2021年09月21日，完美生命健康科技研究院在全球首个实验视频期刊《Journal of Visualized Experiments: JoVE》（可视化实验杂志）上发布实验文章：
《Caenorhabditis elegans as a Model System for Discovering Bioactive Compounds against Polyglutamine-mediated Neurotoxicity》
（以秀丽线虫为模型发现抗多聚谷氨酰胺神经毒性的生物活性化合物）
本次实验的主要内容为使用秀丽隐杆线虫（简称秀丽线虫）的多种转基因模型，对研究生物活性化合物的抗多聚谷氨酰胺神经毒性能力的评估方法进行了总结，是生科院自主创新发表高水平论文的新突破。
重要期刊发表
JoVE官网
《Journal of Visualized Experiments: JoVE》（可视化实验杂志，简称JoVE）是第一本致力于以视频方式展现物理学、工程学、生物学、医学、化学等学科领域研究过程与成果的实验视频期刊，同时也是世界首个100%经同行评审，并被PubMed、MEDLINE、SCI等收录索引的视频数据库[1]。
实验与评估
多聚谷氨酰胺神经毒性
多聚谷氨酰胺(polyQ)疾病是由CAG三核苷酸重复编码导致一些基因中polyQ的病理性延伸，从而引发进行性病变的一类神经退行性疾病。目前已知至少有九种polyQ疾病，包括亨廷顿疾病(HD)、脊髓延髓肌萎缩症(SBMA)等等。
尽管polyQ聚集在疾病病理学中的作用尚不清楚，但抑制polyQ聚集及其相关毒性对于亨廷顿舞蹈症和其他类似病因的疾病是一种有用的治疗策略。
黄芪多糖的抗多聚谷氨酰胺聚集毒性能力的评估方法
文章以黄芪多糖为例子，介绍了2种主要的polyQ秀丽隐杆线虫模型及其相关应用方法来评价黄芪多糖的抗多聚谷氨酰胺聚集毒性能力。
对于秀丽隐杆线虫的polyQ聚集测定，使用的模型是转基因线虫模型AM141。
它显示由于Q40::YFP融合蛋白的表达，当达到成年期时，荧光点分散在其体壁肌肉中，Q40::YFP融合蛋白是40个残基（polyQ40）融合到黄色荧光蛋白（YFP）的polyQ束。
线虫模型HA759则用于检查神经元存活和避化疗行为，因为它在ASH神经元中强烈表达绿色荧光蛋白（GFP）和Htn-Q150（一种具有150个残基的人类亨廷顿衍生的polyQ束），但在其他神经元中表达弱，导致进行性神经变性和ASH细胞死亡。
黄芪对聚Q40聚集的影响（A）
在20°C下使用或不使用黄芪处理96小时后，AM141线虫的代表性图像。
使用高内涵成像和分析系统从384孔板中获取荧光图像（左图），系统自动识别Q40::YFP聚集体（右图）。图为线虫图像的放大视图，显示polyQ聚集体。比例尺=500μm。
Q40：YFP聚集体的定量（B）
在20°C下使用高内涵成像系统监测AM141线虫中Q40::YFP聚集体的数量，每24小时监测一次，持续4天，每个时间点对每组中约100-150只线虫进行聚合评分。
结果显示为基于每只线虫平均聚集体数的拟合曲线。
文章使用上述多种模型和方法，用来综合评估受试物的抗多聚谷氨酰胺聚集毒性能力。
同时，实验引入了自动成像和分析系统，用于在polyQ聚集测定中检测和计数polyQ聚集体。该方法具有高通量和省时性的优点，可显著减少费力的计数过程中的主观误差，对于整个384孔板，只需小于1小时即可完成图像采集和分析，对于实验的顺利开展有极大的推动作用。
这些方案已用于评估受试物对polyQ毒性的抵抗能力，包括对polyQ聚集和相关神经毒性的抑制作用，展示了它们在亨廷顿舞蹈症和其他polyQ疾病的药物发现方面的潜力。
关于中老年疾病模型
神经退行性疾病是一类引起中枢神经元进行性死亡丧失，进而逐渐导致神经系统功能障碍直至崩溃的严重疾病，常见表现为记忆力减退、感觉反应迟钝和运动能力逐渐丧失等，多见于中老年人。
目前被熟知的主要有阿尔茨海默氏症（俗称老年痴呆症）、帕金森氏症、肌萎缩侧索硬化和亨廷顿舞蹈症。
亨廷顿舞蹈症作为神经退行性疾病中重要的单基因遗传病之一，具有清晰的遗传学图景，为该疾病的研究提供了独特优势。
近年来，亨廷顿舞蹈症的研究为类似疾病的病理机制及潜在治疗方法的探索提供了思路[3]。
关于秀丽隐杆线虫
秀丽隐杆线虫是一种对人类无毒害、以细菌为食并能独立生存的线虫，成体仅约1~1.5毫米，通身透明，分为雌雄同体和雄性两种性别[2]。
秀丽隐杆线虫显微照片
它是目前唯一所有体细胞都被盘点归类清楚的多细胞生物，有60%~80%的基因与人类基因具有高度同源性，同时生命周期短、身体结构简单。
基于其神经元信号通路的保守性和易于构建转基因疾病模型的特点，秀丽隐杆线虫被广泛应用于神经系统疾病、衰老和减脂等多种健康研究中，是重要的模式生物之一[2]。
综上所述，该文章展示了作为神经退行性和行为研究中强大的动物模型，秀丽隐杆线虫可用于使用亨廷顿病样模型有效筛选和评估测试化合物对多谷氨酰胺毒性的影响，为筛查和研究其他神经退行性疾病以及其他疾病的治疗候选药物提供了更强大的模型和评价方法。
而文章得以在JoVE发表，也代表着生科院自主创新论文的高质量和高水准得到认可，为生科院在使用秀丽隐杆线虫这种模式生物进行的研究奠定了良好基础。
未来，生科院也将继续在该领域不断深入探索，激发大健康产业更大的创新活力！
参考资料：
[1] 北京交通大学. JoVE - Journal of Visualized Experiments（实验视频期刊）[EB/OL]. 2020[2022].
[2] 张楠,李煜,高婷,李国君. 以秀丽隐杆线虫作为人类疾病模型的研究进展[J].中国食品卫生杂志,2014,26(04):398-403.
[3] 安平,鲁伯埙.亨廷顿舞蹈症研究现状[J].中国细胞生物学学报,2018,40(10):1621-1632.
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