Name: 秀丽隐杆线虫中的挥发性信息素提取和趋化试验 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-08-09T14:35:00.000+00:00
Duration: 6 min 49 s
Description: 学习秀丽隐杆线虫挥发性信息素提取与趋化试验方法，用于研究化学通讯和神经行为机制。该方案可量化雄虫对性信息素的吸引反应，为理解分子感知机制提供可重复的技术手段。

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我们感谢周挺涛博士为本研究中所用轨迹可视化设计并编写代码。本工作获得以下资助：R01 NS113119（PWS）、陈氏高级博士后奖学金以及天桥脑科学研究院（Tianqiao and Chrissy Chen Institute for Neuroscience）。

Extraction and Quantification of Volatile Sex Pheromone Responses in C. elegans

作者声明无利益冲突。

本方案提供了一种从秀丽隐杆线虫（C. elegans）中提取挥发性性信息素的可靠方法，同时建立了一种稳健的化学趋化吸引实验，用于检测雄性个体的化学趋化反应。更多详细信息可参见 WormLab 用户指南（见材料表）；如需可视化线虫运动轨迹的基础代码，请参见方案第 7.3.8.5 节。本方案中有多个关键步骤对实验结果至关重要。首先，必须仔细同步线虫种群，以控制其年龄和生殖状态，确保能够成功从处雌性个体或精子耗尽的雌雄同体个体中提取挥发性性信息素29,34。其次，需进行多次洗涤步骤，以彻底去除细菌，最大限度减少可能干扰后续趋化实验中信息素信号的污染。接下来，实验参数的选择，如吸引剂浓度、培养皿尺寸和实验持续时间，均会影响实验结果，必须根据具体的实验目标进行优化和调整。
准确的干燥时间和一致的测试点间距对于获得可靠的趋化性实验结果至关重要。湿润的培养板会显著影响趋化指数。如果琼脂表面残留一层水膜，毛细作用力可能会将线虫困在起始点，阻碍其运动，从而导致实验中出现假阴性结果。此外，过长的干燥时间会给后续释放的线虫带来另一种挑战。随着培养板的干燥，挥发性信息素成分会蒸发并扩散，导致浓度梯度变得不明显。这使得后续释放的线虫即使能够自由移动，也难以定位目标信息素。因此，应确保培养板充分干燥，以消除可能影响实验结果的表面水分。
加入平板的琼脂溶液体积必须根据实验的具体要求进行调整，以确保最佳的检测条件。通过改变倒入培养皿中的琼脂溶液量来调节琼脂层的厚度。通常，吸引剂与琼脂平板之间的距离越短，结果越显著；相反，较长的距离有助于消除非挥发性成分的影响，从而更清晰地评估挥发性吸引剂的作用效果。琼脂厚度可根据特定实验需求进行调整，如图2B所示。
挑选20条线虫的过程不应超过1-2分钟，以防止先挑选的线虫因干燥而不健康，从而影响实验结果。确保将线虫同时释放到检测平板上，以避免先释放的线虫从起始点随机爬行过远。此步骤的延迟可能导致各样本起始位置不一致，造成不公正的比较。从挑选雄虫到关闭盖子的整个过程应控制在2至5分钟之间。
根据实验板的尺寸和实验的具体目标，调整实验/对照点与实验板起始点之间的间距。增加点之间的距离可使实验更具挑战性，有利于检测细微效应；反之，缩短距离则可创建更稳健的实验检测，以凸显严重缺陷。
在实验方案的多个步骤中可能需要进行故障排除。如果提取的信息素未能诱导出趋化反应，则需仔细核实供体雌虫和雌雄同体虫的年龄及生殖状态。只有未交配的雌虫或精子耗尽的雌雄同体虫才会产生目标信息素。由于 C. elegans 雄虫交配效率极高，在 L4 期雌虫分离培养板上即使仅存在单个雄虫，也可能显著影响实验结果。此外，须在整个提取过程中严格控制细菌污染。尽管本提取方案提供了一种简便获取粗制挥发性性信息素的方法，但仍存在某些局限性。粗制信息素提取物中可能含有其他信号分子的微量残留，使得难以明确区分性信息素本身的特异性效应。目前尚未鉴定出挥发性性信息素的功能成分。尽管尚未报道一天龄未交配雌虫与六天龄雌雄同体虫所产性信息素之间存在功能差异，但二者可能存在细微差异的可能性仍不能排除。
在趋化吸引实验中，较低的趋化指数可能表明被测试雄虫的健康状况或发育阶段存在问题。为获得最佳结果，应使用在20 °C条件下、于无污染的OP50培养板上培养的健康的一日龄成年雄虫。从较低保存温度（例如15 °C）突然转移到20 °C可能对趋化吸引行为产生负面影响，这种影响可持续多达三代。最佳操作是将刚解冻或长期保存在较低温度下的品系在20 °C条件下适应超过三代后再进行实验。虽然建议在实验前一天于L4阶段分离待测雄虫，但这并非绝对必要。预先暴露于成年雌雄同体并不会显著影响趋化吸引实验的结果。由于存在自体精子，一日龄雌雄同体不会产生挥发性性信息素。因此，在进行大规模筛选时，可以省略L4雄虫的分离步骤。然而，对于专门研究先前交配经历影响或其他相关研究，必须在实验前一天于L4阶段分离雄虫。
him-5 突变在 C. elegans 中导致雄性个体出现频率显著升高，原因是雄性亲本在减数分裂过程中X染色体不分离的发生率增加。因此，这些雄性个体用于趋化性行为的化学感受系统仍然完整。这使得获取大量雄性个体用于实验检测更为容易。因此，him-5 雄性个体表现出与野生型N2雄性相当的强烈趋化性，使其成为性信息素趋化性实验中合适的对照。
其他注意事项： 
叠氮化钠替代方法：在视频记录过程中，用于麻痹线虫的叠氮化钠可以避免使用。可改用一滴M9溶液暂时固定线虫，不过仅靠表面张力已足以满足基于视频的检测需求。
线虫密度：每皿线虫数量应加以限制，以避免过度拥挤并维持最佳培养条件。过度拥挤会影响视频后期分析，因为当线虫相互重叠时，程序将难以准确识别个体。建议6 cm培养皿中最多放置20条线虫，10 cm培养皿中最多放置100条线虫。
传统的趋化性实验方法简单直接，数据获取所需工作量极小。尽管这类实验能够快速概述趋化反应，但仅能捕捉复杂行为反应的终点状态，因而难以揭示信息素感知与运动反应的详细过程。相比之下，先进的轨迹分析方法能够深入解析个体及群体的运动模式，发现仅依靠终点测量所忽略的差异。通过细致探究测试群体中详细的动力学模式及反应变异性，该方法显著加深了我们对化学感应机制的理解，凸显了该实验方法在多种研究问题中的适用性，同时也强调了在实验设计中考虑个体差异的重要性。
该方法为研究挥发性性信息素提供了一个框架 秀丽隐杆线虫有助于推动与挥发性性信息素合成、分泌及感知相关的基因发现，进一步加深我们在分子和神经回路水平上对化学通讯的理解。此外，化学趋吸引测定及轨迹数据分析还可用于研究其他化学吸引物质 秀丽隐杆线虫.

化学通讯与繁殖成功率之间的相互作用是动物界普遍存在的基本原理1,2,3,4,5,6,7,8,9,10。性信息素可触发多种性别二态性行为，这些行为对于寻找配偶、协调求偶过程中的各项步骤以及最终促进物种繁衍至关重要11,12,13,14,15,16,17。尽管在理解信息素信号传导方面已取得显著进展，但调控这些相互作用的分子机制、神经回路及计算过程往往仍未完全阐明18,19,20,21,22,23,24,25,26。
线虫Caenorhabditis elegans 为解析上述问题提供了强有力的模型。值得注意的是，C. elegans 具有一种特殊的繁殖策略——雌雄同体个体既能自体受精，也能与雄性进行异交27,28,29,30,31,32,33。这种灵活性需要一个稳健的通讯系统来传递生殖状态信息。C. elegans 以其特征明确的水溶性信息素——蛔甙（ascarosides）而闻名，这类物质在发育、行为及社会性相互作用中发挥多种作用。近期研究发现了一类独特的挥发性性信息素，由线虫所使用。这类信息素特异性地由性成熟且未交配的C. elegans 和C. remanei 雌虫以及精子耗尽的雌雄同体个体产生，可吸引成年雄虫29,34,35。该吸引信号在产生和感知方面表现出显著的性二型性。这种挥发性性信息素的合成由雌性体细胞性腺调控，其产生动态反映生殖状态：交配后合成立即停止，数小时后重新恢复29,34。
研究线虫性信息素通讯有助于理解化学通讯系统的演化、生殖状态与行为之间的相互作用，以及性二态性神经处理背后的机制24,26,36,37,38,39。研究表明，雄性中的纤毛神经元AWA在信息素检测中起关键作用，其中G蛋白偶联受体SRD-1在雄性信息素感知中发挥重要作用24。C. elegans 是研究动物化学通讯，尤其是性信息素信号传导的理想模式生物，因其依赖嗅觉系统进行配偶搜寻。尽管关于ascaroside信号通路已有大量研究，但挥发性性信息素系统为比较研究提供了独特的机会25,26,36,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50, 
51,52,53,54,55,56,57。此外，C. elegans 作为一种强大的遗传学模式生物，具有基因组完全测序、细胞谱系明确以及嗅觉突变体特征清晰等优势。
然而，参与处理该信息素的完整神经回路、将信息素感知转化为定向求偶搜寻行为的计算机制，以及其生物合成的调控机制，仍有待完全阐明。对这些过程的进一步研究对于理解调控动物通讯和繁殖行为的多样化机制至关重要。鉴定参与信息素合成、分泌和感知的关键基因，有望揭示动物通讯中新的分子参与者。&#160;本文所述的实验方法&#160;为回答这些&#160;问题提供了基础。

<table><tbody><tr><td>10 cm 培养皿</td><td>Falcon</td><td>25373-100</td><td>Falcon 细菌学培养皿 100 × 15 mm</td></tr><tr><td>6 cm 培养皿</td><td>Falcon</td><td>25373-085</td><td>Falcon 细菌学培养皿 60 × 15 mm</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;C. remanei &lt;/em&gt;(EM464)</td><td>CGC</td><td></td><td></td></tr><tr><td>离心机</td><td>Eppendorf</td><td>centrifuge 5418</td><td>&amp;nbsp;任何品牌均可使用。</td></tr><tr><td>趋化性检测平板</td><td>自制溶液</td><td>N/A</td><td>1.5% 琼脂、25 mM NaCl、1.5 mM Tris-碱、3.5 mM Tris-Cl</td></tr><tr><td>胆固醇</td><td>Alfa Aesar</td><td>57-88-5</td><td></td></tr><tr><td>解剖显微镜</td><td>Leica</td><td>LeicaMZ75</td><td>&amp;nbsp;任何品牌均可使用。</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;E. Coli&lt;/em&gt; OP50</td><td>CGC</td><td></td><td></td></tr><tr><td>乙醇</td><td>Koptec</td><td>64-17-5</td><td></td></tr><tr><td>&lt;em&gt;fog-2(q71)&lt;/em&gt; (JK574)</td><td>CGC</td><td></td><td></td></tr><tr><td>&lt;em&gt;him-5(e1490)&lt;/em&gt;(CB4088)</td><td>CGC</td><td></td><td></td></tr><tr><td>家用漂白剂</td><td>Clorox 杀菌漂白浓缩液</td><td></td><td>&amp;nbsp;漂白剂</td></tr><tr><td>M9 缓冲液</td><td>自制溶液</td><td>N/A</td><td>3 g KH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;PO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;, 11.3 g Na&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;HPO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;.7H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O, 5 g NaCl, H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O 定容至 1 L。高压灭菌灭菌。冷却至室温后加入 1 mL 1 M MgSO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;。</td></tr><tr><td>无水硫酸镁，粉末</td><td>Macron</td><td>M1063-500GM-EA</td><td></td></tr><tr><td>微波炉</td><td>TOSHIBA</td><td>N/A</td><td>&amp;nbsp;任何品牌均可使用。</td></tr><tr><td>N&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;</td><td>CGC</td><td></td><td></td></tr><tr><td>NaOH</td><td>Sigma-aldrich</td><td>S318-3</td><td>1 M</td></tr><tr><td>NGM 平板溶液</td><td>自制溶液</td><td>N/A</td><td>2.5 g 蛋白胨、18 g 琼脂、3 g NaCl，H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O 定容至 1 L。高压灭菌灭菌。高压灭菌完成后（2 h），等待培养基温度降至 65 &amp;deg;C。置于 65 &amp;deg;C 热板上搅拌。然后依次加入以下成分，每加一种间隔 5 分钟，以避免结晶：1 mL CaCl&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; (1 M)、1 mL MgSO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt; (1 M)、25 mL K&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;PO4 (1 M, pH=6)、1 mL 胆固醇（5 mg/mL 溶于乙醇）。</td></tr><tr><td>封口膜</td><td>Bemis</td><td>13-374-10</td><td>Bemis Parafilm M 实验室包裹膜</td></tr><tr><td>蛋白胨</td><td>VWR</td><td>97063-324</td><td></td></tr><tr><td>移液器助吸器</td><td>Drummond Scientific&amp;nbsp;</td><td>4-000-100</td><td>&amp;nbsp;任何品牌均可使用。</td></tr><tr><td>塑料纸&amp;nbsp;</td><td>Octago</td><td>防水丝网印刷喷墨透明胶片</td><td>https://www.amazon.com/Octago-Waterproof-Transparency-Printing-Printers/dp/B08HJQWFGD</td></tr><tr><td>氯化钾</td><td>Sigma-aldrich</td><td>SLBP2366V</td><td></td></tr><tr><td>磷酸钾</td><td>Spectrum</td><td>7778-77-0</td><td></td></tr><tr><td>移液器</td><td>Eppendorf</td><td>SKU: EPPR4331; MFG#: 2231300006</td><td>20 - 200 &amp;micro;L、100 - 1000 &amp;micro;L，任何品牌均可使用。</td></tr><tr><td>旋转混合仪</td><td>Labnet</td><td>SKU: LI-H5500</td><td>&amp;nbsp;Labnet H5500 Mini LabRoller 双向旋转混合仪。任何品牌均可使用。</td></tr><tr><td>氯化钠</td><td>VWR</td><td>7647-14-5</td><td></td></tr><tr><td>磷酸氢二钠</td><td>Sigma-aldrich</td><td>SLCG3888</td><td></td></tr><tr><td>Tris-碱</td><td>Sigma-aldrich</td><td>77-86-1</td><td></td></tr><tr><td>Tris-Cl&amp;nbsp;</td><td>Roche</td><td>1185-53-1</td><td></td></tr><tr><td>胰蛋白胨</td><td>VWR</td><td>97063-390</td><td></td></tr><tr><td>涡旋振荡器</td><td>Scientific industries</td><td>Vortex-Genie 2</td><td>&amp;nbsp;任何品牌均可使用。</td></tr><tr><td>WormLab 系统&amp;nbsp;</td><td>MBF Bioscience</td><td>N/A</td><td>https://www.mbfbioscience.com/help/WormLab/Content/home.htm; https://www.mbfbioscience.com/products/wormlab/</td></tr><tr><td>线虫挑取针</td><td>自制&amp;nbsp;</td><td>N/A</td><td>由铂金和玻璃移液管尖端制成</td></tr></tbody></table>

秀丽隐杆线虫中挥发性性信息素的提取与化学吸引测定

Volatile Sex Pheromone Extraction and Chemoattraction Assay in Caenorhabditis elegans

化学通讯在生物体的健康、繁殖和整体福祉中至关重要。理解调控这些信号的分子通路、神经过程及计算机制仍是当前活跃的研究领域。线虫Caenorhabditis elegans 是研究这些过程的有力模型，因为它能产生一种挥发性性信息素。这种信息素由未交配的雌性或精子耗尽的雌雄同体个体合成，可吸引雄性个体。
本方案详细描述了从多种生物中分离挥发性性信息素的方法 秀丽隐杆线虫 品系（野生型品系 N2， daf-22，以及 fog-2）和 C. remanei我们还提供了一种定量分析雄性对挥发性性信息素趋化反应的实验方案。本分析采用趋化指数（C.I.）、到达时间（A.T.）以及轨迹图等指标，以准确比较不同条件下雄性的反应。该方法可实现对不同遗传背景或发育阶段雄性个体间的稳健比较。此外，本文所述实验装置可适用于其他化学吸引物质的探究。

对挥发性性信息素感知缺陷型菌株在趋化吸引实验中的轨迹分析 
该趋化吸引实验能够可靠地区分野生型与突变型 C. elegans 对挥发性性信息素的响应差异。him-5 雄性个体的实验结果始终表现出对信息素源强烈的趋化性。这一点体现在较高的趋化指数（C.I.）上（图2），通常超过0.5，表明其对信息素源具有明显偏好。相反，信息素受体突变体 srd-1 的实验结果 consistently 呈阴性。srd-1 雄性个体的趋化指数通常接近于零24，证实了该实验方法能够有效检测趋化反应的缺失。
在非理想实验条件下，多种因素可能影响实验结果。例如，信息素浓度过低可能导致 him-5 雄性线虫反应微弱，而污染或操作不当则可能引起两种品系线虫出现不可预测的运动行为。这些情况会导致 him-5 雄性线虫的趋化指数（C.I.）值偏低，并可能导致 srd-1 雄性线虫出现具有误导性的非零值。因此，本实验方案成功实施的标志是野生型与突变型品系之间的趋化指数存在明显差异，且轨迹分析在视觉上能够确认其行为差异（图3）。数据分析应包括对趋化指数（C.I.）值进行统计学比较，以确保观察到的差异具有显著性。
基于视频的趋化性实验数据分析与可视化的演示 
成功的实验结果：图3 展示了him-5雄性线虫对挥发性性信息素的显著趋化反应。通过颜色编码的运动轨迹可揭示以下信息：（A）时间消耗；（B）距离：随时间推移逐渐接近信息素源，证实了线虫对该物质的趋向性；（C）速度：轨迹中速度的变化，反映了趋化反应的动力学特征；（D）直线性：线虫朝向信息素源运动的直接程度，路径越直，表明其对化学引诱物的响应越高效且具有明确方向性；（E）方向正确性：体现线虫准确朝向信息素源定向移动的能力，即衡量其感知化学浓度梯度并沿梯度导航以到达目标的精准程度。
速度降至零通常表示停止或转向。结合速度信息与直线性数据有助于识别转向事件。具体而言，当速度降至零且直线性也非常低时，即表明发生了转向事件。相比之下，感官缺陷突变体的实验或在次优条件下进行的实验（例如，信息素浓度较低、线虫密度不适宜）可能会产生不同的结果。
通过比较运动轨迹并量化方向性、速度和直线度等参数，研究人员可以深入了解趋化性的潜在机制。实验中若观察到向信息素源清晰且有方向性的运动轨迹，则验证了该检测方法对吸引性刺激的检测能力。相反，阴性对照或突变株中缺乏此类运动模式，则证实了该检测方法的特异性以及识别感觉缺陷的能力。如图3所示，基于视频的群体趋化吸引检测方法为解析线虫趋化行为的细节提供了有力工具。通过分析个体运动轨迹，研究人员不仅能够判断是否存在吸引反应，还能揭示反应程度的差异，从而更深入地理解调控趋化性的遗传与神经机制。
<img alt="线虫制备和信息素提取的流程图；包括质量控制和储存步骤。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67115/67115fig01v2.jpg" data-altupdatedat="1785211204000" data-alt="图1"> 
图1：粗提性信息素提取工作流程。 粗提性信息素来源于同步化的一日龄未交配的 fog-2 突变型 C. elegans 雌虫以及野生型 C. remanei 雌虫，线虫经过同步化、洗涤、分离后，在M9缓冲液中孵育以产生信息素。提取后含有信息素的上清液可于-80 °C保存长达1年，用于化学趋吸引物实验，并使用N2或 him-5 雄虫进行质量控制检测，以验证其吸引力。对于6日龄未交配的 C. elegans 雌雄同体的大规模提取，线虫需经过连续6天的同步化和反复洗涤，性信息素的提取方法类似，但根据线虫沉淀体积进行调整，并充分混匀后用于实验。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67115/67115fig01largev2.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
<img alt="性信息素、对照缓冲液的趋化性实验示意图；趋化吸引指数的数据分析。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67115/67115fig02.jpg" data-altupdatedat="1785211204000" data-alt="图 2"> 
图 2：挥发性性信息素趋化吸引实验及趋化吸引指数（C.I.）的计算方法。（A）该实验包括使用标准化的次氯酸钠同步化方法制备野生型 N2 或 him-5 雄虫，在进行挥发性性信息素趋化吸引实验前，先检测其对阳性对照物质的反应。实验过程中需在培养皿上标记对照点和测试点，并使用叠氮化钠将线虫固定于这些位置，以便准确计数。实验结果通常在开始实验后 30 分钟（以盖上皿盖为计时起点）进行评分。（B）趋化吸引实验装置的侧视图，显示两个不同距离。（C）趋化吸引指数（C.I.）的计算方法及其结果解读。C.I. 是用于定量评估测试刺激物吸引力或排斥力的指标，其数值范围从 1（表示强烈吸引）到 -1（表示强烈排斥）。较低的 C.I. 值可能由两种情况导致：一是实验点和对照点的线虫数量均较少，二是线虫在两点之间分布均匀。（D）him-5 和 srd-1 C. elegans 雄虫对 C. remanei 与 C. elegans 雌虫释放的挥发性性信息素的趋化吸引指数。不同遗传背景的雄虫对性信息素刺激的反应存在差异。him-5 雄虫对两种信息素均有反应，且对 C. remanei 雌虫信息素的反应指数显著更高；相比之下，趋化受体突变株 srd-1 雄虫在此实验中对任一信息素均无反应。***p &lt; 0.01。缩写：WT = 野生型；C.I. = 趋化吸引指数。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67115/67115fig02large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
<img alt="显示随时间变化的轨迹、距离、速度和方向正确性的行为分析图表。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67115/67115fig03v2.jpg" data-altupdatedat="1785211204000" data-alt="图 3"> 
图 3：him-5 雄性线虫对挥发性性信息素的行为轨迹分析。 本图展示了 him-5 雄性线虫在挥发性性信息素刺激下的趋化吸引实验中表现出的运动模式。个体轨迹采用颜色编码，分别表示：（A）时间：实验过程中轨迹的进展，颜色代表自实验开始后经过的时间；（B）与信息素的距离：每个时间点距离信息素源的远近；（C）速度：线虫在每个时间点的运动速度；（D）路径直线性：线虫行进路径的直接程度；（E）方向正确性：运动方向与信息素源方向的一致性。在所有三个示例中，雄性线虫均成功到达了信息素所在位置。数据经过20帧的平均处理，以滤除身体扭动引起的运动干扰。实验在直径10 cm的培养皿中进行，采用基于视频的大规模趋化吸引实验方法（详见本实验方案第7.3.7.2节）。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67115/67115fig03largev2.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>

本方案建立了提取和量化秀丽隐杆线虫（C. elegans）对挥发性性信息素响应的方法，提供了研究化学通讯及运动轨迹的工具。

化学通讯在生物体的健康、繁殖和整体福祉中至关重要。了解分子通路、神经过程以及……

本研究利用趋化性实验，探讨挥发性性信息素对雄性替代个体行为的影响，旨在揭示信息素合成的分子机制及其感知的神经机制。个体线虫对信息素反应的差异性，以及温度、湿度和光照等环境因素的影响，可能为实验数据引入显著的噪声。此外，线虫行为的复杂性使得数据分析变得困难。应对这些挑战需要周密的实验设计。该方案简单且具有高度可重复性。该方法旨在优化信息素健康的同时，最大限度地减少时间和资源消耗。趋化性实验可提供关于雄性吸引的定量数据，从而进行统计分析和比较。本方案全面揭示了信息素通讯的完整图景。首先，在提取信息素前一天，将200只L4期的FOG-2秀丽隐杆线虫未交配雌性个体进行分离。将这些雌性个体分配至三个独立的六厘米OP50 NGM培养皿中。在提取当天，将100只未交配的一日龄FOG-2雌性个体转移至含有1毫升M9缓冲液的微量离心管中。最后一次洗涤后，将雌虫置于 100 微升 M9 缓冲液中，在 20 摄氏度下孵育 6 小时，以促进信息素的产生。同样，将 15 至 20 只处于 L4 期的 Caenorhabditis remanei 雌虫分别转移到三块 OP50 NGM 平板上。洗涤后，将五只未交配的雌虫置于 100 微升 M9 缓冲液中，在 25 摄氏度下孵育 6 小时。将线虫在15,000 G条件下离心30至60秒。小心地将含有信息素的上清液转移至干净的离心管中。弃去含有线虫沉淀的离心管。将收集到的挥发性性信息素提取物在零下80摄氏度保存。在同步健康的成年秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）后，用M9缓冲液洗涤5次。为将线虫同步至L1阶段，需在M9缓冲液中旋转孵育12至15小时，以阻滞其发育。将停滞在L1期的线虫转移至接种了OP50细菌的10厘米NGM培养板上进行观察。为减少雌雄同体培养板上雄性个体的存在，应在释放线虫两天后检查培养板，并移除所有观察到的雄性个体。经过三天发育后，观察胚胎的出现，这表明线虫已发育为具有生殖能力的成虫。用 M9 缓冲液反复清洗胚胎，并让其沉降，直至大多数成虫位于管底。用移液器吸出分离的成虫，转移至新的接种了 OP50 的 NGM 平板。首先，从培养箱中取出含有成年雌雄同体雌虫的培养板。同步 him-5 蠕虫后，用 M9 缓冲液洗涤蠕虫五次。将接种平板上的一日龄成年雄虫转移至含有 M9 缓冲液的离心管中。将蠕虫置于未接种的 NGM 平板上，以去除残留细菌，并防止在检测过程中食物造成干扰。制备趋化性检测平板，其中含有1.5%琼脂、25毫摩尔氯化钠、1.5毫摩尔Tris碱和3.5毫摩尔Tris盐酸盐。将琼脂加入趋化性溶液中，用微波炉加热至完全溶解。冷却后，使用移液器将趋化性琼脂溶液均匀分配至培养皿中。将皿盖在洁净区域打开，使琼脂表面略微干燥。待表面适当干燥后，盖上皿盖。进行趋化吸引实验时，在皿盖和培养皿底部标记三个不同的位置。在平板的每个实验点和对照点上各加入 2 µL 1 摩尔的叠氮化钠。使用线虫挑取工具挑取 20 条健康且自由移动的雄虫。在解剖显微镜下，将线虫释放至起始点。在盖子上的对照点快速加入两微升 M9 缓冲液，在实验点加入两微升性信息素。轻轻盖上盖子，将培养皿置于安静且温度稳定的环境中。30 分钟后，通过计数每个点处的线虫数量来判定实验结果。为了更全面地评估趋化性，使用相机记录线虫的运动轨迹。him-5 雄性个体的趋化指数始终高于 0.5，表明其对性信息素源具有强烈的趋向性，而 SRD-1 雄性个体的趋化指数则接近于零。成功的趋化吸引实验显示，him-5 雄性个体随时间推移逐渐靠近信息素源，其轨迹以颜色编码，用以指示时间、距离、速度、轨迹直线度以及方向正确性。

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科研

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Behavior

行为

秀丽隐杆线虫中的挥发性信息素提取和趋化试验

本视频介绍了秀丽隐杆线虫（C.

C. elegans 化感行为检测实验：一种用于检测线虫化学感应能力的方法

本文描述了一种定量评估秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis...

C. elegans 趋化性实验

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使用改良的微流控嗅觉芯片对雄性 C. Elegans 头部神经元中信息素诱导的神经元活动进行成像

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本方案描述了改良型孔板装置，这是一种行为测试装置，结合了开放场和传统孔板的特点。该装置能够对小型实验哺乳动物的非条件性行为进行差异分析，同时也能用于分析其认知能力。...

改良型孔板实验——测量小鼠和大鼠的行为、认知与社会互动

唾液酸聚糖微阵列检测可用于评估人血清中的抗Neu5Gc抗体，因此有望成为一种用于癌症及其他慢性炎症介导的人类疾病的高通量诊断检测方法。...

利用唾液酸糖微阵列检测技术分析人血清中抗Neu5Gc IgG

本方案描述了一种灵活且低成本的小鼠在开放场地活动实验中测量其行走能力的系统。我们证明，基于该系统的6分钟行走实验能够检测到mdx小鼠自主运动能力的下降，并能准确区分这些动物在肌肉特异性挽救后的功能改善。...

一种用于测量肌营养不良小鼠模型行走能力的简单且低成本检测方法

本文介绍了一种用于持续记录和分析小龙虾心脏活动与运动活动的无创生物监测系统。该系统由近红外光学传感器、视频追踪模块以及用于评估反映小龙虾生理状态并在心率波动期间表征其行为的心跳分析软件组成。...

连续无创测量小龙虾心脏及行为活动

游泳诱导麻痹（SWIP）是一种成熟的动物行为检测方法，用于研究秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans，简称 C.

游泳诱导麻痹评估多巴胺信号传导 秀丽隐杆线虫

本文介绍了一种利用五分钟言语样本程序评估父母关于其子女及其亲子关系的简短叙述连贯性的方法。...

使用五分钟言语样本法评估父母关于其子女的简短叙述的连贯性

学习秀丽隐杆线虫挥发性信息素提取与趋化试验方法，用于研究化学通讯和神经行为机制。该方案可量化雄虫对性信息素的吸引反应，为理解分子感知机制提供可重复的技术手段。

秀丽隐杆线虫中挥发性性信息素的提取与化学吸引测定

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