点击蓝字 关注我们 综述：动物寄生线虫细胞生物学的技术进展 Tao Wang, Robin B Gasser. 期刊：Biotechnology Advances IF/JCR分区：14.1 综述系统梳理了动物寄生线虫细胞生物技术从早期细胞分离与体外培养向细胞身份解析及功能研究发展的历程，作者指出动物寄生线虫复杂的生活史、宿主依赖性发育以及特定发育阶段材料获取困难，使其细胞生物学长期受到限制。早期研究虽然已经能够从自由生活型和寄生线虫中分离并维持部分细胞，甚至实现有限增殖，但细胞类型主要依赖形态、生化活性和免疫学特征进行间接鉴定；随着单细胞和单核转录组技术的发展，以秀丽隐杆线虫为代表的模式线虫建立的细胞图谱和发育谱系解析方法，为解析细胞多样性、细胞身份及组织构型提供了重要技术基础，并进一步推动相关方法向植物寄生线虫、寄生吸虫和动物寄生线虫拓展。当前，在动物寄生线虫中，全虫细胞解离、细胞核分离、组织特异性转录组、单细胞/单核转录组以及空间转录组等技术已经能够在细胞分辨率上解析部分发育阶段和组织特征，同时类器官、宿主细胞共培养及功能遗传学平台也逐渐用于研究宿主-寄生虫相互作用和细胞功能；然而，不同体系之间的实验可操作性差异较大，目前尚不存在一种技术体系能够同时覆盖寄生线虫完整生命周期，实现稳定的来源于寄生虫的细胞或组织长期培养、空间分辨的组织解析以及可靠的功能遗传扰动。文章因此强调，未来研究需要进一步将细胞身份与发育动态、组织空间位置、培养体系的真实性验证以及可通过实验检验的细胞功能联系起来，使动物寄生线虫研究从维持细胞并定义其身份，转向深入理解并调控细胞功能，从而为解析寄生线虫发育和宿主互作以及寻找新的感染防治靶点提供更直接的细胞生物学依据。 原文信息：From cell culture to cellular biology in animal-parasitic nematodes: Biotechnological advances. DOI：10.1016/j.biotechadv.2026.109007 关键词：Animal-parasitic nematodes, Cell atlases, Cell culture, Cellular biology, Cellular identity, Host-parasite interactions, Single-cell transcriptomics, Single-nucleus transcriptomics, Spatial biology
GT92糖基转移酶gtnt-1反复突变赋予两种隐杆线虫病毒抗性 Aurélien Richaud, Gaotian Zhang, Cigdem Alkan, et al. 期刊：Molecular Biology and Evolution IF/JCR分区：6.4 研究以两种野生隐杆线虫品系（Caenorhabditis elegans和Caenorhabditis briggsae）对RNA病毒感染表现出的显著敏感性差异为切入点，结合重组近交系、混池测序、遗传定位、CRISPR/Cas9介导的重组及基因编辑等方法，对高度抗病毒的C. elegans MY10品系进行遗传解析，最终鉴定出编码GT92家族假定糖基转移酶的gtnt-1是决定其病毒抗性的关键基因。MY10中gtnt-1的一个罕见非同义变异能够赋予抗病毒表型，而进一步分析发现，C. elegans群体中还独立存在多个不同的gtnt-1功能缺失等位基因，它们均可降低病毒感染率，但单个抗性等位基因的群体频率均低于1%，表现出明显的等位基因异质性。gtnt-1功能缺失所产生的宿主保护作用主要在感染后的后期发育阶段才显现，这表明病毒抗性及宿主适应性评价需要覆盖完整的感染、发育和传播过程。通过病毒敏感性存在差异的C. briggsae品系，作者发现其gtnt-1同源基因Cbr-gtnt-1同样出现多个独立的功能缺失突变，这些突变能够抑制病毒感染并提高感染条件下的宿主适合度。由于两个物种中的抗性突变并非共享来源，而是在各自种群中独立产生，研究表明相同基因能够在不同物种和不同种群中反复成为病毒选择作用下的突变热点；同时，抗性等位基因长期维持低频可能反映了宿主与病毒生态关系随时空变化，使持续选择压力不足以推动这些突变在种群中广泛扩散。总体而言，该研究揭示了gtnt-1功能缺失是两种隐杆线虫面对病毒感染时可重复发生的遗传适应路径，并为理解宿主-病原体相互作用中重复进化、等位基因多样性及生态条件对抗性变异维持的影响提供了直接证据。 原文信息：Repeated mutation of a GT92 glycosyltransferase gene confers antiviral resistance in two Caenorhabditis species. DOI：10.1093/molbev/msag208 关键词：C. briggsae, C. elegans, GT92 glycosyltransferase, Le Blanc virus, Orsay virus, Santeuil virus, Allelic heterogeneity, Repeated mutation, Viral resistance 线粒体复合体Ⅲ抑制通过氧化还原应激诱导秀丽隐杆线虫选择性多巴胺能神经毒性 Javier Huayta, Aliyah S Webster, Jay Jhaver, et al. 期刊：Redox Biology IF/JCR分区：16.2 研究利用秀丽线虫体内模型，系统探讨环境化学物暴露导致线粒体电子传递链复合体Ⅲ抑制后，是否能够引发选择性多巴胺能神经损伤及其具体机制。作者选用靶向复合体Ⅲ不同位点的农药抗霉素A（antimycin A）和吡唑醚菌酯（pyraclostrobin）进行发育期暴露，在未产生明显全身性毒性的剂量下，两种化合物均导致多巴胺能神经元发生显著退行性损伤，而其他神经元群体未表现出相同程度的损伤，表明复合体Ⅲ抑制具有明显的多巴胺能神经选择性。进一步研究发现，α-突触核蛋白表达以及PDR-1/PRKN缺失背景可加重神经损伤，其中pdr-1突变表现出更明显的增敏效应，而PINK-1/PINK1缺失并未产生同等程度的增强作用。复合体Ⅲ抑制后，多巴胺能神经元内氧化还原状态明显向氧化侧偏移，但ATP/ADP水平并未出现与神经退行相匹配的显著下降，且通过改善细胞能量状态并不能有效阻止神经损伤；相反，遗传或药理学手段降低线粒体ROS生成能够显著缓解神经退行，其中针对复合体Ⅲ特定位点超氧阴离子产生的干预尤其有效。作者利用定位于复合体Ⅲ的光遗传学ROS生成系统，在不使用化学抑制剂的情况下直接诱导该部位超氧阴离子产生，同样足以造成多巴胺能神经元损伤，该结果支持复合体Ⅲ局部氧化还原应激而非单纯能量耗竭是导致多巴胺能神经毒性的关键因素。该研究表明，环境相关的复合体Ⅲ抑制剂能够通过促进复合体Ⅲ位点的超氧阴离子生成，引发秀丽线虫选择性多巴胺能神经退行，为理解线粒体毒性与帕金森病相关多巴胺能神经损伤之间的联系提供了新的机制证据。 原文信息：Inhibition of mitochondrial complex III causes selective dopaminergic neurotoxicity by redox stress in Caenorhabditis elegans. DOI：10.1016/j.redox.2026.104351 关键词：Mitochondrial complex III, Dopaminergic neurotoxicity, Redox stress, Superoxide, Parkinson’s disease 综述：从人类到模式生物跨物种解析社交性及社交功能障碍 Marida Canonero, Wing Ki Chan, Noor Hassan, et al. 期刊：Neuroscience and Biobehavioral Reviews IF/JCR分区：8.5 综述从跨物种比较和转化研究的角度系统讨论社交性（sociability）的生物学基础及其异常机制，将社会行为拆分为社会线索感知、社会识别与记忆、动机与奖赏、情境整合以及行为输出等相对独立但相互关联的组成部分，并比较人类、非人灵长类、啮齿动物、绵羊、斑马鱼、蛙、果蝇、蜜蜂和秀丽线虫等不同模型在这些维度上的研究价值。文章以人类社会行为为参照，指出人类社交行为不仅包含进化上保守的感知、互动和社会奖赏过程，还涉及共情、心理理论等更高阶社会认知；同时以自闭症谱系障碍（autism spectrum disorder，ASD）为重要转化案例，强调社会功能障碍可能源于不同社会行为组成环节的异常，因此临床表型具有较强异质性。不同模式生物则分别提供了互补的实验优势：非人灵长类适用于研究社会注意、凝视、亲和、互惠和社会奖赏，啮齿动物能够结合遗传学和神经环路技术解析社会接近、识别、记忆、亲密关系及亲代行为，绵羊可用于研究个体识别、母子联结和群体凝聚，而斑马鱼和蛙适合解析脊椎动物社会行为的感觉与发育基础；在无脊椎动物中，果蝇、蜜蜂和秀丽线虫则凭借较高的遗传操作效率，为研究聚集、交流、社会组织及保守分子机制提供了重要工具。综述特别指出，没有任何单一模式生物能够完整重现人类复杂的社会性或某一类完整的临床社会功能障碍，因此动物模型中的行为表型不能简单等同于人类疾病表现，而应根据具体社会行为组成及其神经生物学机制进行解释；综合不同物种各自可实验研究的社会行为维度，有助于更准确地理解社交性的进化保守机制及其异常所涉及的生物学过程。 原文信息：From humans to model organisms: Translational insights into sociability and social dysfunction. DOI：10.1016/j.neubiorev.2026.106919 关键词：Autism spectrum disorder, Model organisms, Sociability, Social cognition 西湖大学曾安平、吴连锋团队：细菌LplA增强能量代谢并改善线虫与小鼠全生命周期健康 Yang Liu, Zhijuan Hu, Duo Duan, et al. 期刊：Science Advances IF/JCR分区：13.9 研究针对增强能量代谢是否必然增加氧化损伤并缩短寿命这一衰老生物学中的经典矛盾，利用来源于大肠杆菌的硫辛酸蛋白连接酶A（lipoic acid protein ligase A，LplA）作为一种异源代谢调控工具，在秀丽线虫和小鼠中增强线粒体脂酰化及能量代谢。在线虫中，作者构建线粒体靶向表达LplA（mitoLplA）的转基因品系，发现其能够提高丙酮酸脱氢酶（pyruvate dehydrogenase，PDH）、α-酮戊二酸脱氢酶（α-ketoglutarate dehydrogenase，OGDH）和支链酮酸脱氢酶（branched-chain ketoacid dehydrogenase，BCKDH）等脂酰化代谢酶的活性，从而促进糖酵解、三羧酸循环及支链氨基酸分解代谢，同时LplA自身具有过氧化氢酶活性，可降低代谢增强伴随的氧化应激；相应地，mitoLplA线虫表现出运动能力增强、自发荧光衰老标志物减少以及抗逆能力提高等健康获益，而且其最大寿命并未受到明显损害。年龄分层实验显示，这种代谢增强能够延缓部分年龄相关的功能衰退，但在高龄阶段部分获益减弱，表明持续增强代谢可能引发适应性反应。研究随后在小鼠中通过体内表达mitoLplA验证这一效应的跨物种保守性，发现LplA能够提高整体氧耗、二氧化碳产生和能量消耗，并改善运动表现、葡萄糖耐受、胰岛素敏感性以及脂质代谢，同时降低肝脏脂质积累，而体重并未发生显著改变；这些结果与肝脏代谢组和脂质组变化相一致。值得注意的是，小鼠的研究主要评价代谢和健康指标，长期寿命效应尚未得到验证，而线虫实验则表明增强能量代谢并未缩短最大寿命。该研究表明，通过LplA介导的线粒体脂酰化增强能量代谢，同时利用其降低氧化应激的特性，可以在不牺牲最大寿命的情况下改善多种生理功能和健康指标，为理解能量代谢、氧化还原稳态与健康衰老之间的关系提供了新的实验依据。 原文信息：A bacterial enzyme enhances both energy metabolism and health across the life span of C. elegans and mice. DOI：10.1126/sciadv.aef3262 关键词：：Lipoic acid protein ligase, Energy metabolism, Mitochondrial lipoylation, Healthspan, Oxidative stress 华东理工大学李剑、李晓康与海南大学石东磊团队：基于特异性捕获策略的乙醛近红外荧光探针开发及活体应用 Xicheng Wang, Haolan You, Yi Yang, et al. 期刊：ACS Sensors IF/JCR分区：10.9 研究针对现有乙醛（acetaldehyde，AA）检测方法通常具有侵入性，且难以从其他醛类中实现高选择性区分的问题（乙醛本身具有高度反应活性，可与DNA和蛋白质形成共价加合物），设计并开发了一种乙醛特异性荧光探针TZ11008。作者以2-氨基苯甲醛（2-aminobenzaldehyde）作为乙醛“捕获”识别单元，利用其与乙醛发生化学选择性喹啉环化反应，使原本受到光诱导电子转移（photoinduced electron transfer，PET）效应淬灭的荧光得到开启，从而实现对乙醛的选择性响应。该探针对乙醛具有良好的识别能力，可有效区别甲醛等其他活性醛，具有适用于生物成像的近红外发射、高灵敏度及良好生物相容性。研究进一步将TZ11008应用于活细胞、秀丽线虫和斑马鱼，实现了外源性及内源性乙醛的可视化检测；在线虫中，探针孵育约60 min后荧光信号达到稳定，在2%和5%乙醇处理条件下，线虫荧光强度随乙醇浓度升高而增强，表明该探针能够反映乙醇代谢过程中乙醛水平的动态变化。与此同时，作者利用TZ11008监测乙醇代谢过程中乙醛的生成，并进一步结合醛脱氢酶2（aldehyde dehydrogenase 2，ALDH2）的激活剂和抑制剂评价乙醛代谢调控，证明该探针可用于药理干预对乙醛水平影响的动态分析。该研究为生物系统中AA的特异性识别提供了一种基于“捕获”的策略，实现了复杂生物体系中乙醛的选择性、非侵入性检测，并为研究乙醇代谢及酒精相关疾病中的乙醛动态变化提供了新的分子工具。 原文信息：Development of an Acetaldehyde-Specific Fluorescent Probe: Strategy and Applications. DOI：10.1021/acssensors.6c02031 关键词：Acetaldehyde, Ethanol metabolism, Fluorescence imaging, Selective probe, Sensing system 槲皮素通过氧化还原稳态与免疫信号增强秀丽隐杆线虫抗铜绿假单胞菌感染能力 Boya Ouyang, Quanyong Wu, Zebin Zou, et al. 期刊：Phytomedicine IF/JCR分区：11.3 研究以铜绿假单胞菌UCBPP-PA14（PA14）感染的秀丽线虫为模型，系统探讨槲皮素（quercetin，Que）增强宿主抗感染能力的作用及其代谢与免疫机制。研究发现，槲皮素处理能够显著提高感染线虫的存活率，逆转感染导致的咽部泵动能力下降，维持肠道上皮屏障完整性，并减少PA14在肠道中的定殖。体外实验显示槲皮素对浮游菌生长影响有限，仅在低于最低抑菌浓度的条件下表现出一定的抗生物膜作用，因此其保护效应主要来源于宿主防御调节而非直接杀菌作用。代谢组学分析表明，槲皮素诱导了具有剂量依赖性的氧化还原代谢重塑，包括磷酸戊糖途径与谷胱甘肽代谢改变、NADP⁺水平升高以及GSH/GSSG和NADPH/NADP⁺比例变化，同时重新分配糖酵解代谢流，而总体葡萄糖水平并未发生相应改变，这表明槲皮素通过调节细胞还原力和中心碳代谢改善感染状态下的氧化还原稳态。在转录水平上，槲皮素抑制胰岛素/胰岛素样信号通路相关基因daf-2、age-1和pdk-1的表达，并促进daf-16以及免疫和应激相关因子sek-1、skn-1、lys-7和spp-1的表达，说明其能够将代谢状态变化与宿主免疫转录反应相联系。总体而言，该研究表明槲皮素并非主要依靠直接抑制PA14，而是通过一条此前未被认识的代谢-信号轴，调节磷酸戊糖-谷胱甘肽代谢、氧化还原状态及IIS相关免疫信号，改善肠道上皮稳态并增强线虫的抗菌防御能力。 原文信息：Quercetin Enhances Innate Immunity in Caenorhabditis elegans Against Pseudomonas aeruginosa via Redox Homeostasis and Immune Signaling. DOI：10.1016/j.phymed.2026.158723 关键词：Innate immunity, Pseudomonas aeruginosa, Quercetin, Redox homeostasis Science子刊：肌营养不良相关核纤层蛋白突变通过核仁-核糖体轴破坏细胞结构组织 Xiangyi Ding, Sweta Kumari, Ellen F Gregory, et al. 期刊：Science Advances IF/JCR分区：13.9 研究以Emery-Dreifuss型肌营养不良（Emery-Dreifuss muscular dystrophy，EDMD）相关核纤层蛋白突变为探索方向，利用秀丽线虫EDMD模型解析核纤层异常如何进一步传递至细胞质并造成广泛的细胞组织紊乱。作者发现，与野生型相比，疾病相关的突变线虫株lmn-1(R64P)和lmn-1(Y59C)不仅细胞核定位异常，其细胞质内大分子拥挤程度显著降低、分子扩散速率提高，并伴随内质网网络结构塌陷；这些表型与核糖体耗竭所产生的细胞组织缺陷高度相似。利用GEM（Genetically Encoded Multimeric）纳米颗粒进行活体纳米流变学分析，研究进一步将细胞质生物物理性质的改变与核糖体水平联系起来，并通过遗传互作实验表明，LMN-1与核糖体处于调控细胞质组织的共同遗传通路中。核纤层蛋白功能异常会降低核仁标志蛋白核仁纤维蛋白（fibrillarin，FIB-1）的水平，同时减少核糖体组分及核糖体丰度，说明核纤层缺陷首先影响核仁功能和核糖体发生，继而造成细胞质大分子拥挤下降以及内质网和细胞核空间组织异常；此外，单独缺失emr-1或lem-2影响有限，而同时削弱两者功能则能够复制lmn-1突变引起的细胞质拥挤异常，说明这种细胞组织缺陷也与EDMD相关的其他核膜蛋白异常有关。该研究表明，EDMD相关核纤层蛋白突变并非仅通过核力学或基因转录异常产生病理效应，而是能够通过影响核仁功能和核糖体发生，进一步改变细胞质大分子拥挤及细胞器组织，从而将核纤层缺陷与整个细胞尺度的生物物理和结构异常联系起来。 原文信息：Muscular dystrophy-associated lamin variants disrupt cellular organization through a nucleolar-ribosomal axis. DOI：10.1126/sciadv.aec9028 关键词：Laminopathy, Nucleolar function, Ribosome biogenesis, Cytoplasmic crowding, Cellular organization Cell子刊：肠道分泌蛋白的年龄动态揭示ACP7及细胞外酶参与秀丽隐杆线虫寿命调控 Jason W Miklas, Katharina Papsdorf, Eric D Sun, et al. 期刊：Cell Reports IF/JCR分区：7.7 研究针对衰老过程中肠道分泌组及细胞外蛋白的动态变化，利用定位于内质网的TurboID邻近标记技术结合定量蛋白质组学，对秀丽线虫肠道分泌通路中的蛋白进行系统性鉴定，并比较其在不同年龄阶段的丰度变化。研究获得了一批此前未被充分表征的肠道分泌蛋白，其中多个蛋白随年龄发生显著变化，且部分蛋白具有较高的进化保守性。作者进一步通过体内成像等实验验证候选蛋白确实能够沿分泌途径进入细胞外环境，从而证明该蛋白质组数据能够有效捕获肠道分泌组的年龄相关变化。功能研究重点鉴定了保守的分泌蛋白ACP7，发现其过表达能够以分泌依赖性方式延长线虫寿命，而生化分析进一步表明ACP7在细胞外环境中具有磷酸酶活性，说明细胞外酶促反应可能直接参与衰老和寿命调控；此外，研究还鉴定出其他位于分泌通路中的蛋白，包括与分泌囊泡相关的蛋白，其遗传或表达水平改变同样能够影响寿命。研究结果表明，肠道分泌组并非衰老过程中的被动变化，而可能通过细胞外蛋白及酶活性参与机体稳态维持和远距离组织间调控，其中ACP7等保守分泌蛋白尤其值得作为连接肠道功能、细胞外环境与寿命调节的候选因子进一步研究。总体而言，该研究通过体内邻近标记与定量蛋白质组学揭示了肠道分泌通路随年龄发生的系统性重塑，并提供了具有细胞外酶活性的分泌蛋白参与寿命调控的直接证据。 原文信息：An in vivo resource of age-regulated C. elegans intestinal secretory-pathway proteins highlights secreted enzymes associated with lifespan regulation. DOI：10.1016/j.celrep.2026.117902 关键词：Metabolism, Aging, Intestine, Lifespan, Phosphatase, Proximity Labeling, Quantitative Proteomics, Secreted Proteins, Secretome, Secretory Vesicle Science子刊：SpotMAX实现多维显微图像中荧光斑点的自动检测与定量分析 Francesco Padovani, Ivana Čavka, Ana Rita Rodrigues Neves, et al. 期刊：Science Advances IF/JCR分区：13.9 研究针对显微成像中荧光斑点的检测与定量通常依赖特定应用场景、难以充分利用三维及时间维度信息，并在低信噪比和高斑点密度条件下容易依赖人工标注的问题，开发了AI辅助的多维图像分析工具SpotMAX。该工具能够利用完整的多维成像信息，对2D至5D数据中的类球形荧光斑点进行自动检测、分割和定量，同时整合细胞分割与追踪功能，并允许将其他AI模型嵌入统一分析流程。在包含大量3D图像的数据集上，SpotMAX的检测性能达到或超过现有主流方法，在部分情况下与专业人工标注结果相当或更优，尤其能够处理低信噪比、高斑点密度以及相互接触的斑点。定量分析方面，软件不仅能够获得斑点的数量、位置和荧光强度等基本参数，还可通过SpotFIT对高密度斑点进行多重3D高斯函数拟合，从而进一步计算斑点尺寸、峰值、背景及积分强度等特征。作者随后将SpotMAX应用于多个不同生物学问题，包括秀丽线虫减数分裂交换事件的检测、酿酒酵母线粒体DNA动态分析以及小鼠干细胞端粒长度测定，证明该工具能够适应不同物种、不同成像模式和不同类型的亚细胞荧光结构，并从复杂显微数据中获得具有生物学意义的定量信息。总体而言，SpotMAX将多维图像信息、自动斑点检测、细胞分割追踪和AI模型整合于同一分析流程，为复杂荧光显微数据中的斑点识别和定量提供了具有较强通用性的自动化解决方案。 原文信息：SpotMAX: A generalist framework for multidimensional automatic spot detection and quantification. DOI：10.1126/sciadv.adw3811 关键词：Spot detection, Microscopy image analysis, Artificial intelligence, Quantitative imaging, 3D fluorescence imaging 撰稿：陈岚彬 审核：卞文印 编辑：蔡晨星 关注“上源生科”了解更多
