秀丽隐杆线虫在食品营养评价中的应用

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在生物模型中，秀丽隐杆线虫是一种易于观察和培养的生物，具有明确的遗传背景和高度保守的信号通路。天然产物中含有多酚类、多糖、多肽、维生素等多种活性成分，具有极高的生理功能和药用价值。运用秀丽隐杆线虫模型评价天然产物活性成分的营养和功能特性具有较高的可靠性。对此，福建农林大学食品科学学院曾峰老师团队对近年来秀丽隐杆线虫作为生物模型应用于天然产物中活性成分抗衰老、抗氧化、调节脂质代谢、防治阿尔兹海默症等功能特性评价进行了综述，并对其可能的信号通路进行了总结，文章发表在了eFood杂志上。

秀丽隐杆线虫（C. elegans）是一种多细胞无脊椎动物，体长约1 mm，长时间生活在土壤中。它们通常以可食用细菌维持生命，对自然环境和人体无害。自20世纪60年代Sydney Brenner选择秀丽隐杆线虫作为实验动物开始，对秀丽隐杆线虫的研究越来越广泛。它虽小，却有完整的消化和生殖系统，以便人们观察和研究。同时，通过实验室培养、产量测定、系统分类、种群与群落、生态特征等方法完成了线虫的基因组测序。与其他常见的生物模型相比，秀丽隐杆线虫在室温下的寿命约为2-3周，繁殖能力极强，这意味着研究的时间和成本都有所降低。线虫模型不仅价格远低于小鼠和大鼠模型，而且流动性也弱于果蝇，这意味着它是一种理想的模型。同时，因为它们可以被冷冻和无限期地储存意味着野生型和突变型秀丽隐杆线虫菌株在保存过程中不会产生基因突变。在对活性物质和药物进行毒理学评价实验时，线虫收集的结果是可靠的，因为线虫与人类的基因同源性高达60%-80%。因此，与其他生物模型相比，秀丽隐杆线虫在评价天然产物中活性物质的营养价值方面表现出了独特的优势。

TABLE 1 Anti-aging and anti-oxidant activities in active substances of natural products in C. elegans.

↑ means that the level has increased; ↓means the level has decreased.

TABLE 2 The regulation ability of lipid metabolism (Lose weight and inhibit fat accumulation) in active substances of natural products in C. elegans.

↑ means that the level has increased; ↓means the level has decreased.

1998年对秀丽隐杆线虫基因组测序完成后，发现已知存在于人体的17种信号转导途径中有12种也存在于秀丽隐杆线虫中。同时研究发现，在这些通路中，胰岛素通路、MAPK通路和TGF-β通路与人类衰老、糖尿病、脂代谢障碍、炎症和生殖系统疾病的关系最为密切，这些信号通路的异常可直接或间接导致疾病的发生。因此通过探究秀丽隐杆线虫基因转录水平的变化能够阐明天然产物中活性物质在改善机体健康方面的分子机制。

TABLE 3 The active ingredients from natural products regulate the genetic changes of various diseases in C. elegans.

↑ means that the gene expression has been up-regulated; ↓ means that the gene expression has been down-regulated.

毫无疑问，秀丽隐杆线虫是研究食物营养的一个极其可靠的模型。这为未来功能性食品辅助药物治疗疾病提供了新的思路，本综述有助于进一步考虑选择秀丽隐杆线虫模型来研究天然产物活性物质的营养价值和生理功能。

但目前仍有一部分问题需要界定和探讨，例如抗氧化与抗衰老评价指标的分界线仍需进一步划分。与其他生物模型相比，秀丽隐杆线虫的营养学评价体系仍需要健全。在具体信号通路的研究中，除了IIS信号通路和MAPK信号通路外，仍需要探究其他的信号通路，寻找主导信号通路及相关信号因子。

原文链接https://doi.org/10.1002/efd2.68

作者简介

曾峰，博士，讲师，硕士生导师，福建省高层次人才（C类）。现兼任海西工业技术研究院农产品加工与食品安全工程技术中心副主任、福建省健康工程学会副秘书长/理事、福建省微生物学会微生物组与益生菌专业委员会委员、营养与功能性食品社会服务团队主要成员。主持《食品微生物检验学》福建省线下一流课程及校课程思政示范课程，主要从事食药用菌与海洋生物资源的精深加工、功能性食品与分子营养学、碳水化合物化学与营养等研究工作，主持或参与国家自然科学基金重点项目、国家“十三五”海洋经济创新发展项目、中国博士后科学基金、福建省自然科学基金、江西省重点研发计划等国家、省、市厅级科研项目15项。在Food Hydrocolloid、Food Chemistry、Carbohydrate Polymers、Food & Function、International Journal of Biological Macromolecules、食品科学、食品工业科技等国内外学术期刊发表论文60多篇，申请发明专利10多项。