线虫行为实验专题（9）丨秀丽线虫的AD模型

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秀丽线虫的AD模型是研究阿尔茨海默病（AD）的重要工具。在合适的生长条件下，秀丽线虫孵化后通过4个阶段发育至具有959个体细胞的成虫，平均寿命在2-3周之间。它们的培养周期较短，培养成本较低，耐冷冻和复苏能力强，在实验室条件下易于培养。此外，它们通体透明，利于观察和检测活体中各种荧光蛋白的表达。

构建方式：

Aβ转基因线虫模型：通过转基因技术将人类Aβ肽的基因导入秀丽线虫中，使其在虫体内表达Aβ。如CL2006、CL2355、GMC101等品系。其中，GMC101线虫株对Aβ的密码子进行了优化，表达毒性强的Aβ1 - 42，同时引入了绿色荧光蛋白的表型marker。秀丽线虫的ＡＤ建模主要集中在成熟人Ａβ和tau的转基因表达上。

Tau转基因线虫模型：将人类Tau蛋白的基因转入秀丽线虫，建立Tau转基因线虫模型，用于研究Tau蛋白相关的AD病理机制。

Aβ和Tau双转基因线虫模型：同时表达Aβ和Tau蛋白的转基因线虫，更全面地模拟AD的病理特征，研究两者之间的相互作用以及对疾病发生发展的影响。

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常用品系及特点:

CL2006：在15°C下常规培养，实验时升温至20°C可诱导Aβ₃ - ₄₂表达，通过35°C短期处理能加速麻痹表型。

CL4176：于16°C培养至L3阶段（约36小时），升温至23°C可诱导肌肉Aβ₁ - ₄₂表达。

GMC101：在20°C培养至L4或成年阶段，升温至25°C诱导Aβ₁ - ₄₂聚集。

CL2355：16°C培养至L3阶段，升温至23°C诱导神经元Aβ₁ - ₄₂表达。

优势:

秀丽线虫的神经系统只有302个神经细胞，且神经元结构简单，但其基本功能与其他动物相似，便于研究神经退行性病变；拥有完全测序和注释良好的基因组，编码超过65%的人类疾病同源基因，在基因和神经元功能上与人类高度同源；体积小、寿命短、易于培养，繁殖速度快，能快速获得大量实验样本，实验成本低，便于大规模药物筛选和基因编辑等实验操作；透明的身体便于直接观察荧光信号等，可通过观察线虫的行为变化，如运动能力下降、生长停滞状态（Dauer期）等，作为AD模型的表型特征。

应用：

利用秀丽线虫AD模型，可以研究Aβ毒性、Tau蛋白过度磷酸化等在AD发病过程中的作用机制，以及相关基因和信号通路的调控机制；

通过观察药物对秀丽线虫AD模型的行为改善、Aβ聚集抑制、神经元功能恢复等效果，筛选潜在的AD治疗药物，为后续临床试验提供依据；

借助该模型研究基因编辑、干细胞治疗等新治疗方法对AD的治疗效果和作用机制。

参考文献：

• Zhang S, Li F, Zhou T, Wang G, Li Z. Caenorhabditis elegans as a Useful Model for Studying Aging Mutations. Front Endocrinol (Lausanne). 2020 Oct 5;11:554994.

• 裴雨晴,徐纯钰,邵歆迪,等.以秀丽线虫为模型探究中药提取物对阿尔茨海默病的研究进展[J/OL].安徽医科大学学报,2025,(04):760-765[2025-03-30].

• Alvarez J, Alvarez-Illera P, Santo-Domingo J, Fonteriz RI, Montero M. Modeling Alzheimer's Disease in Caenorhabditis elegans. Biomedicines. 2022 Jan 26;10(2):288.