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线虫可以在完全降解后重建肌肉和神经元

2019-03-29 09:24:53 • 来源：

科学家们可以从一种主要的大豆害虫中了解人类神经退行性疾病?这不是一个棘手的问题;答案在于大豆胞囊线虫，已知两类微观蛔虫中的一种已经失去，然后在其生命周期中重新获得活动。伊利诺伊大学的一项新研究解释了它的工作原理。

线虫可以在完全降解后重建肌肉和神经元

“这是一种基本上经历神经变性的动物，包括几乎完全的肌肉萎缩，然后能够在以后的发育中逆转它。从人类健康的角度来看，我对这可能存在的可能性感到兴奋，”助手Nathan Schroeder说道。伊利诺伊大学作物科学系教授和新研究的通讯作者。

施罗德和他的研究小组采取了基本步骤，准确记录了雄性和雌性大豆胞囊线虫在幼年喂养阶段的肌肉和神经元如何退化。随着线虫进入成年期，雄性再次变得活跃，在土壤中蠕动以寻找雌性伴侣。所以研究人员也描述了这一点。

施罗德说：“在失去活动能力的过程中，肌肉会收缩并远离角质层或外骨骼。这就是为什么它们会变得瘫痪的原因。”“这在以前是不知道的。我们问道，'只是他们一旦开始喂食就不需要移动吗?或者是否有结构性变化?'”

除了肌肉萎缩外，研究人员还记录了神经元的退化和GABA的显着减少，GABA是一种重要的神经递质，两者都与大豆胞囊线虫的肌肉活动有关。但随着雄性开始进入成年期，他们的GABA水平飙升。从那里，肌肉和相关的神经元开始重建。

将这些发现应用于人类神经退行性疾病可能还有很长的路要走，但这项研究可以为大豆病虫害管理带来重要的实际成果。大豆胞囊线虫是美国和世界上最严重的大豆害虫之一，每年造成超过10亿美元的产量损失。利用这种机制，这似乎是大豆囊肿和根结线虫独有的，这项研究的另一个发现，对大豆产业来说可能是个好消息。

“目前的控制策略是基于大豆的抗性。然而，在过去的30年中，相同的抗性来源已被使用，并且线虫正在围绕它发展，”施罗德说。“但现在我们知道男性如何能够重建他们的肌肉系统，我们希望我们能够弄清楚如何阻止它的发展。”

研究人员建议开发一种控制策略，该策略将靶向大豆胞囊线虫中的GABA结合受体，因为该化学物质似乎开始了雄性的肌肉恢复过程。由于GABA受体在动物中不同，因此必须特别为大豆胞囊线虫配制化学控制剂。保持雄性不会重建肌肉会阻止它们前往并使久坐不动的雌性受精，从而对整个人群进行消毒。

大豆胞囊线虫的流动性的丧失和随后的恢复多年来一直是个谜。现在他已经解决了这个问题，施罗德希望其他人能够将这些生物的潜力视为重要的研究动物。

“它们可能很小，但它们是动物，它们是复杂的生物，”他说。“让我们不要只考虑传统的模式生物，即小鼠，在那里你可以在实验室中模拟神经变性。相反，我们可以研究为了解决和逆转神经变性而进行的进化。”

文章“久坐不动的植物 - 寄生线虫H.甘氨酸中的不动性与神经肌肉组织的重塑有关”发表在PLOS病原体中。作者包括来自伊利诺伊大学的Ziduan Han，Sita Thapa，Ursula Reuter-Carlson，Hannah Reed，Michael Gates，Kris Lambert和Nathan Schroeder。该研究由美国国立卫生研究院(R01GM111566至NES)和美国农业部国家食品与农业研究所(ILLU-802-934至NES)资助。

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