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模式生物果蝇在中药活性评价及其治疗功效表征中的应用与展望

果蝇作为生命科学领域中重要的模式生物，被广泛用于人类疾病的研究，这

些研究促进了对病理生理活动中相关蛋白分子表达和信号通路的理解，同时，也

建立了诸多具有丰富遗传特征的果蝇品系。人们发现，这些果蝇品系作为一类新

兴人类疾病模型，可以被应用于活性评价及药物筛选。中药活性评价技术与方法

的匮乏是制约中医药发展的瓶颈问题之一。果蝇因其繁殖迅速、生命周期短、整

体作用、品系丰富、与人类高度相关等特点，尤其适用于成分复杂的中药的活性

评价与筛选。该文就近年来利用果蝇进行的衰老、神经退行性疾病、代谢紊乱及

糖尿病、睡眠障碍、肠道免疫、生殖、肿瘤、心脏功能等疾病模型的研究及药物

活性评价的研究进展进行了综述。

标签：

果蝇；模式生物；抗衰老；神经退行性疾病；代谢紊乱；睡眠障碍；肠道免

疫

果蝇是生物学与基础医学研究领域中极为重要的模式生物。果蝇的全基因组

测序已于21世纪初基本完成，近75%的人类疾病基因在果蝇中有相对应的直系

同源物。同时，果蝇携带许多便于遗传操作的表型标记、分子标记或其他特性的

特征染色体。基于清晰的遗传背景和便捷的遗传操作，果蝇在发育生物学、生物

化学、分子生物学、神经科学等领域逐渐得到了广泛的应用。

果蝇具有繁殖速度快，生命周期短，生理结构简单，繁殖量大，培养费用较

低等特点，且与哺乳动物在生理学、生物学和神经系统机能等方面比较相似。果

蝇每12～16周完成1个世代，1对果蝇可产400～500只卵，染色体仅有4对（容

易改造）。在一个较短的生命周期内（25℃左右，8～12d），果蝇的发育经历胚胎、

幼虫、蛹和成蝇期4个阶段，每个阶段都可被应用于不同目的的实验研究。胚胎

通常用于基础发育研究，以检测从神经元发育到整个发育模型的正确形成。幼虫

通常被用于研究一些生理过程以及觅食行为。蛹可用于研究某些特定的发育过

程。果蝇成虫大脑内约有10万多个神经细胞，可形成复杂的神经回路和神经纤

维网，借此调节各种行为，如飞行、打斗、梳理、觅食、学习和记忆、睡觉和昼

夜节律等。因此，许多作用于哺乳动物中枢神经系统的药物被证实能在果蝇的大

脑内发挥同样的作用。近年来，果蝇作为新兴整体动物模型，通过转基因技术、

基因定点敲除等有效的基因组操作，逐渐被应用于药物活性的评价以及先导化合

物的高通量筛选，不仅缩短了研究周期，也降低了科研成本。中药，因其对人类

健康的巨大贡献，日益受到国内外研究者的重视。但中药及方剂成分复杂，适宜

的活性评价手段的缺乏仍是制约中医药研究的瓶颈问题。模式生物果蝇因具有上

述特点，并可观察药物的整体作用，尤其适用于中药复方、单味中药及其成分的

活性评价与筛选。

1果蝇在药物活性评价中的应用

1.1果蝇在抗衰老药物研究中的应用

果蝇作为一种真核多细胞生物，因其寿命短、繁殖力强，且其代谢、生理状

况和生长发育等也同哺乳动物基本相似，是研究寿命及抗衰老药物的理想模型。

影响衰老的因素很多，如遗传、环境、代谢等，影响衰老的信号通路如胰岛素信

号通路（IIS）、雷帕霉素标靶（TOR）信号通路等也被证实在果蝇衰老中发挥重

要作用。饮食限制、热量限制以及自由基清除剂均被证实具有抗衰老作用。与人

工合成的抗氧化剂相比，一些中药经研究发现不仅具有较高的抗氧化活性，同时

具有毒副作用较小的特点。果蝇寿命实验表明，中药复方如地黄饮子、参七片、

乌杞胶囊及何首乌、当归、黄芪、丹参等7味药组成的补血复方确有延年益寿的

功效。香椿子、六味地黄生物制剂正丁醇提取物、山楂醇提物通过抗氧化机制发

挥延缓衰老作用。中药中的多糖类成分能不同程度延长果蝇寿命，如补益类中药

党参、短柄五加、长山药、北五味子等，这一共性特征将有利于进一步探究补益

类中药延缓衰老作用的物质基础。小分子多酚类物质白藜芦醇，可激活长寿基因

SIRT1，进而影响下游因子及其信号通路的表达，发挥抗氧化、抗自由基、免疫

调节、抗炎、神经保护等作用，多方面协同产生延缓衰老的作用。王沂等从厚朴

中分离提纯厚朴酚，发现厚朴酚具有较强的过氧化物和羟基自由基清除能力，对

果蝇细胞的生理及生化代谢过程起到保护作用，延缓细胞衰老，从而使果蝇寿命

延长。

尽管许多中药通过果蝇寿命实验证实其抗衰老作用，但研究结果多数局限于

对果蝇体内少数与自由基氧化相关的指标及给药组存活数的测定，而未能深入探

讨果蝇寿命延长的分子机制。戴秋萍等利用基因芯片表达技术研究番茄红素对果

蠅寿命的影响，初步发现涉及信号传递、