叶酸拮抗剂甲氨喋呤导致斑马鱼心脏发育异常及BMP2b HAS2表达下调

目的：该研究利用叶酸拮抗剂甲氨喋呤（MTX）构建叶酸生物学活性受抑制的斑马鱼模型后，观察叶酸生物学活性受抑后对斑马鱼心脏发育的干扰作用以及对斑马鱼心脏发育相关基因BMP2b及HAS2表达的影响。 方法：用不同浓度的MTX处理不同发育时段的斑马鱼胚胎，于48 hpf（hours post fertilization）观察胚胎心脏发育情况并计数各组心脏发育异常个体的百分比及心率，评定MTX 对斑马鱼心脏发育的影响程度。用1.5×10-3 M的MTX处理6~10 hpf 发育时段的斑马鱼胚胎作为MTX处理组。于24 hpf及48 hpf 在显微镜下观察MTX处理组斑马鱼胚胎心脏发育情况。借助胚胎整体原位杂交和Real-time PCR 的方法检测BMP2b和HAS2在正常对照组及MTX处理组胚胎的表达水平。结果：胚胎早期发育阶段6~12hpf是斑马鱼胚胎对MTX的敏感时期。显微镜下观察结果显示MTX处理组斑马鱼心脏发育延迟，并有心脏形态发育明显异常。胚胎整体原位杂交结果显示MTX处理组斑马鱼心脏发育相关基因BMP2b及HAS2在心脏的表达于36 hpf及48 hpf下调。Real-time PCR 结果显示MTX处理组斑马鱼BMP2b的相对表达量在12，24，36及48 hpf减少，HAS2的相对表达量在24，36及48 hpf减少。结论：叶酸生物学活性受抑对早期胚胎的心脏发育影响较大，可导致斑马鱼心脏发育延迟及心脏形态异常，并下调斑马鱼心脏发育相关基因BMP2b及HAS2的表达，这可能是叶酸生物学活性受抑后导致心脏发育异常的机制之一。［中国当代儿科杂志，2007，9（2）：159-163］     

二氢叶酸还原酶基因在斑马鱼神经系统发育过程中的作用

目的为探明藏酋猴创伤所致多器官功能衰竭的致病机理。方法对一例实验藏酋猴因创伤所致多器官功能衰竭的病例进行了系统的病理学观察。结果藏酋猴的剖检病变主要表现为肝脏肿大,肺萎缩,头部皮下组织大面积出血、坏死,腋下淋巴结、肠系膜淋巴结水肿。病理组织学表现为全身各组织器官不同程度的水肿、变性、坏死,尤以心、肺、肝、肾、肠和脑的病变较为明显。结论颅外组织损伤易导致多器官功能衰竭。     

叶酸缺乏对斑马鱼背主动脉发育的影响

目的 观察叶酸缺乏斑马鱼胚胎的背主动脉(DA)发育情况,初步探讨叶酸缺乏后胚胎DA发育异常的机理.方法 采用将二氢叶酸还原酶(DHFR)功能阻断的方法构建叶酸缺乏斑马鱼模型,分别应用DHFR抑制剂甲氨蝶呤(MTX)以及DHFR基因knock-down技术处理斑马鱼胚胎.在胚胎发育至48 hpf时在显微镜下观察胚胎的整体发育情况,在60 hpf时应用荧光显微造影的方法观察胚胎的背主动脉发育状况.利用胚胎整体原位杂交和real-time PcR的方法检测影响DA发育的关键因子ephrinB2、Ang-1和Radar的表达情况,利用TUNEL法检测胚胎底索的凋亡情况.结果 MTX处理组胚胎以及DHFR knock-down组胚胎有相似的胚胎发育异常表型.荧光显微造影显示叶酸缺乏组胚胎的DA发育异常.叶酸缺乏组胚胎的ephrinB2、Ang-1和Radar表达减弱,底索凋亡增加.结论 叶酸缺乏可导致斑马鱼胚胎背主动脉发育异常,其机理与ephrinB2、Ang-1和Radar的表达减弱以及底索凋亡增加有关.     

叶酸缺乏对斑马鱼胚胎造血系统影响的初步研究

目的观察叶酸缺乏对斑马鱼胚胎造血干细胞发育的干扰作用以及对胚胎造血区凋亡的影响,初步探讨叶酸缺乏导致血液生成异常的机制。方法将二氢叶酸还原酶基因(DHFR)功能阻断构建叶酸缺乏斑马鱼模型,分别用二氢叶酸还原酶抑制剂甲氨蝶呤(MTX)以及DHFR表达阻抑技术处理斑马鱼胚胎,造成胚胎体内叶酸缺乏的模式。在显微镜下观察胚胎发育情况,用胚胎固兰染色观察斑马鱼胚胎血细胞生成量,并用原位杂交和Real-timePCR方法检测血细胞分化和生成密切相关基因FLK-1、GATA1和GATA2的表达情况,利用TUNEL法检测斑马鱼胚胎造血区的凋亡状况。结果与各对照组相比,叶酸缺乏组斑马鱼胚胎的造血区形态学发育异常,血细胞数量明显减少,FLK-1、GATA1和GATA2的表达显著下降,胚胎造血区的凋亡增加。结论叶酸缺乏干扰了血细胞的生成,叶酸缺乏组胚胎FLK-1、GATA1和GATA2的表达降低和造血区的凋亡增加与胚胎血液系统发育异常相关。     

桔梗皂苷对斑马鱼心功能及胚胎发育的影响

目的探索桔梗总苷对斑马鱼心律及胚胎发育的影响。方法从中药饮片提取桔梗总苷,用不同浓度的桔梗总苷对不同发育阶段的斑马鱼胚胎进行处理,观察该药对斑马鱼心律及心脏发育的影响。结果桔梗总苷处理后发现,斑马鱼心率减缓但未出现心律失常;心脏功能相关的离子通道基因表达水平略有降低;高浓度(10mg·L-1)的桔梗总苷处理导致斑马鱼胚胎的死亡与畸形的比例显著增加,同时干扰了斑马鱼胚胎的发育过程。结论桔梗不能引起心律失常,但高浓度用药导致心率迟缓、心功能下降以及致畸致死效应。     

Tbx1基因功能下调影响斑马鱼Tbx20和Tbx2表达

目的 采用吗啡啉修饰反义寡核苷酸显微注射方法下调斑马鱼Tbx1基因表达,研究斑马鱼Tbx1基因功能下调对其他两个T盒基因Tbx20和Tbx2表达的影响.方法 采用吗啡啉修饰的反义寡核苷酸显微注射方法抑制斑马鱼Tbx1基因表达,分别将2.5、5、8、10ng吗啡啉反义寡核苷酸在斑马鱼0-4细胞期注入胚胎,并构建Tbx20,骨形成蛋白2b(Bmp2b)和Tbx2反义RNA探针,进行整体原位杂交,观察Tbx1基因下调对Tbx20、Bmp2b及Tbx2表达的影响.结果 Tbx1吗啡啉寡核苷酸显微注射组胚胎表现出鳃弓、耳囊、心血管系统和胸腺的发育异常.Tbx1基因下调导致Tbx20的表达出现改变,Tbx20在心脏的表达与对照组相比明显下调,神经元的表达范围明显缩小;Tbx1基因功能下调会导致Bmp2b在心脏和咽囊的表达减低,Bmp2b在后部咽囊的表达较前部咽囊减低得更为明显;Tbx1基因功能下调胚胎,Tbx2在鳃弓的表达模式发生改变,48 hpf,Tbx2在鳃弓的表达出现从后向前逐渐减低,鳃弓的表达范围较对照组明显缩小.结论 Tbx1在发育过程中,会对其他T盒基因,如Tbx20和Tbx2具有激活或抑制的调控作用.Tbx1对Tbx20的作用可能是通过影响Bmp2b的途径,继发地影响Tbx20的表达.Tbx1基因功能下调,会改变Tbx2在鳃弓的表达模式.     

叶酸缺乏对斑马鱼体轴发育的影响

 目的 构建叶酸缺乏斑马鱼模型,观察叶酸缺乏斑马鱼胚胎的体轴发育情况,初步探讨叶酸缺乏导致胚胎体轴发育异常的机制。方法 分别应用二氢叶酸还原酶（dhfr）抑制剂甲氨蝶呤（MTX）以及二氢叶酸还原酶（dhfr）基因阻抑技术,通过下调二氢叶酸还原酶功能构建叶酸缺乏斑马鱼模型。在胚胎发育至17 hpf时在显微镜下观察胚胎的体轴偏移情况。利用特异性探针通过胚胎整体原位杂交的方法标记肝脏、胰脏以及心脏,以观察其位于中线两侧的位置。利用胚胎整体原位杂交和Real-time PCR 的方法检测与体轴发育密切相关的Nodal信号通路下游因子ntl和gsc的表达情况。结果 叶酸缺乏组一定比例胚胎存在体轴偏移以及肝脏、胰脏和心脏左右轴异位。叶酸缺乏组Nodal信号通路下游因子ntl以及gsc的表达强度无明显变化,但表达的空间模式发生改变,提示轴中胚层发育紊乱。结论 叶酸缺乏可导致斑马鱼胚胎体轴发育异常以及轴中胚层发育紊乱,但对Nodal信号通路无明显干扰作用。     

dhfr基因过表达对乙醇致斑马鱼胚胎心血管发育异常的效应研究

目的 观察二氢叶酸还原酶基因（dhfr）过表达对乙醇致斑马鱼胚胎心脏和血管发育异常的作用，并初步探讨其机制。方法 体外转录dhfr mRNA并将其显微注射入斑马鱼受精卵内使dhfr基因过表达，并进行过表达的效率验证。将野生型斑马鱼分为正常对照组、乙醇处理组（400?mmol/L乙醇溶液）、乙醇+dhfr mRNA组（显微注射6?nL dhfr mRNA），观察各组胚胎的整体发育情况。按照上述分组，利用红色荧光蛋白标记心脏的转基因斑马鱼系Tg（cmlc2：mcherry）观察胚胎心房和心室的发育状况；利用荧光显微造影观察野生型斑马鱼胚胎心脏流出道及血管发育情况；通过心率和心室收缩指数评估心功能情况。构建基因探针并通过胚胎整体原位杂交及Real-time PCR法，检测胚胎nkx2.5、tbx1、flk-1的基因表达情况。结果 与乙醇处理组相比，乙醇+dhfr mRNA组斑马鱼胚胎发育异常百分率明显下降，存活百分率显著上升（P < 0.05）；心房、心室、心脏流出道和血管发育的异常表型及心功能情况明显改善。乙醇处理组nkx2.5、tbx1、flk-1 mRNA的表达较对照组下降（P < 0.05）；乙醇+dhfr mRNA组nkx2.5、tbx1、flk-1 mRNA的表达较乙醇处理组上调，但仍未达到正常对照组水平（P < 0.05）。结论 dhfr基因过表达可部分挽救乙醇所致胚胎心脏和血管发育异常，其机制可能与dhfr基因过表达后上调乙醇导致的nkx2.5、tbx1、flk-1水平降低有关。     

胰岛素样生长因子结合蛋白-2参与斑马鱼胚胎心血管系统发育的实验研究

 目的 通过显微注射吗啡啉修饰的反义寡核苷酸制作斑马鱼IGFBP-2基因表达下调的动物模型,观察IGFBP-2表达下调导致斑马鱼胚胎心脏血管发育的异常表型及其对心脏发育相关基因表达的影响。方法 胚胎整体原位杂交验证IGFBP-2基因在斑马鱼胚胎发育早期的时空表达谱。特异抑制IGFBP-2基因启动子的吗啡啉（morpholino,MO）和标准对照吗啡啉（Con-MO）由Gene-Tools公司设计合成。设置0.05、0.10、0.25和1.0 mmol/L 4个不同浓度梯度的IGFBP-2 MO注射组,观察不同注射浓度对斑马鱼胚胎心脏异常表型发生率和死亡率的影响,并与Con-MO注射组以及野生型（Wild type,Wt）对照组比较。详细记录0.25 mmol/L浓度 IGFBP-2 MO注射组不同发育时段斑马鱼胚胎心脏发育的异常表型。荧光显微镜下观察IGFBP-2 EGFP重组质粒单独以及与IGFBP-2 MO或Con-MO共注射后12hpf胚胎的绿色荧光表达。原位杂交比较IGFBP-2 MO注射组与Wt组斑马鱼心房标记基因Amhc的表达情况;观察IGFBP-2基因下调的Vmhc-EGFP转基因斑马鱼心室特异性绿色荧光的变化;显微血管荧光造影显示IGFBP-2 MO注射组与Wt组胚胎外周血管发育的差异。结果 斑马鱼胚胎早期的发育过程中,IGFBP-2基因在眼球、中脑和肝脏先后表达。0.25 mmol/L浓度MO注射组12 hpf存活的胚胎在48 hpf有59.6%发生心脏发育的异常表型,包括心管搏动无力、心包水肿和房室环化障碍,部分胚胎发生心房扩大、房室反流伴循环瘀滞,且畸形随发育时间推移加重。接受单独显微注射IGFBP-2 EGFP重组质粒和与Con-MO共同注射的Wt胚胎12 hpf出现明显的绿色荧光表达,而重组质粒与IGFBP-2 MO共同注射的胚胎几乎无荧光表达,证实MO下调斑马鱼胚胎IGFBP-2基因的有效性。48 hpf胚胎整体原位杂交显示IGFBP-2 MO注射组心房特异标记基因Amhc的表达下调;48 hpf IGFBP-2基因下调的Vmhc-EGFP转基因斑马鱼心室特异绿色荧光蛋白的表达减弱;60 hpf IGFBP-2 MO注射组显微血管荧光造影显示体节间血管显影稀疏紊乱。结论 显微注射IGFBP-2 MO能够有效实现斑马鱼胚胎的IGFBP-2基因下调。IGFBP-2基因下调导致斑马鱼胚胎心脏血管的异常表型,并抑制心脏发生基因Amhc和Vmhc的表达。IGFBP-2在斑马鱼胚胎心血管系统的正常发育过程中起到重要作用。     

hand2 基因对斑马鱼胚胎发育影响的实验研究

  目的 观察hand2在斑马鱼胚胎内的表达情况，验证显微注射吗啡啉修饰的反义寡核苷酸（Morpholino oligonucleotides，MO）使hand2 表达下调的有效性。观察hand2 表达下调后斑马鱼胚胎发育的异常表型，初步探讨hand2在斑马鱼胚胎发育中的作用，为利用斑马鱼开展hand2的功能研究提供线索。 方法 采用胚胎整体原位杂交的方法观察hand2在斑马鱼胚胎内的表达情况。利用向斑马鱼受精卵显微注射MO的方法使hand2 表达下调，并进行hand2 表达下调的效率验证。将斑马鱼单细胞受精卵分为四组进行显微注射，即对照MO（Con MO）注射组、hand2 MO注射组、hand2-GFP mRNA注射组和hand2-GFP mRNA+hand2 MO注射组。在荧光显微镜下观察hand2-GFP mRNA注射组和hand2-GFP mRNA+hand2 MO注射组的荧光表达情况以验证hand2 表达下调的效率。在显微镜下观察hand2 MO注射组斑马鱼胚胎的各器官发育情况并进行评定。 结果 hand2在斑马鱼胚胎的侧板中胚层、咽弓、心脏和鳍有较强表达。hand2-GFP mRNA注射组在8hpf（hours post fertilization）时胚胎有较强的荧光表达，而hand2-GFP mRNA+hand2 MO注射组胚胎几乎无荧光表达。与Con MO注射组相比，hand2 MO注射组斑马鱼胚胎的心脏、血管、血细胞、鳍以及体节有明显的发育异常。 结论 向斑马鱼受精卵显微注射hand2 MO的方法可有效的使 hand2表达下调。hand2 在斑马鱼胚胎的心脏、血管、血细胞、鳍以及体节的发育过程中有重要作用。