一种利用果蝇筛选药物的给药装置及给药方法与流程

本发明的属于药物筛选领域，具体地，涉及一种利用果蝇筛选药物的给药装置及给药方法。

背景技术：

黑腹果蝇(drosophilamelanogaster)是生物学研究中最重要的模式生物之一，早在20世纪初，morgan就选择黑腹果蝇作为研究对象，至今已经有100多年的研究历史。国内外众多实验室都用果蝇从事遗传发育生物学方面的工作，因为它具有其他动物无法比拟的优势，除了体积小、寿命短、饲养简便、成本低廉、世代周期短、繁殖力强、子代数量多、存在大量便于遗传操作的表型标记、基因冗余度小，重要的是超过70％的人类疾病相关基因都可在果蝇体内找到相应的同源基因，并且果蝇与人类的信号通路存在高度的保守性，越来越多的果蝇模型被用来研究人类疾病。

用果蝇进行疾病的药物筛选可以更好地降低研发成本，易于管理，适合大规模药物筛选。然而，药物筛选平台和分析方法的建立还不够完善，我们亟需建立更加高效、简单、方便，能够应用于大规模药物筛选的技术。目前，国内外用果蝇进行大规模药物筛选主要方式是采用96孔板，将药物溶解在dmso中，加入酵母固体食物进行给药，该方法虽然具有很大的筛选价值，但也存在很多不足，例如极大受制于药物在食物中的稳定性和溶解度，换药繁琐，单孔筛查动物数目有限等。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，发明人经过大量的创造性劳动，从给药载体、给药装置、给药方法等多层面进行研究，最终设计中一种更加简单、高效、实用、安全、成本低廉的给药方式，从而完成本发明。

本发明的一方面提供一种用于利用果蝇筛选候选药物的给药装置，包括上部带有开口的容器1、可盖合在开口上的盖体2、容器3以及u型毛细管4，u型毛细管4一端穿透盖体2伸入容器1中，另一端伸入容器3中，其中，所述容器3中可装有一定量含有候选药物的液体食物。

在本发明中，所述容器1可以由任意材料制成，形状包括但不限于瓶状、筒状、盒状。

在本发明的中，所述盖体2由也可由任意材料制成，只要能盖合容器1的开口即可。包括但不限于磨砂玻璃、橡胶、海绵体等。当盖体2是硬质材料制成时，需要制备开口，以使毛细管4能够伸入到容器1中；当盖体2是软质材料如海绵体制成时，可以不用预留开口，毛细管4可以借助外力穿透盖体2。

在本发明的中，u型毛细管的材料也可由任意材料制成，例如玻璃、不锈钢等金属。

在本发明的一些实施方案中，所述u型毛细管为玻璃管，外径为1mm，内径为0.8mm，长约15cm，酒精灯过火产生u型，亦可以经厂家定制类似规格。也可以根据筛选药物数量多少，在同一容器内放置1-5个u型玻璃管。

在本发明的一些实施方案中，所述u型毛细管4所连接的塑料管内约含200μl包含候选药物的液体食物，大约可供20只果蝇喂食7-10天左右。7-10天后，只需添加新的液体食物，不需要拆卸装置。

在本发明的一些实施方案中，所述容器1的底部含有低浓度琼脂。

本发明的第二方面提供一种利用果蝇筛选药物的给药方法，包括以下步骤：

(1)制备果蝇液体食物；

(2)将候选药物与植物胶碾磨混匀后溶于果蝇液体食物中。

在本发明的一些具体实施方案中，所述液体食物中含有食用色素，例如食用色素亮蓝(cas:3844459)。

在本发明的另一些具体实施方案中，所述液体食物中食用色素的含量为1％。

在本发明的一些实施方案中，所述植物胶选自阿拉伯胶、桃胶、果胶、杏胶、海藻酸中的至少一种。

在本发明的一个具体实施方案中，所述植物胶为阿拉伯胶。

在本发明的一些实施方案中，进一步包括利用本发明第一方面所述的给药装置进行给药的步骤：

将一定数量的果蝇麻醉后转移至容器1中，并利用盖体2盖合好；

将所述含有候选药物的液体食物转移至容器3中，

将u型毛细管4的一端穿透盖体2伸入容器1中，另一端伸入容器3中的含有候选药物的液体食物中；

将给药装置放入温度为25℃，湿度为60％，12h/12h明暗循环的培养箱中进行培养。

本发明的第三方面提供一种含有利用果蝇筛选的候选药物的果蝇液体食物，其特征在于，所述其是将所述候选药物与植物胶碾磨混匀后溶于果蝇液体食物中制成的。

植物胶包裹药物是基于利用两种聚合物在不同ph时，电荷的变化(生成相反的电荷)引起相分离-凝聚，又称作复凝聚法。如用植物胶(带负电荷)和明胶(ph在等电点以上带负电荷，在等电点以下带正电荷)作囊材，药物先与阿拉伯胶或明胶相混合，制成混悬液或乳剂，使药物被包裹。

在本发明的一些实施方案中，所述植物胶选自阿拉伯胶、桃胶、果胶、杏胶、海藻酸中的至少一种。

在本发明的一个具体实施方案中，所述植物胶为阿拉伯胶。

在本发明的一些实施方案中，所述液体食物可以是已知配方的常用的供果蝇生长的液体食物。

在本发明的一些具体实施方案中，所述液体食物中含有食用色素用作食物摄取指示剂，例如食用色素亮蓝(cas:3844459)。

本发明的有益效果

本发明的给药装置相对于现有技术，取得了以下有益效果：

一、结合cafe(capillaryfeederassay)(ja,w.w.,g.b.carvalho,e.m.mak,n.n.delarosa,a.y.fang,j.c.liong,t.brummel,ands.benzer.2007.'prandiologyofdrosophilaandthecafeassay',procnatlacadsciusa,104:8253-56.通过引用全文并入此处)技术，即毛细管给药，给药微量、经济，能够更好地减少药物的用量和换药次数，也可以量化果蝇摄入的食物药物剂量。

二、发明人对现有的cafe技术进行了改进，结构简单、使用方便、易于操作，成本低廉，可以用来研究食物药物的消耗、能量代谢、摄食行为等诸多方面；同时换药操作方便，耗时短，可以高通量进行筛选。

三、装置底部铺有低浓度琼脂，能够维持管内足够的湿度，不需要额外保湿装置。

本发明给药方法是一种全新的给药方法，相对于现有技术，取得了以下有益效果：

一、用阿拉伯胶包裹药物，极大的解决了药物溶解度和稳定性的问题，拓展了可供筛选药物范围，避免了有机溶剂对果蝇的毒性，阿拉伯胶具有缓释性、生物相容性、生物可降解性、显著的无毒特性、价格低廉，是一种天然多糖，已被广泛用于食品产业和医药行业作为制囊剂。

二、采用营养成分和含量确定的液体食物代替酵母固体食物，能满足果蝇生长发育所需的营养，保证了食物的稳定性，同时适用于长期培养。

三、该方法将药物置于能满足果蝇发育的液体食物中，可以用于常见疾病模型的药物筛选，例如肿瘤，肥胖以及其它慢性疾病，如衰老和神经退化性疾病等，为这些疾病的药物研究提供了必要的技术支持。

四、解决了目前给药方法的弊端，提高给药效率。

附图说明

图1示出了本发明的给药装置示意图。

图2示出了本发明的给药装置的使用示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。

实施例

以下例子在此用于示范本发明的优选实施方案。本领域内的技术人员会明白，下述例子中披露的技术代表发明人发现的可以用于实施本发明的技术，因此可以视为实施本发明的优选方案。但是本领域内的技术人员根据本说明书应该明白，这里所公开的特定实施例可以做很多修改，仍然能得到相同的或者类似的结果，而非背离本发明的精神或范围。

除非另有定义，所有在此使用的技术和科学的术语，和本发明所属领域内的技术人员所通常理解的意思相同，在此公开引用及他们引用的材料都将以引用的方式被并入。

那些本领域内的技术人员将意识到或者通过常规试验就能了解许多这里所描述的发明的特定实施方案的许多等同技术。这些等同将被包含在权利要求书中。

实施例1利用果蝇筛选药物的给药装置

本实例提供一种用于利用果蝇筛选候选药物的给药装置，如附图1所示，该装置包括上部带有开口的容器1、可盖合在开口上的盖体2、容器3以及u型毛细管4，u型毛细管4一端穿透盖体2伸入容器1中，另一端伸入容器3中。其中，容器1为50ml塑料管，盖体2是海绵塞，容器3为塑料离心管。

使用时(图2)，容器1底部有低浓度琼脂，然后放入适量果蝇，容器3中装有含有候选药物的液体食物，毛细管通过虹吸作用将容器1和容器3构成连通器，从而可以给容器1中的果蝇进行给药，可做到持续不间断给药。当药物消耗完时，仅需要在容器3中补充含有候选药物的液体食物即可。

实施例2实施例1给药装置的利用

试剂：液体食物(具体参考preparationofaholidicmediumfordrosophilamelanogaster文章所描述(piper,m.d.,e.blanc,r.leitao-goncalves,m.yang,x.he,n.j.linford,m.p.hoddinott,c.hopfen,g.a.soultoukis,c.niemeyer,f.kerr,s.d.pletcher,c.ribeiro,andl.partridge.2014.'aholidicmediumfordrosophilamelanogaster',natmethods,11:100-05.通过引用全文并入此处)、食用色素(色素亮蓝(cas:3844459)、琼脂(a800729；麦克林试剂公司)

(1)组装发明装置：在50ml的塑料管中加入2ml2％的琼脂溶液，待其凝固，塞上软质海绵塞；

(2)配制营养成分和含量确定的果蝇液体食物，加入1％的食用色素(用于指示果蝇体内药物摄取量)，混合均匀；

(3)将药物与阿拉伯胶用微型碾磨棒碾磨混匀，加入液体食物，搅拌，形成质地均一的悬浮液，避光保存于塑料离心管内；

(4)麻醉一定数量的实验果蝇(约10-30只)，转移至(1)中准备好的塑料瓶中，待其复苏；

(5)约1分钟后将(3)中的含药液体食物的塑料离心管连接u型玻璃毛细管，微量玻璃毛细管另一端从培养塑料瓶的软质海绵塞上穿过；u型毛细管为玻璃管，外径为1mm，内径为0.8mm，长约15cm，酒精灯过火产生u型。

(6)将上述装置放入温度为25℃，湿度为60％，12h/12h明暗循环的培养箱中进行培养，并间隔7天左右换药。

实施例3实例验证

以下以果蝇肠道肿瘤模型为例，用该发明筛选抗肿瘤药物，验证了该发明具有可行性和实际应用价值，具体操作如下：

(1)肠癌果蝇模型建立：hsflp；frt40a,tubgal80；tubgal4,uasgfp/tm3♀xfrt40a,lgl^-/-,uasras^v12/cyo；tm3/tm6b♂子代f1作为研究对象；

(2)将f1果蝇37℃水浴热激1小时后，放入温度为25℃，湿度为60％，12h/12h明暗循环的的培养箱中培养15d；

(3)通过体式明场显微镜结合体视荧光显微镜，挑选出平翅、红眼、gfp表达的雌性果蝇，采用实施例2的方法进行药物筛选，15只/管，并用抗肿瘤药物甲氨蝶呤(400μm)作为阳性对照，给药5d；

(4)解剖果蝇肠道，在荧光显微镜下观察，通过比较gfp阳性肿瘤干细胞克隆数目和大小，量化筛选药物；

结果表明，甲氨蝶呤确实能够有效地抑制肿瘤，肿瘤明显缩小，验证了给药装置和给药方法的实际应用价值。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。