Name: 一线虫研究Amylopathy模型系统 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-05-17T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 33 s
Description: 探索利用转基因秀丽隐杆线虫研究淀粉样蛋白β神经毒性的方法，通过趋化性实验评估神经元功能与存活状态，并测试药物干预效果。该技术为神经退行性疾病机制研究提供重要模型。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

我们感谢刘爽博士对本文稿的审阅。PCL12 载体由 Christopher D. Link 博士惠赠。本研究得到了美国国家科学基金会两项资助（0842708 和 1026958）以及美国心脏协会资助（09GRNT2250529）对 FS 的支持。

1. 转基因线虫的构建
<ol>
	<li>转化。
	<ol>
		<li>制备显微注射垫。在玻璃盖玻片上滴加一滴热的、2%的琼脂糖水溶液。迅速将第二片盖玻片覆盖在液滴上并轻轻按压。待琼脂糖凝固后，将两片盖玻片分开，并在80 °C真空烘箱中过夜烘烤盖玻片垫。</li>
		<li>拉制毛细玻璃针。使用Sutter P-97拉针仪拉制外径/内径为1/0.5 mm的含丝硼硅酸盐毛细管。毛细针尖端封闭，在后续操作中再将其打开。</li>
		<li>配制显微注射混合液。将目的DNA（每个构建体20 ng/μl）与空质粒DNA混合，使总DNA浓度达到150 ng/μl。离心注射混合液以去除任何污染物。此步骤至关重要，因为污染物会降低转化效率。将上层5 μl液体（杂质和其他污染物沉淀在底部）转移至新离心管中用于注射。</li>
		<li>通过毛细作用加载注射混合液。将毛细针的底部浸入注射混合液中。通常0.5 μl足以注射100条线虫。</li>
		<li>安装显微注射针。将毛细针插入显微操作仪的针夹中，并通过将其尖端在载玻片上固定盖玻片的边缘摩擦，或在琼脂糖垫上的碎屑上摩擦，使针尖破裂打开。此步骤至关重要，因为过大的针尖会损伤线虫，而过小的针尖容易堵塞。可通过观察破裂后针尖的形状，尤其是通过流速来判断其质量。流速可通过在卤代烃700油滴中，施加注射压力后从开放针尖流出的气泡大小来评估。</li>
		<li>将线虫转移至注射垫。在注射垫上滴加一滴700卤代烃油，并将数条线虫（初学者建议1–2条）转移至油滴中。使用线虫挑取工具将线虫压向垫面，使其粘附在琼脂糖上。线虫应排列成行，腹面朝向同一方向。避免触碰线虫头部。若多次尝试后线虫仍无法粘附，应更换新的注射垫，或增加琼脂糖厚度和/或浓度。</li>
		<li>将注射针插入线虫体内。移动载物台，将线虫置于注射针下方。将注射针插入性腺中央区域，因为该区域的细胞质为多个生殖细胞核所共享，这有助于将注射的DNA传递给更多后代。注射针应几乎与线虫平行（约15°–25°夹角）。垂直向下推动针尖进入线虫体内，直至体壁出现凹陷。然后轻敲操作仪，促使针尖插入。为获得最佳效果，应注射两侧性腺。</li>
		<li>注入DNA溶液。对注射针施加压力，直至性腺膨胀。停止供液，将线虫从针尖移开。测试针尖是否通畅，然后移动至下一条线虫并重复注射步骤。</li>
		<li>恢复线虫活性。在线虫上加入一滴恢复缓冲液（约10 μl），孵育至线虫开始游动。加入等体积M9缓冲液，待线虫恢复游动后重复数次，直至溶液主要为M9。将线虫逐个转移至接种有细菌的培养板中。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>整合。
	<ol>
		<li>将40条健康、饱食的L4期线虫转移至新鲜培养板中。</li>
		<li>用4,000 rads的γ射线照射40分钟。将照射后的线虫（P0代）转移至新鲜的、接种OP50大肠杆菌的培养板中（每板4条）。也可选择使用300 J/m2的紫外线照射。</li>
		<li>从每块板中挑选10–20条F1代转基因线虫，分别转移至独立的培养板中，并标记对应P0代来源。</li>
		<li>从每个F1代中挑选2–4条F2代转基因线虫，分别转移至不同培养板。检查F3代后代中转化标记的遗传是否达到100%。通常，经照射的单条线虫后代中约有1–3%会发生整合事件。</li>
		<li>建立三个或更多独立转基因品系的冻存种群。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. 行为学实验
<ol>
	<li>年龄同步化。
	<ol>
		<li>在标准的 10 cm NGM 平板上培养线虫，加入 OP50 E. coli，直至获得大量处于产卵期的成虫（3–5 天）。</li>
		<li>用 1 ml M9 缓冲液悬浮线虫，收集至 50 ml Falcon 管中。</li>
		<li>加入 5 ml M9 缓冲液，以 450 × g 离心 3 分钟。弃去上清液。重复此步骤 3–4 次。</li>
		<li>最后一次离心后，移除上清液，并向沉淀的线虫中加入 10 倍体积的碱性次氯酸盐溶液（0.5 M NaOH，1% 次氯酸盐，现配现用）。室温孵育约 10 分钟。可通过取一滴裂解液置于盖玻片上并在显微镜下观察线虫状态来监测裂解反应。当约 80% 的线虫破裂时，应终止反应。</li>
		<li>加入等体积的无菌卵缓冲液以终止裂解反应。</li>
		<li>以 450 × g 离心 5 分钟，收集卵（及残余虫体）。</li>
		<li>用无菌卵缓冲液洗涤卵 2–3 次。</li>
		<li>将卵在 M9 缓冲液中过夜孵育，随后接种至标准 NGM 平板上。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>趋化性实验。
	<ol>
		<li>准备若干块大小约为 0.5×0.5×0.5 cm 的琼脂块。我们将琼脂倒入 10 cm 培养皿中，再从此琼脂板上切割出所需小块。</li>
		<li>将琼脂块浸泡于含有目标引诱剂（使用饱和或接近饱和浓度）的溶液中，持续 2 小时。常用的引诱剂包括赖氨酸（0.5 M）和生物素（0.2 M）。</li>
		<li>将一块琼脂块置于已标记测试点和对照点位置的 10 cm 实验培养皿中（图 1A）。过夜平衡，使浓度梯度形成（图 1B）。单次实验准备 5 个培养皿。</li>
		<li>实验前，在每个测试点和对照点各加入 10 μl 的 20 mM NaN3（麻醉剂）。</li>
		<li>将 20 条年龄同步化的线虫放置于培养皿中央，并将培养皿置于 20 °C 培养箱中孵育。</li>
		<li>1 小时后，统计测试点和对照点上的线虫数量，并按下式计算趋化性指数（C.I.）：<img alt="使用测试值和对照值计算竞争指数（C.I.）的公式示意图。" fo:content-width=".863in" fo:src="/files/ftp_upload/50435/50435eq1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50435/50435eq1.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="公式 1"> 其中 N、Ntest 和 NCnt. 分别表示动物总数、测试点上的动物数和对照点上的动物数。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. 胚胎原代细胞培养
<ol>
	<li>按照年龄同步化方法裂解线虫。</li>
	<li>加入等体积的无菌卵缓冲液终止裂解反应，于450 × g离心5分钟。小心弃去上清液，注意不要丢失沉淀的卵。重复2-3次，直至上清液澄清。</li>
	<li>将沉淀的卵（及残体）重悬于2 ml无菌卵缓冲液中，加入2 ml无菌的60%蔗糖卵缓冲液。手动或使用涡旋振荡器混合溶液，直至卵完全重悬（因卵在离心过程中易形成团块）。</li>
	<li>于450 × g离心15分钟。</li>
	<li>小心将上清液（含卵）转移至无菌离心管中。弃去含有残体及其他裂解副产物的沉淀。</li>
	<li>用卵缓冲液重悬卵以去除残留蔗糖，于450 × g离心5分钟。轻柔收集并弃去上清液。重复3次。</li>
	<li>在超净工作台中，将沉淀的卵重悬于含1 U/ml壳多糖酶的无菌卵缓冲液中，室温孵育以消化卵壳。30分钟后开始在倒置细胞培养显微镜下监测反应进程。每批壳多糖酶活性略有差异，通常消化过程在1小时内完成。</li>
	<li>当约70-80%卵壳被壳多糖酶消化后，加入CM-15培养基（含10%胎牛血清、50 U/ml青霉素和50 μg/ml链霉素的L-15细胞培养基）。使用27号针头的注射器吹打分散细胞。用5.0 μm滤膜过滤细胞悬液，以去除完整胚胎、细胞团块及幼虫。</li>
	<li>将分散后的细胞悬液于450 × g离心15分钟，弃去上清液，将沉淀重悬于CM-15细胞培养基中。</li>
	<li>将分散的细胞接种于预先以花生凝集素（0.1 mg/ml，溶于水）包被的玻璃盖玻片上。注意：细胞必须黏附于基质表面才能分化。</li>
	<li>细胞可在空气环境中室温（16-20 °C）维持培养超过2周。</li>
</ol>

<ol><li>Hardy, J., Allsop, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amyloid+deposition+as+the+central+event+in+the+aetiology+of+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Pharmacological+Sciences%22%5BJournal%5D)">Amyloid deposition as the central event in the aetiology of Alzheimer's disease.</a> Trends in Pharmacological Sciences. 12 (10), 383-388 (1991).</li>
<li>Kotzbauer, P. T., Trojanowsk, J. Q., Lee, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lewy+body+pathology+in+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Molecular+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Lewy body pathology in Alzheimer's disease.</a> Journal of Molecular Neuroscience. 17 (2), 225-232 (2001).</li>
<li>Greenberg, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inclusion+body+myositis%3A+review+of+recent+literature%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Neurology+and+Neuroscience+Reports%22%5BJournal%5D)">Inclusion body myositis: review of recent literature.</a> Current Neurology and Neuroscience Reports. 9 (1), 83-89 (2009).</li>
<li>Revesz, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sporadic+and+familial+cerebral+amyloid+angiopathies%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Pathology%22%5BJournal%5D)">Sporadic and familial cerebral amyloid angiopathies.</a> Brain Pathology. 12 (3), 343-357 (2002).</li>
<li>Hartmann, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distinct+sites+of+intracellular+production+for+Alzheimer%27s+disease+A+beta40%2F42+amyloid+peptides%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Medicine%22%5BJournal%5D)">Distinct sites of intracellular production for Alzheimer's disease A beta40/42 amyloid peptides.</a> Nature Medicine. 3 (9), 1016-1020 (1997).</li>
<li>Ohnishi, S., Takano, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amyloid+fibrils+from+the+viewpoint+of+protein+folding%5BTitle%5D)+AND+%22Cellular+and+Molecular+Life+sciences%3A+CMLS%22%5BJournal%5D)">Amyloid fibrils from the viewpoint of protein folding.</a> Cellular and Molecular Life sciences: CMLS. 61 (5), 511-524 (2004).</li>
<li>C. elegans II. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Cold+Spring+Harbor+Monograph%22">Cold Spring Harbor Monograph</a>. DL, R. iddle, et al. 1, M. 33, Cold Spring Harbor Laboratory Press. Cold Spring Harbor. 1222(1997).</li>
<li>Cotella, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toxic+role+of+k%2B+channel+oxidation+in+Mammalian+brain%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Neuroscience%3A+the+official+journal+of+the+Society+for+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Toxic role of k+ channel oxidation in Mammalian brain.</a> The Journal of Neuroscience: the official journal of the Society for Neuroscience. 32 (12), 4133-4144 (2012).</li>
<li>Link, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expression+of+human+beta-amyloid+peptide+in+transgenic+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Expression of human beta-amyloid peptide in transgenic Caenorhabditis elegans.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 92 (20), 9368-9372 (1995).</li>
<li>Cai, S. Q., Sesti, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxidation+of+a+potassium+channel+causes+progressive+sensory+function+loss+during+aging%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Oxidation of a potassium channel causes progressive sensory function loss during aging.</a> Nature Neuroscience. 12 (5), 611-617 (2009).</li>
<li>Yu, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Guanylyl+cyclase+expression+in+specific+sensory+neurons%3A+a+new+family+of+chemosensory+receptors%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Guanylyl cyclase expression in specific sensory neurons: a new family of chemosensory receptors.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 94, 3384-3387 (1997).</li>
<li>Bargmann, C. I., Horvitz, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemosensory+neurons+with+overlapping+functions+direct+chemotaxis+to+multiple+chemicals+in+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Chemosensory neurons with overlapping functions direct chemotaxis to multiple chemicals in C. elegans.</a> Neuron. 7 (5), 729-742 (1991).</li>
<li>Caserta, T. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Q-VD-OPh%2C+a+broad+spectrum+caspase+inhibitor+with+potent+antiapoptotic+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Apoptosis+%3A+an+international+journal+on+programmed+cell+death%22%5BJournal%5D)">Q-VD-OPh, a broad spectrum caspase inhibitor with potent antiapoptotic properties.</a> Apoptosis : an international journal on programmed cell death. 8 (4), 345-352 (2003).</li>
<li>Christensen, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+primary+culture+system+for+functional+analysis+of+C.+elegans+neurons+and+muscle+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">A primary culture system for functional analysis of C. elegans neurons and muscle cells.</a> Neuron. 33 (4), 503-514 (2002).</li>
</ol>

作者声明不存在任何竞争性经济利益。

本文介绍了一种结合使用 C. elegans 研究淀粉样病变细胞与分子机制的综合方法。该方法的优势包括：1）成本低。C. elegans 可在室温下、以接种细菌的普通培养皿进行培养。2）强大的遗传学工具。可在数月内获得转基因动物，并拥有大量可用的启动子序列，以实现目标基因在特定神经元中的表达。3）结构简单且已被充分研究的神经系统。C. elegans 拥有极为简单的神经系统（共302个神经元），这种简洁性使其神经系统得到了深入表征，包括细胞谱系、每个神经元的特定功能/作用及其突触连接。然而，C. elegans 也存在局限性，包括细胞体积小，限制了免疫组织化学等常规生化技术的应用；以及具有较厚的外层结构（角质层），使神经元与外界环境隔离，因此药理学方法在 C. elegans 中可能效果有限。原代细胞培养是一种可部分缓解该问题的有效策略。
实验方案中的关键步骤包括使用大量线虫作为起始材料，并密切监测制备过程，以避免丢失卵和胚胎 等等掌握注射过程中如何正确操作动物也至关重要。...

淀粉样蛋白β（Aβ）是一种由36-43个氨基酸组成的多肽，由淀粉样前体蛋白（APP）经β和γ分泌酶连续切割后生成1。γ分泌酶作用于Aβ多肽的C端，决定了其长度的可变性5。最常见的Aβ形式为Aβ40和Aβ42，其中后者更常与阿尔茨海默病（AD）等病理状态相关5。在高浓度下，Aβ形成β片层结构，并聚集成为淀粉样纤维6。纤维沉积物是神经元周围老年斑的主要成分。目前认为，老年斑以及可溶性非斑块状Aβ寡聚体均是Aβ致病的核心形式。
神经性淀粉样病变的实验室研究因这类疾病具有随时间推移而进展的特点而变得复杂。因此，开发具有较短寿命、可进行遗传操作且作为小鼠补充的动物模型显得尤为重要。这些模型可用于阐明淀粉样病变的特定方面——通常是细胞和分子层面的机制——并因其结构简单，有助于揭示问题的本质。线虫 秀丽隐杆线虫 属于这一类别的生物具有较短的生命周期，约20天，且其基本的细胞过程（包括基因表达调控、蛋白质转运、神经元连接、突触形成、细胞信号传导以及细胞死亡）与哺乳动物相似。 7蠕虫的独特特征包括强大的遗传学工具以及缺乏血管系统，这使得研究人员能够独立于血管损伤来研究神经元损伤。然而，其缺乏大脑的结构限制了该模型的使用 秀丽隐杆线虫 研究神经退行性变的多个方面。此外，无法在此生物体中重现和鉴定病变的解剖分布。其他局限性还包括难以评估基因表达谱的差异以及复杂行为和记忆功能的损害。本文描述了生成 秀丽隐杆线虫 淀粉样病变模型

<table><tbody><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;1. NGM&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>氯化钠</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S5886</td><td>3 g</td></tr><tr><td>细菌用琼脂</td><td>AMRESCO</td><td>J637</td><td>17 g</td></tr><tr><td>蛋白胨</td><td>AMRESCO</td><td>J636</td><td>2.5 g</td></tr><tr><td>蒸馏水</td><td></td><td></td><td>加至 975 ml</td></tr><tr><td colspan="4">经高压灭菌后，加入以下试剂并充分混匀</td></tr><tr><td>硫酸镁</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M2643</td><td>1 ml 的 1 M 储液</td></tr><tr><td>氯化钙</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C5670</td><td>1 ml 的 1 M 储液</td></tr><tr><td>胆固醇</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C3045</td><td>1 ml 的 5 mg/ml 储液（溶于乙醇）</td></tr><tr><td>磷酸钾缓冲液</td><td></td><td></td><td>25 ml 的 1 M 储液</td></tr><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;2. 磷酸钾缓冲液&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>磷酸二氢钾</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P5655</td><td>108.3 g</td></tr><tr><td>磷酸氢二钾</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P3786</td><td>35.6 g</td></tr><tr><td>蒸馏水</td><td></td><td></td><td>加至 1 L</td></tr><tr><td colspan="4">经高压灭菌</td></tr><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;3. M9 缓冲液&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>磷酸二氢钾</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P5655</td><td>3 g</td></tr><tr><td>磷酸氢二钠</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S5136</td><td>6 g</td></tr><tr><td>氯化钠</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S5886</td><td>5 g</td></tr><tr><td>硫酸镁</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M2643</td><td>1 ml 的 1 M 储液</td></tr><tr><td>蒸馏水</td><td></td><td></td><td>加至 1 L</td></tr><tr><td colspan="4">经高压灭菌</td></tr><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;4. 卵缓冲液（pH 7.3，340 mOsm）&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>氯化钠</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S5886</td><td>118 mM</td></tr><tr><td>氯化钾</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P5405</td><td>48 mM</td></tr><tr><td>氯化钙</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C5670</td><td>2 mM</td></tr><tr><td>氯化镁</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M4880</td><td>2 mM</td></tr><tr><td>HEPES</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP310</td><td>25 mM</td></tr><tr><td>蒸馏水</td><td></td><td></td><td>加至 1 L</td></tr><tr><td colspan="4">经高压灭菌</td></tr><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;5. CM-15&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>L-15 培养基</td><td>Gibco</td><td>11415</td><td>450 ml</td></tr><tr><td>胎牛血清</td><td>Gibco</td><td>10437-028</td><td>50 ml</td></tr><tr><td>青霉素</td><td>Gibco</td><td>15140</td><td>50 单位/ml</td></tr><tr><td>链霉素</td><td>Gibco</td><td>15140</td><td>50 g/ml</td></tr><tr><td colspan="4">用蔗糖调节至 340 mOsm，然后经无菌滤器过滤至已高压灭菌的瓶中，4 &amp;deg;C 保存</td></tr><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;6. 其他试剂&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>卤代烃 700 油</td><td>Halocarbon Products</td><td>9002-83-9</td><td></td></tr><tr><td>5 &amp;mu;m Acrodisc 注射器滤器</td><td>PALL Co.</td><td>4199</td><td></td></tr><tr><td>几丁质酶</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C6137-5UN</td><td></td></tr><tr><td>凝集素（花生）</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>L0881-10MG</td><td></td></tr><tr><td>氢氧化钠</td><td>Fisher Scientific</td><td>S320</td><td></td></tr><tr><td>赖氨酸</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>L5501</td><td></td></tr><tr><td>生物素</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>B4639</td><td></td></tr><tr><td>次氯酸钠溶液</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>425044</td><td></td></tr><tr><td>叠氮化钠</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>71289</td><td></td></tr><tr><td>蔗糖</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S0389</td><td></td></tr></tbody></table>

一种用于淀粉样病变研究的 caenorhabditis elegans 模式系统

A Caenorhabditis elegans Model System for Amylopathy Study

淀粉样病变是指随时间推移在组织中出现淀粉样蛋白β（Aβ）的异常合成与积聚。Aβ是阿尔茨海默病（AD）的标志性特征，也见于路易体痴呆、包涵体肌炎和脑淀粉样血管病。 1-4. 淀粉样变性疾病会随着时间推移而逐渐进展。因此，寿命较短的简单生物体可能有助于阐明这些疾病的分子机制。本文中，我们描述了利用线虫研究Aβ介导的神经退行性变的实验方案 秀丽隐杆线虫因此，我们通过注射编码人 Aβ 的 DNA 来构建转基因蠕虫42 转入成年雌雄同体的合胞体性腺中。通过诱变诱导的整合使转基因品系稳定. 线虫通过收集和接种其卵进行年龄同步。表达 Aβ 的神经元的功能42 在适当的动物行为学实验（趋化性实验）中进行检测。通过获取胚胎的原代神经元培养物来补充行为学数据，并用于检测抗凋亡化合物的神经保护作用。

通过我们的实验方案，我们研究了人源Aβ42寡聚体对神经元功能的影响8。使用引物从构建体PCL129中扩增出编码人源Aβ42的片段以及Fire载体pPD50.52的人工信号肽编码序列，引物在两端引入了Sma I限制性内切酶位点。随后将该片段插入含有2,481 bp flp-6启动子序列的pPD95.75 Fire载体中，位于唯一的Sma I位点之间10。利用方案1中描述的转化技术，我们构建了在ASE神经元中表达Aβ42的转基因线虫（FDX(ses25)品系）8。为了标记阳性转化子，我们使用了Pgcy-5::GFP报告基因，该基因可特异性驱动右侧ASE神经元（ASER）表达GFP11。线虫会黏附在垫片上，因为干燥的琼脂糖会吸收其体内的水分。因此，必须迅速将线虫放置到注射垫上并完成注射操作，否则它们会因脱水而死亡。携带可遗传的染色体外阵列的F1代子代比例可能有所变化，典型范围为3–7%。注射混合物（1.1.3）中...

我们介绍了在秀丽隐杆线虫（C. elegans）中研究淀粉样蛋白病相关特征的方法。我们展示了如何构建在神经元中表达人源Aβ42的转基因线虫，以及如何通过行为学实验检测其功能。此外，我们还展示了如何获取可用于药理学测试的原代神经元培养物。

一种用于淀粉样病变研究的 Caenorhabditis elegans 模式系统

淀粉样病变是一种描述随时间推移在组织中异常合成和积聚淀粉样蛋白β（Aβ）的术语。Aβ是……的标志性特征。

本实验的总体目标是评估β-淀粉样蛋白毒性对神经元功能和存活的影响。首先构建转基因秀丽隐杆线虫，使其在SE感觉神经元中表达带有GFP报告基因的β-淀粉样蛋白肽段；随后通过趋化性实验评估β-淀粉样蛋白在SE神经元中表达所导致的行为学后果。第三步是获取SE神经元的原代培养物，然后用Q-V-D-O-P-H等药理学试剂处理培养的神经元，以抑制β-淀粉样蛋白的毒性作用。最终，可通过行为学和药理学检测来展示β-淀粉样蛋白毒性对SE神经元功能和存活的影响。该方法有助于回答关于神经退行性变的关键问题，例如阐明特定的细胞和分子机制。淀粉样蛋白β寡聚体潜在的神经毒性效应。示范实验操作的是来自我实验室的博士后Zing Dwan博士。转化过程中需要使用2%琼脂糖注射垫。将一滴溶于水中的热琼脂糖滴加到一块玻璃盖玻片上，迅速将第二块盖玻片覆盖在液滴上，并轻轻按压。配制注射混合液时，务必离心并转移上层5微升无碎片和其他污染物的液体至新管中，用于注射。通过毛细作用将注射混合液和空载质粒吸入注射针。通常半微升足以注射100条线虫。为扩大注射针的开口，可将其尖端在载玻片上固定的盖玻片边缘轻轻摩擦，载玻片上需滴加Halo carbon 700油。开口的质量至关重要。通过尖端形状来判断，但最重要的是通过流速来判断，流速可通过注射压力下在移液尖端形成的气泡的流动情况和大小进行评估。现在，在注射垫上滴加一滴 700 哈洛碳油，并将多条线虫转移至垫上。使用线虫挑取工具将线虫压向垫面，直至它们粘附在 aros 上。应将蠕虫按行排列，使其腹面保持对齐。避免触碰其头部。若经过多次尝试后蠕虫仍无法粘附在垫上，可尝试更换新的垫，或增加垫中琼脂的厚度或浓度。现在将移液管插入线虫体内。首先，移动载物台，使线虫位于第二根移液管下方。将移液管置于性腺中央核心旁边。由于其细胞质被多个生殖细胞核共享，这提高了注射的DNA传递给后代的可能性。移液管应几乎与线虫平行。第三步，将移液管尖垂直向下移动至体壁，直至皮肤凹陷。最后，轻轻敲击显微操作仪，促使移液尖端插入。现在注入DNA溶液，对移液管施加压力，直至性腺膨胀。然后停止液体流动，并将线虫从移液管上取下。测试显微注射针的出液情况，随后在进行下一条线虫操作前完成其余性腺的注射。注射完成后，向线虫中加入约 10 µL 恢复缓冲液，等待其开始游动。开始游动后，加入等体积的M九缓冲液。当蠕虫恢复游动时，继续添加M九缓冲液，直至溶液主要为M九缓冲液。现在将每条蠕虫转移至一个放置好的培养皿中。在50毫升离心管中，用1毫升M9缓冲液收集GR线虫。然后使用M9缓冲液通过反复离心和更换上清液的方式清洗线虫，直至洗涤后的M9缓冲液变得澄清。接着，向线虫中加入10倍体积的碱性次氯酸盐溶液。将收集的线虫沉淀在室温下孵育，直至大约五分之四的线虫破裂，通常需要10分钟。通过显微镜观察取样的等分试样来监测反应进

a-caenorhabditis-elegans-model-system-for-amylopathy-study

Research

科研

JoVE Journal

Neuroscience

神经科学

一<em&gt;线虫</em&gt;研究Amylopathy模型系统

被广泛研究的线虫秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）可通过转基因技术表达人类β-淀粉样蛋白肽（Aβ）。在秀丽隐杆线虫（C.

使用转基因 C. elegans 模型检测β-淀粉样蛋白毒性

为了研究蛋白质稳态、应激与衰老之间的关系，我们利用遗传操作简便的多细胞生物秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis...

使用 Caenorhabditis elegans 作为模式系统研究多细胞生物中的蛋白质稳态

本文中，我们介绍线虫Caenorhabditis...

秀丽隐杆线虫——一种多功能的模式生物 体内 研究宿主-微生物相互作用的模型

本方案描述了一种在固体培养基上大规模培养秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis...

基于平板的大规模培养 秀丽隐杆线虫糖尿病代谢改变研究的样本制备

与重复序列相关的非ATG依赖性翻译产物正逐渐被认为是多种重复序列扩增疾病中的致病特征。本方案旨在利用模式生物线虫C.

在 C. elegans 中测量 RAN 肽的毒性

本文介绍并描述了一种广泛可及的方法体系，利用一些多功能的线虫模型，包括由离子通道过度激活引起的细胞坏死和由蛋白质聚集物诱导的神经毒性模型，以监测并解析与年龄相关的神经退行性疾病的细胞与分子基础。...

模拟年龄相关性神经退行性疾病 秀丽隐杆线虫

本方案描述了两种灵敏的检测方法，可用于区分肌萎缩侧索硬化症（amyotrophic lateral sclerosis）的 C. elegans 模型中轻度、中度和重度运动功能障碍，也可广泛适用于运动能力改变的 C. elegans...

肌萎缩侧索硬化症的 C. elegans 模型中运动功能障碍的评估

本文展示了如何使用七分评分系统，对 C. elegans...

量化多巴胺能神经元形态改变与变性水平 秀丽隐杆线虫

本文介绍了一种在秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis...

Caenorhabditis elegans 作为发现抗多聚谷氨酰胺介导神经毒性的生物活性化合物的模型系统

介绍了在秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis...

研究抗精神病药物在Caenorhabditis elegans中作用机制的方法

探索利用转基因秀丽隐杆线虫研究淀粉样蛋白β神经毒性的方法，通过趋化性实验评估神经元功能与存活状态，并测试药物干预效果。该技术为神经退行性疾病机制研究提供重要模型。

一种用于淀粉样病变研究的 Caenorhabditis elegans 模式系统

探索更多视频