Caenorhabditis 筛选器：一种用于分选小型多细胞生物的低技术含量仪器与方法
2018年7月4日
本方案包含一种对年龄匹配的秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）群体进行分选和清洗的方法。该方法使用一种简单、廉价且高效的自制工具，以获取大量用于研究的线虫实验群体。
该方法有助于解答分子生物学中的关键问题，涉及需要秀丽隐杆线虫（C.elegans）特定发育阶段的实验，例如基因和蛋白质表达水平的检测。该技术的优点在于能够根据线虫体型大小准确且高效地筛选出大量个体，从而促进那些通常因耗时和成本过高而难以开展的实验分析。
通常，初次接触该方法的人员会遇到困难，因为他们无法完成拱形翻转步骤，或未能保持溶液在滤网中央流动。该方法的可视化演示至关重要，因为清洗和翻转步骤较难掌握。一些人可能难以通过文字来理解并想象具体的动作。
首先，取两个带盖的 50 mL 锥形管，然后使用阶梯钻头去除管盖内缘的中心部分。如有必要，可使用锉刀、砂纸或旋转工具对管盖的边缘和顶部进行修整和打磨。然后裁剪一片尼龙单丝编织网，其直径略小于管盖的直径。
用纹理处理瓶盖的顶面，并用乙醇清洁。待瓶盖干燥后，在两个瓶盖的顶面涂抹氰基丙烯酸酯胶水。然后，将单丝网片放在其中一个涂胶的瓶盖上。
将第二个盖子倒置在滤网上，并用力将两个盖子压紧。待第一层胶水干燥后，在两个盖子外侧的缝隙处均匀涂抹一圈足量的氰基丙烯酸酯胶水。随后，根据滤网的孔径大小对滤器进行标记。
首先，将筛子置于已标记的 50 mL 锥形管上方。然后通过移液管将生理盐水溶液穿过筛子中心，直至液滴形成、聚合并从滤膜中心滴落。使用 M9 缓冲液将秀丽隐杆线虫（C.elegans）从螺旋平板上冲洗下来，再用玻璃巴斯德移液管将含有线虫的缓冲液转移至单丝网筛的上方。
在滤网中央操作，用M9缓冲液冲洗滤膜，根据需要重复此冲洗步骤，使所有细菌和较小的线虫通过滤网孔隙。接着，将一个新的50 mL离心管连接到筛子顶部，此前收集到的、大于滤网孔径的线虫将朝向新管内部。移除废液管，并迅速翻转筛子。
然后用 M9 缓冲液将筛网冲洗至新的收集管中。让收集的线虫静置约一分钟，然后小心吸去线虫沉淀上方的缓冲液。使用玻璃巴斯德吸管，将线虫滴加到 NGM 平板上形成液滴，并使其干燥。
最后，用反渗透水和乙醇冲洗筛网。筛网干燥后，将其存放于洁净容器中以备后续使用。当筛网出现下垂变形时，应予以丢弃。
本方案中构建了一种筛网，用于分选和清洁年龄匹配的秀丽隐杆线虫（C.elegans）群体。筛网处理组的线虫在整个成虫期表现出正常且自发的运动模式。此外，挑取法组与筛网法组在咽部泵速率方面未显示出任何显著差异。
与所有处理组在各个测试日相比，筛法组的动物对前部或后部的机械刺激也表现出正常反应。最后，比较了各处理组的繁殖能力；与挑取法处理组相比，使用筛法对后代数量没有显著影响。一旦掌握，该技术可在十分钟内完成。
进行此操作时，重要的是要记住在筛网区域的中心位置进行操作。观看本视频后，您应能够充分掌握如何组装并正确使用秀丽隐杆线虫筛，以根据虫体大小对线虫进行分选。
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概述
本方案介绍了一种使用自制工具对年龄匹配的秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）群体进行分选和清洗的方法。该方法可帮助研究人员高效且经济地获得大量实验用线虫群体。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 分子生物学
- 发育生物学
背景
- 秀丽隐杆线虫的特定发育阶段对各种检测至关重要。
- 检测可能涉及基因和蛋白质表达水平。
- 传统方法可能耗时且成本较高。
- 直观的演示对于理解方法学至关重要。
研究目的
- 提供一种根据秀丽隐杆线虫体长进行高效筛选的方法。
- 便于需要特定发育阶段的实验操作。
- 提高该技术对初学者的可及性。
使用的方法
- 用于分离线虫的定制工具。
- 有效的清洗弧形翻转步骤。
- 保持溶液在筛网中央流动。
- 直观的演示以辅助学习。
主要结果
- 实现了对大量秀丽隐杆线虫的准确筛选。
- 该方法降低了分子生物学检测的时间和成本。
- 通过视觉辅助手段，加深了对特定运动行为的理解。
- 提高了对不熟悉该方法的研究人员的可及性。
结论
- 该方案提供了一种可靠的秀丽隐杆线虫分选方法。
- 视觉辅助工具对于有效学习该技术至关重要。
- 该方法可显著促进分子生物学研究。
常见问题
行业重要性概述
在生物制药研发中，获得同步化的模式生物（如秀丽隐杆线虫）群体对于可重复的表型筛选和靶点验证实验至关重要。秀丽隐杆线虫筛分仪能够根据体型大小快速、低成本地进行分选，减少了早期发现工作流程中的时间和资源负担。通过确保生物学输入的均一性，该技术有助于提高实验准备就绪和项目组合筛选的可预测性信心。
生物制药研发中的战略应用
早期发现与靶点验证
- 科学价值：利用年龄匹配的线虫群体进行一致的表型读数，从而验证治疗假设。
- 操作价值：提供一种低成本、可扩展的方法，在无需专用设备的情况下生成同步化的群体。
- 预测价值：降低检测中的生物学变异性，提高靶点去风险化数据的可靠性。
筛选与检测方法开发
- 科学价值：通过分离特定发育阶段，制备可用于后续化合物筛选的经验证生物体系。
- 操作价值：标准化线虫制备流程，提高不同检测板及筛选实验间的可重复性。
- 可扩展性：可在十分钟内快速处理大量线虫群体，满足高通量需求。
转化与临床前研究
- 转化连续性：通过维持运动性、应激反应和繁殖力标志物，确保从发现到临床前验证阶段的表型保真度。
- 机制性风险降低：通过对同步化群体进行基因和蛋白表达水平的可靠评估，支持生物标志物的一致性分析。
- 基于风险调整的推进：通过为药效学和毒性特征分析提供一致的模型系统输入，促进决策推进或终止。
流程与工作流整合
秀丽隐杆线虫筛选系统适用于从早期发现到先导化合物鉴定的研究连续体，特别支持基于秀丽隐杆线虫的表型筛选的检测准备和筛选可重复性。
- 发现生物学：通过提供均一的线虫群体，支持假设验证，用于通路解析和功能筛选。
- 筛选：通过基于尺寸的分选实现检测就绪，确保线虫大小和发育阶段的一致性，从而保证化合物评估的可靠性。
- 分析：生成定量的、按尺寸分离的输出结果，使研究团队能够在不同发育阶段间比较实验条件，同时降低背景噪声。
- 转化研究：分选后仍保持关键健康指标（运动能力、应激反应、繁殖力），与临床前研究的连续性相衔接，支持生物标志物的有效性验证。
- 企业级复用：作为一种可重复使用、低维护的工具，适用于多个团队和项目，促进模式生物操作的标准化。
运营与企业影响
- 科学价值：通过降低表型检测中的机制模糊性，实现更具预测性的可信度。
- 操作价值：线虫制备工作流程的标准化、可重复性和可扩展性。
- 战略价值：通过早期去风险化，实现更优的立项/终止决策、更高的资本利用效率，并降低后期生物学风险。
- 项目组合影响：基于可靠且与研发阶段匹配的模型系统数据，进行经风险调整的优先级排序和推进决策。
实施注意事项
- 需要具备基本的实验技能，用于筛网组装和溶液操作。
- 需要获取锥形管、尼龙筛网、氰基丙烯酸酯胶水以及标准缓冲液（M9、生理盐水）。
- 要求团队间进行交叉培训，掌握以筛网为中心的正确操作方法及翻转技术，以确保操作一致性。
- 适应性考虑因素包括根据目标线虫发育阶段选择合适的筛网孔径，以及与各种NGM或液体培养系统的兼容性。
- 实际局限性包括筛网可能随时间发生下垂，需定期更换以维持分选准确性。
