《Ageing Research Reviews》:The turquoise killifish (
Nothobranchius furzeri) as emerging ageing model: Systematic review and comparison with zebrafish, medaka and Fugu
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蓝绿鲑作为新型脊椎动物年龄模型,具有短寿命(约3个月)、低成本和人类疾病高相似性优势,其年龄相关表型与哺乳动物模型高度一致。但存在基因数据库不完善、遗传背景不明、衰老机制未阐明及标准化养殖困难等问题。系统综述分析发现其分子生物学和表观遗传学机制研究具有潜力,尤其在昼夜节律调控和细胞信号通路(如Notch通路)方面。
陈莉|斯万特·温伯格|孙成曦|赫尔吉·B·肖特
山东大学第二齐鲁医院临床实验室,中国山东济南
摘要
选择最合适的模式生物对于研究衰老及相关疾病至关重要。虽然脊椎动物衰老模型由于其生物学复杂性和与人类的相关性而具有宝贵的研究价值,但它们固有的寿命限制和高成本显著限制了它们的实验实用性。绿松石鳉鱼(Nothobranchius furzeri,N. furzeri)是一种相对较新的动物模型,在脊椎动物模型中寿命最短。我们根据Prisma指南对有关N. furzeri的文献进行了系统回顾。我们在PubMed和Scopus数据库中搜索,截至2024年12月,找到了79篇符合纳入标准的关于N. furzeri衰老研究的文章,并由两位独立审稿人筛选和评估了所有研究。我们发现N. furzeri的衰老表型与其他动物模型高度一致。我们筛选并纳入了关于衰老机制的文献,并将分析重点放在与分子生物学和表观遗传学相关的研究结果上。与其他鱼类模型(如斑马鱼、青鳉和河豚)相比,N. furzeri在衰老研究方面具有几个优势,主要是因为其较短的寿命,这从生理和遗传角度提供了独特的见解。然而,也必须考虑几个限制因素。目前的N. furzeri基因数据库仍然不完整,该物种的遗传背景尚未完全了解。此外,N. furzeri快速衰老的机制尚未完全阐明。N. furzeri的实验室繁殖也缺乏标准化流程,与其他鱼类物种相比更具挑战性。这些因素可能会在短期内限制N. furzeri作为衰老模型的广泛采用。尽管如此,N. furzeri仍然是一个新颖、成本效益高且快速的研究衰老相关疾病和机制的模型。
部分摘录
背景
模型系统在衰老研究中至关重要,它们使得能够进行衰老机制的研究、发现治疗干预措施,并将其转化为临床应用。衰老是一个多方面的生物过程,涉及逐渐和系统的功能衰退,包括新陈代谢、运动能力、繁殖能力、免疫力和神经完整性的下降(Melo Dos Santos等人,2024年;López-Otín等人,2023年;Wang等人,2024年)。为了研究衰老机制,研究人员
目的
本系统回顾旨在总结与衰老机制相关的研究,特别关注这些研究中使用的方法,并探讨快速衰老的N. furzeri作为研究衰老机制的新动物模型的潜力。
研究来源和搜索策略
本系统回顾遵循2020年系统回顾和荟萃分析优先报告项目(PRISMA)清单进行。从2003年11月到2024年12月,我们用英文进行了系统文献搜索。在这些数据库中,我们使用关键词Nothobranchius furzeri或绿松石鳉鱼在标题或摘要中进行搜索。选择用于本系统回顾的文章分为不同阶段进行
相关已发表研究的识别
在我们的系统文献搜索中,从PubMed中识别出291篇研究,从Scopus中识别出493篇研究。经过初步筛选后,排除了262篇重复文章。另外还有264篇研究被排除,因为它们不是原创研究文章,例如书籍章节。这留下了258篇全文文章进行进一步评估。由于我们的系统回顾专注于N. furzeri的衰老机制,我们排除了117篇未研究该物种衰老的文章和47篇
细胞信号通路
在衰老过程中,基因组、转录组和表观遗传学的变化与信号通路的调控密切相关。六项研究从N. furzeri细胞信号通路变化的角度解释了衰老机制。Notch信号通路的主要配体和受体,特别是notch1a,表现出随年龄下降的调节,显示出与年龄的负相关(Bagnoli和Terzibasi Tozzini,2021年)。与哺乳动物相比,
染色体和线粒体功能
染色体和代谢水平上的关键机制在塑造衰老表型和决定总体寿命方面起着关键作用。N. furzeri的衰老器官和组织
衰老不可避免地导致组织和功能的衰退以及与年龄相关的疾病的发展。八项使用N. furzeri作为模型的研究探讨了器官和组织层面的衰老机制。其中,四项研究关注组织退化,强调了结构和功能的恶化,而四项研究则调查了与年龄相关的疾病的发病机制,提供了与衰老相关的病理变化的见解。
昼夜节律的影响
昼夜节律与衰老过程密切相关,正常的节律性有助于维持生理稳定性和修复,而长期的节律紊乱会加速衰老并增加疾病易感性。三项研究调查了昼夜节律改变对N. furzeri衰老的影响。一项研究调查了改变光照时间表对N. furzeri的影响,发现昼夜节律不同步会导致休息-活动节律受损和生物钟的变化讨论
N. furzeri的独特生物学特征使其成为生物学和医学研究的重要动物模型。N. furzeri的胚胎经历三个阶段的滞育,这突显了它们在研究脊椎动物滞育方面的实用性。N. furzeri孵化后的快速发育,特别是其迅速达到性成熟,使其成为进化生物学和发育生物学中的宝贵资源。孵化后大约三个月,
作者贡献
所有作者对所报告的工作都做出了重要贡献,包括概念构思、研究设计、执行、数据收集、分析和解释;参与了文章的起草、修订或批判性审查;同意发表的版本;并负责工作的所有方面。
资助
本工作得到了中国博士后科学基金会博士后奖学金计划(GZC20240925)、山东省自然科学基金(ZR2020QH287,ZR2024QH577)和江苏省自然科学基金(BK20250416)的支持。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所报告工作的财务利益或个人关系。陈莉报告称获得了中国博士后科学基金会的博士后奖学金计划的支持。陈莉报告称获得了山东省自然科学基金的支持。陈莉报告称获得了江苏省自然科学基金的支持