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

目的观察二氢叶酸还原酶基因(DHFR)功能阻抑斑马鱼胚胎的颅脑部发育情况,初步探讨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。方法采用显微注射吗啡啉修饰的反义核苷酸(MO)的方法进行DHFR表达阻抑。胚胎发育至受精后48hpf观察胚胎的颅部发育情况,在60hpf时经石蜡切片进一步观察胚胎的脑发育状况。利用胚胎整体原位杂交的方法检测影响神经系统发育的关键因子ngn1和huc的表达情况。结果显微注射MO可成功的进行DHFR表达阻抑。DHFR表达阻抑组胚胎存在颅脑部发育明显异常和ngn1、huc的表达强度明显减弱,且与显微注射的MO剂量呈正相关。结论DHFR在斑马鱼颅脑发育中有重要作用;其功能阻抑可导致胚胎颅脑部发育异常,其机理与ngn1和huc的的表达减弱有关。     

二氢叶酸还原酶基因在斑马鱼咽弓发育过程中作用的研究

叶酸缺乏可导致胚胎先天性发育异常,二氢叶酸还原酶是叶酸生物学作用通路中的关键因子,其功能阻抑将抑制叶酸生物学作用的发挥.咽弓是脊椎动物胚胎发育中头面部结构、心脏流出道等的共同前体.在模式生物斑马鱼中,利用基因表达阻抑以及过表达技术,探讨二氢叶酸还原酶基因(DHFR)在斑马鱼咽弓发育过程中的作用.石蜡切片以及软骨染色结果显示,DHFR表达阻抑导致斑马鱼咽弓以及腭发育明显异常,而DHFR过表达可部分挽救上述发育异常表型.TBX1和HAND2在咽弓发育中有重要作用.通过胚胎整体原位杂交以及Real-timePCR技术检测TBX1和HAND2表达水平.DHFR表达阻抑后TBX1和HAND2的表达降低,DHFR过表达可使TBX1和HAND2的表达增加.上述结果表明,DHFR在斑马鱼咽弓发育过程中扮演重要角色,DHFR通过影响TBX1和HAND2的表达而调控咽弓的形成和分化.     

乙醇干扰斑马鱼胚胎发育中底索和背主动脉的形成

人类胚胎期乙醇暴露对心血管系统有严重致畸作用. 用不同浓度的乙醇处理斑马鱼胚胎, 发现能够干扰其胚胎循环系统的建立, 半数有效浓度(EC50)为182.5 mmol/L. 乙醇短暂暴露实验显示圆顶期为敏感时间窗, 400 mmol/L乙醇短暂暴露3 h能够导致43%的胚胎产生循环障碍. 我们排除了乙醇对斑马鱼造血系统影响, 通过血管内皮细胞分子标记(Flk-1)进行原位杂交显示, 乙醇干扰了躯干部体轴血管的建立, 而对头面部血管没有影响. 用动脉和静脉的分子标记(ephrinB2和ephB4)进行原位杂交以及半薄切片显示, 乙醇主要干扰斑马鱼背主动脉的形成, 而对体轴静脉没有明显影响. 进一步研究表明, 乙醇影响斑马鱼底索的发育, 因缺少底索分泌的Radar和Ang-1等血管形成因子, 间接地影响了背主动脉的形成和稳定. 这些结果为研究乙醇对人类心血管系统发育的影响提供了线索.     

水平回转培养对斑马鱼血管发育的影响

随着空间生命科学的发展, 微重力对生命体的影响已成为科学家们日益关注的问题。多数研究表明, 微重力对生物体胚胎早期发育有着重要影响, 而血管系统作为胚胎最早行使功能的系统备受关注。目前关于微重力对血管发育影响的研究大多来自对离体培养细胞的体外回转模拟实验, 在体实验相对较少。文章利用斑马鱼作为模式动物, 在体探究水平回转培养环境下斑马鱼胚胎早期发育及水平回转培养对其血管系统发育的影响。在斑马鱼受精后24 h(24 hpf)时进行水平回转培养处理, 至36 hpf时收集胚胎, 通过体视显微镜观察斑马鱼表型变化, 通过半定量RT-PCR、qPCR及全胚原位杂交等手段对比水平回转培养环境下与对照组血管相关因子的表达情况, 并通过BrdU掺入及TUNEL法进行斑马鱼全胚细胞凋亡及增殖检测。结果表明, 在90 r/min水平回转培养环境下, 斑马鱼死亡数量没有差异, 24 hpf时破壳数量显著降低(10.3±0.41 vs. 0.0, P<0.05), 心率显著加快(223.5±2.32 vs. 185.0±3.23, P<0.05), 黑色素明显增加, 动静脉发育紊乱, 且在120 r/min转速下, 胚胎血管特异性表达因子flk1、flt4及 ephrinB2的表达均显著降低, 斑马鱼细胞凋亡明显增加, 而细胞增殖无显著差异, 提示水平回转培养对斑马鱼胚胎发育特别是早期血管发育具有重要影响。     

视黄酸缺乏对斑马鱼心脏房室分化的影响

目的 通过化学遗传学方法建立视黄酸缺乏的斑马鱼模型,探讨视黄酸缺乏对斑马鱼胚胎心脏前后轴发育即房室分化的影响.方法 在斑马鱼胚胎孵育的5 hpf,用不同浓度梯度的视黄醛脱氢酶2抑制剂DEAB(1×10-6、5×10-6、10×10-6、25×10-6 mol/L)处理斑马鱼胚胎,实时观察斑马鱼胚胎发育的全过程.通过给予斑马鱼胚胎外源性视黄酸,观察其对DEAB的拮抗作用.应用胚胎整体原位杂交观察视黄酸缺乏对心脏特异基因vmhc和amhc表达的影响.结果 斑马鱼胚胎的生存率随着DEAB处理浓度的增加而降低,当DEAB浓度≥5×10-6 mol/L时,斑马鱼的畸胎率达100%.5×10-6 mol/L DEAB的致畸作用能够被1×10-9mol/L外源性视黄酸所拮抗.整体原位杂交结果显示视黄酸缺乏会导致斑马鱼胚胎心脏房室分化异常,表现为vmhc表达细胞的范围增大,amhc表达细胞的范围缩小.结论 通过外源性DEAB处理能有效地建立视黄酸缺乏的斑马鱼模型,DEAB影响胚胎发育存在剂量依赖性.视黄酸在斑马鱼心脏前后轴发育过程中起重要调控作用,心脏发育早期视黄酸缺乏会抑制心房的发育而支持心室的发育,出现房室分化异常.     

斑马鱼akt3 基因的克隆及其表达图谱与过表达分析

采用RT-PCR 和RACE 相结合的方法, 克隆得到了斑马鱼的akt3/pkb 基因, 其cDNA 全长为2874 bp,编码479 个氨基酸。斑马鱼akt3 具有akt 家族成员间保守的PH 结构域、催化活性结构域和调节结构域以及两个保守的磷酸化位点Thr305 和Ser472。与已发表的人、大鼠、小鼠的akt3 氨基酸序列比较, 相似性分别为95.8%、94.7%和95.4%。对斑马鱼早期胚胎进行RT-PCR 检测显示, akt3 在0-4hpf(hours post fertilization)含量水平较高, 6hpf 到12hpf 降低至较低水平, 16hpf 后表达量开始逐渐上升, 60hpf 至96hpf 则稳定在较高水平。原位杂交结果表明: akt3 在2hpf 至96hpf 的胚胎中整体都有表达, 没有组织特异性。在成鱼中, 除鳃部外, akt3 在所检测的其他各组织器官中均有表达, 在脑部和卵巢表达量较高; 利用显微注射持续表达myr-akt3 mRNA 研究其功能充分性时结果显示, 过量表达斑马鱼akt3 mRNA 能使斑马鱼胚胎发育滞后且伴随着尾部短粗、体节模糊、尾末端膨大甚至严重缩短等不同程度畸形。而在斑马鱼myr-akt3 注射组发育至24hpf 时观察(以排除akt3 造成的发育延迟的影响), 发现注射过akt3 的斑马鱼胚胎的脑部厚度较对照组显著增大, 表明akt3 对斑马鱼胚胎脑部尺寸发育有影响。       

斑马鱼胚胎发育过程中FGF3基因的表达

为了解斑马鱼胚胎发育过程中FGF3基因的时空性表达情况,并探讨其对胚胎发育的调控作用,该研究分别提取2,4,8,12,24,36,48,72hpf斑马鱼胚胎的总RNA,经逆转录成cDNA,实时荧光定量PcR检测FGF3基因mRNA表达量;扩增FGF3基因特异片段,构建pGEM-T／FGF3基因片段重组质粒,经克隆及测序验证后,合成地高辛标记的反义RNA探针,以整体原位杂交法检测斑马鱼胚胎FGF3基因的空间性表达。结果显示：FGF3P基因在2hp胚胎就有表达,并持续至胚胎孵化,12hpf胚胎FGF3表达量达到高峰（P〈0．01）;胚胎发育过程中心表达部位以头、尾、咽弓为主。由此得出结论,FGF3主要在胚胎发育早期表达,其表达可能与胚胎脑、眼、耳、咽弓及尾部器官的发育调控有关。     

microRNA-10a/b通过抑制Mib1调节斑马鱼神经元的发育

该文研究了microRNA-10(miR-10)家族miR-10a/b在斑马鱼胚胎发育时期神经管的表达及其对神经元发育的影响。通过斑马鱼胚胎整体原位杂交及Taq Man PCR技术分析研究miR-10a/b在斑马鱼胚胎期神经管的表达情况。利用吗啡啉(morpholino,Mo)修饰的反义寡核苷酸敲低技术建立miR-10a/b下调的斑马鱼模型,研究miR-10a/b下调后神经元发育异常的表型,并分析鉴定miR-10调控神经元发育的下游靶点。结果发现,受精后24 h(24 hours post fertilization,24 hpf)和48 hpf,miR-10a和miR-10b在斑马鱼神经管中高表达;miR-10a/b-Mo下调miR-10a/b的表达后,背神经管中神经元数量明显变少;下调Mib1(mindbomb E3 ubiquitin protein ligase 1)能挽救miR-10下调引起的神经元表型异常;miR-10a/b下调后胚胎神经管中Mib1表达显著上调。上述结果表明,miR-10a/b通过抑制Mib1的表达来影响斑马鱼神经元的发育。     

草鱼两个肌肉生长抑制素cDNA克隆、表达及过量表达对胚胎发育的影响

肌肉生长抑制素(MSTN)是抑制肌肉生长和发育的重要生长调控因子.通过cDNA末端快速扩增法(RACE)克隆草鱼MSTN-1型和MSTN-2型全长cDNA.RT-PCR分析结果表明,MSTN-1在草鱼肌肉、脑和眼中的转录量较高,在肝胰脏、脾脏和心的转录量较低,在肠、腮、性腺和肾中无表达;MSTN-2只在脑和肌内中有表达.在草鱼胚胎发育的0-36 hpf期间,MSTN-1的转录量较低;在胚胎发育的36-48 hpf期间,其转录量呈逐渐升高的趋势;MSTN-2各时相均无表达,可能因为该基因在草鱼胚胎发育过程中不起重要作用.通过分别显微注射MSTN-1型和MSTN-2型mRNA至斑马鱼1-2细胞期胚胎.结果显示,注射MSTN-1型mRNA过表达可导致斑马鱼体节发生期胚胎的前-后轴拉长,背-腹轴变短,脊索轻微扭曲,以及体节发育受到强烈抑制而不分化等现象.注射MSTN-2型mRNA胚胎早期发育有所延迟并未发生明显变化,但发育至60h之后尾部明显发生严重弯曲.     

Sema4d基因在斑马鱼早期发育过程中的表达

目的:研究sema(semaphorin)4d基因在斑马鱼早期发育过程中的表达.方法:提取斑马鱼胚胎的总RNA,制备地高辛标记的sema4d RNA反义探针,WISH(整胚胎原位杂交)研究sema4d在斑马鱼早期发育过程中的表达.结果:成功合成sema4d基因探针,获得sema4d基因在斑马鱼早期发育过程中的表达情况:sema4d在0.75 hpf(hours post fertilization)、1.0 hpf、1.5 hpf、12 hpf前普遍性表达;17 hpf开始至24 hpf在头部表达较多,在脊髓、肌肉、中间细胞群ICM(intermediate cell mass)区处有特异性表达区处有特异性表达;48 hpf在头部和躯干肌肉持续表达.结论:Sema4d在早期参与了造血的发生,在脑部,脊髓,肌肉的发育中可能起到了重要作用.     

微小染色体维系蛋白3基因在斑马鱼早期胚胎发育过程中的表达

目的:制备地高辛标记的微小染色体维系蛋白3(MCM3)基因的RNA探针,研究MCM3在斑马鱼早期发育中的时空表达。方法:收集并固定受精后24 h时期的野生型斑马鱼胚胎,提取总RNA,制备DIG标记的MCM3 RNA反义探针,整胚原位杂交,研究MCM3在斑马鱼胚胎早期发育过程的表达。结果:斑马鱼的MCM3氨基酸序列与小鼠、人具有高度同源性,通过不同时期胚胎的原位杂交,发现MCM3在早期发育过程中普遍性表达,胚胎受精后0~2 hMCM3在增殖性区域泛表达,受精后14~22 h在中枢神经系统、发育未成熟的眼部、体节及增殖性区域表达,受精后24 h在血液、中枢神经、翼板中脑、视觉盖及增殖性区域表达,受精后48 h在头部及肛门增殖性区域表达。结论:明确了MCM3在斑马鱼胚胎发育过程中的表达模式,证明其与早期斑马鱼发育细胞增殖密切相关,为研究该基因功能提供了一定的理论基础。     

Delta-Notch signaling induces hypochord development in zebrafish

Different cell types that occupy the midline of vertebrate embryos originate within the Spemann-Mangold or gastrula organizer. One such cell type is hypochord, which lies ventral to notochord in anamniote embryos. We show that hypochord precursors arise from the lateral edges of the organizer in zebrafish. During gastrulation, hypochord precursors are closely associated with no tail-expressing midline precursors and paraxial mesoderm, which expresses deltaC and deltaD. Loss-of-function experiments revealed that deltaC and deltaD were required for her4 expression in presumptive hypochord precursors and for hypochord development. Conversely, ectopic, unregulated Notch activity blocked no tail expression and promoted her4 expression. We propose that Delta signaling from paraxial mesoderm diversifies midline cell fate by inducing a subset of neighboring midline precursors to develop as hypochord, rather than as notochord.     

Ethanol disrupts the formation of hypochord and dorsal aorta during the development of embryonic zebrafish

Exposure to ethanol during human embryonic period has severe teratogenic effects on the cardiovascular system. In our study, we demonstrated that ethanol of gradient concentrations can interfere with the establishment of circulatory system in embryonic zebrafish. The effective concentration to cause 50% malformations (EC₅₀) was 182.5 mmol/L. The ethanol pulse exposure experiment displayed that dome stage during embryogenesis is the sensitive time window to ethanol. It is found that 400 mmol/L ethanol pulse exposure can induce circulatory defects in 43% treated embryos. We ruled out the possibility that ethanol can interfere with the process of hematopoiesis in zebrafish. By employing in situ hybridization with endothelial biomarker (Flk-1), we revealed that ethanol disrupts the establishment of trunk axial vasculature, but has no effect on cranial vessels. Combined with the results of semi-thin histological sections, the in situ hybridization experiments with arterial and venous biomarkers (ephrinB2, ephB4) suggested that ethanol mainly interrupts the development of dorsal aorta while has little effect on axial vein. Further study indicated the negative influence of ethanol on the development of hypochord in zebrafish. The consequent lack of vasculogenic factors including Radar and Ang- 1 partly explains the defects in formation and integrity of dorsal aorta. These results provide important clues to the study of adverse effects of ethanol on the cardiovascular development in human fetus.     

Ethanol disrupts the formation of hypochord and dorsal aorta during the development of embryonic zebrafish

It has been demonstrated that maternal drinking during pregnancy had serious adverse effects on the health of the newborns. Fetal alcohol syndrome (FAS) is the most important developmental abnormality caused by maternal alcohol abuse during pregnancy. Clinically, it is characterized by head and facial ab-normalities, cardiovascular malformation, and perma-nent nervous system damage[1,2]. A lot of experimental models have been developed to study the ethanol’s effects on embryonic development,…     

斑马鱼整体原位杂交法研究MMP15a的发育相关表达的初步观察

克隆斑马鱼基质金属蛋白酶15a（MMP15a）基因,并研究其在斑马鱼胚胎早期发育中的时空表达状况。收集不同发育时期的斑马鱼胚胎,制备DIG标记的MMP15a RNA探针,采用全胚胎原位杂交方法研究MMP15a基因在胚胎斑马鱼的表达。结果MMP15a基因在胚胎受精后一个细胞时期就开始表达,从受精后24h起,在眼睛处表达明显,从受精后48h MMP15a在胸鳍和耳囊有特异性表达至到受精后96h。MMP15a在斑马鱼胚胎发育不同时期表达明显,且在胸鳍和耳囊处有持续表达。