官发育中做出了非常精彩的成就，他们两个各获得了2002年诺贝尔奖。Fire等创立了线虫的RNA滋扰方法，当前在生命Moy[9]等首次建立粪肠球菌感染的秀丽隐杆线虫体内抗菌药物筛选模型。他们利用琼脂平板来培养线虫，在96孔板上做筛选的实验，选出了1136种天然生成物和6000种合成化合物，从中发现有16种化合物和9种提取物能够有效延长由于被粪肠球菌感染的线虫的寿命。他们观察发现选出的天然化合物里面最少有2种物质在体外抗粪肠杆菌作用很不理想而在体内却很有效; 这是因为某些化合物的体内有效抑菌浓度相比体外有效抑菌浓度低一些; 16种化合物中间有15种是无毒的，有1种化合物会使线虫发育推迟。虽然他们通过用线虫进行活体筛选抗菌化合物的试验办法比较创新性，可是也存在一些缺点，比如有些人工操作通常要进行多次重复，要人的肉眼利用显微镜来观察分辨线虫是存活还是死亡，这个过程比较费时费力。Moy等人在之后对试验方法做了些改正，创造了更小体和更方便的384 孔板收集评价的高通量筛选系统。这个系统主要是由两个设备构成的: 包括复杂对象分类筛选系统COPAS( complex object parametric analyzer and sorter) Biosort 和自动图像获取处理系统[10]。利用这个系统，他们筛选了大约37000个化合物和天然的提取物，发现了28种还没未被人类发现的有抗菌活性功能的化合物，其中有6种化合物在体外对病原菌的生长没有关系，这表明它们或许能遏制细菌毒力因子或者增加线虫的免疫功能，这和临床上所用的抗生素相比有完全不同的机制。