三氯生单独暴露对斑马鱼幼鱼眼部的毒性研究

三氯生(2,4,4’-三氯均二苯脲, triclosan, TCS)是环境中应用最为广泛的新兴外源性污染物之一,可强烈地吸附在土壤、沉积物、胶体中。TCS具有生物蓄积作用,在生物体内的富集浓度远超过在水、土壤等环境中的浓度,并且可通过生物富集作用进入食物链。本实验以斑马鱼(Danio rerio)胚胎为模型,探讨不同浓度的TCS暴露对斑马鱼胚胎、幼鱼发育的影响。结果发现, TCS暴露对斑马鱼胚胎和幼鱼具有较强的致畸、致死效应。为了进一步了解TCS对斑马鱼眼部超微结构的影响,将其眼部电镜切片放在透射电镜下观察。结果显示, TCS暴露后斑马鱼幼鱼眼部感光细胞外节盘数量明显减少,外网状层及内网状层较对照组明显变薄且空泡化严重,外核层细胞核固缩现象严重甚至部分细胞核出现溶解的现象。实验结果表明TCS暴露对斑马鱼幼鱼眼部发育有潜在的毒性作用,这可为进一步探讨TCS对人体潜在的毒性作用提供科学、可靠的依据。     

miRNA-155对氟虫腈作用下斑马鱼ZF4细胞存活的影响

microRNA（miRNA）是一类长约20～24 nt的非编码单链小分子RNA. 环境毒理学研究表明,当生物暴露于环境化学物质时,会引起相关miRNA表达发生变化,进而调节基因的表达. 农药氟虫腈是一种苯基吡唑类杀虫剂,能影响斑马鱼中miR-155的正常表达,但尚未见异位表达的miR-155对斑马鱼细胞影响的研究. 本研究明确了异位表达的miR-155对氟虫腈作用下斑马鱼胚胎细胞ZF4存活的影响. 结果显示,氟虫腈处理ZF4细胞72 h的IC50值为39.05 μmol/L,瞬时转染miR-155 mimic,显著降低了ZF4细胞氟虫腈暴露的存活率.同时real-time PCR结果显示,其潜在靶基因cyb561d2表达显著降低;而转染miR-155 inhibitor,抑制细胞内源性的miR-155则可显著增强ZF4细胞抵抗氟虫腈细胞毒性的能力,同时cyb561d2表达则显著增高.以上结果表明,miR-155参与氟虫腈毒理学效应,其表达量的高低可以影响氟虫腈作用下ZF4细胞的存活率,而其可能的途径之一是通过潜在靶基因cyb561d2的表达调控来实现. 因此,miR-155可作为氟虫腈环境毒性的潜在的生物标志物,有望成为致癌环境化学物质对生物体作用机制研究的新途径.     

铅和邻苯二甲酸二丁酯联合暴露对斑马鱼胚胎的影响

为了研究铅(Pb)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)单独及联合暴露对斑马鱼胚胎神经发育和细胞凋亡相关基因表达的影响,考察两者对斑马鱼胚胎神经系统的毒性作用。将720个斑马鱼胚胎按3×3析因设计随机分为9组,以Pb(0、0.01 mg/L和1 mg/L)和DBP(0、0.005 mg/L和0.5 mg/L)单独及联合对斑马鱼胚胎暴露120 h。观察、记录胚胎的孵化、死亡情况,采用荧光定量PCR测定斑马鱼胚胎神经发育相关基因(NR1A、NR2A、NR2D)和神经细胞凋亡相关基因(bcl-2、c-fos)的表达变化情况。与空白对照组相比,各暴露组均可致斑马鱼胚胎孵化率降低、死亡率增高(P0.05);联合暴露组NR1A、NR2A、NR2D、c-fos基因表达水平显著升高,bcl-2基因表达水平显著下降(P0.05)。Pb和DBP均可影响斑马鱼胚胎的发育,且具有一定的神经毒性,而二者联合暴露毒性复杂,对斑马鱼胚胎孵化率和死亡率的影响有交互作用,对神经发育和细胞凋亡相关基因无交互作用,其机制有待进一步研究。     

诺氟沙星对斑马鱼胚胎发育的毒性作用及对TGF-β1的影响

旨在通过观察不同浓度诺氟沙星对斑马鱼胚胎不同发育时期的毒性作用,以及对TGF-β1基因表达的影响。配制诺氟沙星浓度为0、10、20、40μmol/L,将斑马鱼胚胎暴露在上述浓度的诺氟沙星中。观察在胚胎不同发育时期,诺氟沙星对斑马鱼脊柱弯曲、心包囊肿、卵黄囊肿和死亡率的影响,以及使用实时定量聚合酶链式反应(q PCR)检测其对TGF-β1基因表达的影响。结果显示,诺氟沙星对斑马鱼的胚胎发育有明显影响,主要表现在脊柱弯曲、心包囊肿和卵黄囊肿,随着诺氟沙星暴露浓度的增大,胚胎的发育延迟,孵化时间延长,胚胎死亡率增加;当诺氟沙星暴露浓度为40μmol/L时,96 hpf的胚胎死亡率达到76.45%;与正常状态相比,暴露于不同浓度诺氟沙星的斑马鱼胚胎中TGF-β1基因的m RNA表达随发育时间延长而增加趋势减缓。说明诺氟沙星对斑马鱼胚胎发育的致畸作用与致死作用有显著的影响。提示水体中残留的诺氟沙星对鱼类的生殖与发育具有潜在的危害。     

氯丙嗪在斑马鱼胚胎和早期幼鱼发育过程中的神经毒性作用

目的 采用模式动物斑马鱼作为研究对象,观察氯丙嗪（chlorpromazine,CPZ）暴露对胚胎和幼鱼早期神经发育的影响.方法 在一般毒性评价的基础上,通过整体胚胎细胞凋亡检测和脑组织病理学检查,了解CPZ对神经发育的器质性改变;采用神经行为学方法,包括幼鱼触动逃避反应、自发运动以及惊恐逃避反射等,研究氯丙嗪暴露所致的神经发育功能性障碍.结果斑马鱼胚胎受精后6 h（6 hpf）～72 hpf暴露于CPZ（≥5 mg/L）可引起胚胎和幼鱼死亡、致畸和幼鱼孵化延迟,并呈浓度和时间依赖性;采用吖啶橙染色检测36 hpf整体胚胎凋亡细胞,发现凋亡细胞主要集中在胚胎中脑、后脑、丘脑以及中后脑连接区、脊索和尾部等处;脑组织病理学检测发现,7dpf幼鱼颅腔增大、脑体积减小、脑细胞缩小且细胞间隙增宽.6～72 hpf CPZ（≥0.0625 mg/L）暴露后,幼鱼神经行为学研究发现,CPZ（≥0.125 mg/L）可引起3dpf幼鱼触觉运动能力下降;CPZ（≥0 5 mg/L）可浓度依赖性地抑制幼鱼自发运动,并出现僵直不动、震颤或快速刻板式转圈运动等行为改变;光惊恐实验中,暗环境下各暴露组幼鱼对突发强光刺激均表现为惊跳逃避,并且暗-光交替期运动加速度变化与对照组无显著差异;在撤除光源后,1mg/L和2 mg/L暴露组幼鱼暗适应时程缩短,而0.125 mg/L和0.25 mg/L暴露组暗适应时程延长,提示CPZ对外界刺激引发的幼鱼活跃游动有抑制和促进双重毒性作用.结论 CPZ暴露对斑马鱼胚胎和幼鱼具有明显的神经发育毒性作用.模式动物斑马鱼作为一种高通量筛选模型在外源性化合物神经发育毒性评价中具有较好的应用前景.     

双酚AF胁迫对斑马鱼早期发育相关基因的影响北大核心

[目的]探讨双酚AF胁迫对斑马鱼早期发育的影响。[方法]采用半静态染毒的方式暴露受精卵7d(0、5、50和500μg/L),通过显微观察与实时荧光定量PCR方法,检测孵化率及相关基因表达量变化。[结果]50、500μg/L BPAF暴露影响斑马鱼胚胎72 h孵化率,分别下降44.97%、49.44%;下丘脑trh基因在各暴露组无明显变化,而下丘脑crh基因在胚胎(幼鱼)期各暴露组分别上调了44.14%(40.45%)、38.55%(95.17%)、70.65%(83.25%);胚胎期垂体tsh-β基因表达水平在50、500μg/L浓度组显著上调,而幼鱼期tsh-β基因表达水平仅在50μg/L暴露组显著上调。[结论]双酚AF胁迫能够降低斑马鱼胚胎72 h孵化率,crh基因对BPAF胁迫较敏感,最低有影响浓度LOEC为5μg/L。     

双酚AF胁迫对斑马鱼早期发育相关基因的影响

[目的]探讨双酚AF胁迫对斑马鱼早期发育的影响。[方法]采用半静态染毒的方式暴露受精卵7d(0、5、50和500μg/L),通过显微观察与实时荧光定量PCR方法,检测孵化率及相关基因表达量变化。[结果]50、500μg/L BPAF暴露影响斑马鱼胚胎72 h孵化率,分别下降44.97%、49.44%;下丘脑trh基因在各暴露组无明显变化,而下丘脑crh基因在胚胎(幼鱼)期各暴露组分别上调了44.14%(40.45%)、38.55%(95.17%)、70.65%(83.25%);胚胎期垂体tsh-β基因表达水平在50、500μg/L浓度组显著上调,而幼鱼期tsh-β基因表达水平仅在50μg/L暴露组显著上调。[结论]双酚AF胁迫能够降低斑马鱼胚胎72 h孵化率,crh基因对BPAF胁迫较敏感,最低有影响浓度LOEC为5μg/L。     

Fus在斑马鱼生长发育及两性生长异形中的功能

为研究肉瘤融合基因(fus)在鱼类中的功能, 在斑马鱼中利用CRISPR/Cas9基因突变技术使fus基因产生移码突变。fus-/-纯合突变体斑马鱼发育正常并且完全可育, 但体长和体重在幼鱼和成年阶段都小于野生型斑马鱼。此外, 相较于野生型斑马鱼, fus-/-纯合突变体斑马鱼不存在雌鱼身体比例大于雄鱼的性别异形现象。在fus-/-纯合突变体斑马鱼早期幼鱼发育阶段, 一些生长相关基因包括gh1、ghra、igf1、igf2a、stat5.1和socs6的表达水平显著低于野生型斑马鱼但其运动能力并未受到影响。因此, 不同于fus基因在哺乳动物中的功能, 它在斑马鱼中不参与运动神经元的发育, 但在调节鱼类躯体生长发育与两性生长异形方面有着重要的功能。     

Fus在斑马鱼生长发育及两性生长异形中的功能（英文）

为研究肉瘤融合基因(fus)在鱼类中的功能,在斑马鱼中利用CRISPR/Cas9基因突变技术使fus基因产生移码突变。fus~(-/-)纯合突变体斑马鱼发育正常并且完全可育,但体长和体重在幼鱼和成年阶段都小于野生型斑马鱼。此外,相较于野生型斑马鱼, fus~(-/-)纯合突变体斑马鱼不存在雌鱼身体比例大于雄鱼的性别异形现象。在fus~(-/-)纯合突变体斑马鱼早期幼鱼发育阶段,一些生长相关基因包括gh1、ghra、igf1、igf2a、stat5.1和socs6的表达水平显著低于野生型斑马鱼但其运动能力并未受到影响。因此,不同于fus基因在哺乳动物中的功能,它在斑马鱼中不参与运动神经元的发育,但在调节鱼类躯体生长发育与两性生长异形方面有着重要的功能。     

四种新型农药对斑马鱼胚胎发育的毒性效应

为了研究4种农药(腈苯唑、吡唑醚菌酯、恶霜灵、戊菌隆)单独及联合作用对斑马鱼胚胎发育的影响,设计7个实验组(空白组、溶剂组、4种农药单独暴露组及联合暴露组)对斑马鱼胚胎暴露72 h,结果显示,浓度50 ng/L的4种农药单独暴露导致心包囊和卵黄囊水肿比率、脊柱弯曲率均显著高于对照组;腈苯唑、恶霜灵及联合暴露导致斑马鱼仔鱼心率显著下降,出现显著的心律不齐;斑马鱼胚胎的Na~+/K~+-ATP酶和Ca~(2+)-ATP酶活性被显著诱导,而联合暴露表现出显著的抑制作用。结果说明,环境浓度的农药暴露对鱼类胚胎发育具有明显的毒性。     

心脏特异表达绿色荧光斑马鱼模型的建立与评估

本课题组前期研究中, 利用斑马鱼cmlc2 (Cardiac myosin light chain 2)基因启动子构建了一个用于斑马鱼心脏组织特异表达外源基因的转基因表达载体pTol2-cmlc2-IRES-EGFP。文章利用该载体构建了一个稳定表达EGFP的转基因斑马鱼品系, 并初步分析了EGFP的表达对该转基因斑马鱼品系的心脏发育和功能的影响。结果表明, 在建立的转基因斑马鱼品系早期胚胎发育过程中, 绿色荧光信号在心脏中特异表达, 该表达模式与原位杂交分析的cmlc2的表达模式结果相同; 该转基因斑马鱼品系的心脏形态及发育生长正常; 进一步通过M-Mode分析心脏生理学功能的结果表明：该转基因品系心动周期、心率、收缩与舒张表面积及表面积缩短率等重要生理指标与正常野生型的斑马鱼对照组相比没有显著差别。以上结果表明该转基因品系中绿色荧光蛋白的表达对斑马鱼心脏的发育和功能没有影响。研究结果为进一步利用该载体建立外源目的基因转基因表达模型, 研究心脏表达基因的功能奠定了重要基础。     

毒死蜱的环境生物学效应分析

高毒有机磷农药禁用以后,毒死蜱作为其替代品逐渐开始大规模应用。毒死蜱在水中降解缓慢,因此在水中的残留会对水生生物及其他生物造成潜在危害。为探究低浓度毒死蜱的内分泌干扰效应,使用流式细胞仪分析了其对人子宫内膜癌细胞HEC-1B生长周期的影响。为探究高浓度毒死蜱的生物毒性,将斑马鱼胚胎暴露在不同浓度的毒死蜱(0、1.0、2.0、3.0和4.0ppm)中60 h,发现毒死蜱能导致斑马鱼胚胎的死亡和严重畸形,并且胚胎存活率与处理浓度呈负相关,畸形率与处理浓度呈正相关。最后,检测了毒死蜱处理后斑马鱼胚胎中5种神经系统发育相关基因的表达情况。结果表明,低浓度毒死蜱具有内分泌干扰效应,高浓度毒死蜱会影响斑马鱼神经系统的正常发育。     

纳米卟啉金属有机骨架对斑马鱼神经系统发育的作用

目的:研究纳米卟啉金属有机骨架(NPMOF)对斑马鱼幼鱼神经系统发育的作用。方法:斑马鱼胚胎在发育6 h(hpf)后随机分为两组:对照组(n=500)和暴露组(n=500),对照组斑马鱼孵化于E3溶液中,暴露组于100mg/L的NPMOF-E3溶液中,持续暴露至28、48、72、96或120 hpf。以20条斑马鱼为一批,在28、48、72、96和120hpf分别提取3批实验组和对照组的总RNA用于RT-PCR;在120 hpf,实验组和对照组分别取20条PTU处理过的斑马鱼用于整体胚胎原位杂交,同样是在120 hpf,每组取150条用于免疫荧光染色,30条用于行为学测试。NPMOF的形状和尺寸用透射电镜测定,其光学特性由紫外分光光度计和荧光光谱仪测定;通过免疫荧光、整体胚胎原位杂交和RT-PCR方法检测各类神经细胞的发育;行为学测试用来监测斑马鱼运动状态的改变。结果:与正常组比较,NPMOF暴露组中神经发育相关基因的表达明显升高(P<0.05),müller细胞和星形胶质细胞的数量明显增加(P<0.05),神经元和少突胶质细胞的分布与形态未显示出差异;行为学测试中,斑马鱼...     

斑马鱼神经底板处神经元的分布及特征

神经底板(floor plate, FP)位于神经管腹侧中线区,存在多种神经细胞类型,是调控神经管分化及维持体轴生长的重要信号中心。目前,对神经底板处神经元细胞的类型及分布研究并不深入。本研究以斑马鱼(Daniorerio)为模式动物,结合多种神经细胞的转基因品系,分析了斑马鱼幼鱼中神经底板细胞群的排列图式。研究发现,foxj1a、sox2、clusterin和gfap等多个基因在内侧中央底板(medial floor plate, MFP)单排细胞中表达。Kolmer-Agduhr神经元KA’与KA”又称为脑脊液接触神经元,定位在MFP附近,其中KA”神经元表达foxj1a和pkd2l1基因,与表达Gfap蛋白、Olig2蛋白或Sox2蛋白的阳性细胞间隔性插入MFP细胞腹侧间隙中。KA’神经元位于KA”背侧,表达foxj1a、pkd2l1和olig2基因,并与Sox2~+或Olig2~+阳性细胞间隔分布于MFP细胞胞体的两侧。药物处理实验结果表明：抑制Notch信号影响神经底板的发育,导致神经底板细胞排布异常,并引起幼鱼出现体轴上弯表型。本研究初步阐释了斑马鱼幼鱼早期神经底板处各种细...     

低温胁迫导致斑马鱼尾部发育畸形的分子机制

相比于恒温动物,环境温度对鱼类等变温动物的影响更加剧烈。为研究低温胁迫对鱼类胚胎发育时期的影响,我们将斑马鱼体节发生期的胚胎分成3组,其中两组分别在低温12℃处理12 h(12℃/12 h)和24 h(12℃/24 h),第三组作为对照在常温下孵育。我们发现经受低温胁迫的胚胎发育成幼鱼后体长均变短,并且这种体长变短的现象在12℃/24 h组中比12℃/12 h明显。在12℃/12 h处理组中大约5%的幼鱼尾部弯曲出现畸形状态,而经过12℃/24 h处理后大约有90%的幼鱼尾部出现畸形。为了探究低温胁迫导致尾部发育畸形的原因,我们用RT-qPCR的方法检测与凋亡相关的基因p53、c-Jun、gadd45αa和与肌肉发育相关的基因myod、mrf4、myf5,发现低温胁迫以后凋亡相关基因p53、c-Jun、gadd45αa的表达量显著上升,而肌肉发育相关基因myod、mrf4、myf5的表达量显著下降。并且利用TUNEL(TdT mediated dUTP nick end labeling)凋亡检测方法也发现低温胁迫后斑马鱼幼鱼的尾部出现细胞凋亡信号。证明低温胁迫可引起细胞凋亡和肌肉发育的阻滞,进而导致尾部发育畸形。     

Baff转基因斑马鱼的构建及相关基因表达检测

通过RT-PCR法由斑马鱼脾脏克隆B细胞刺激因子baff基因,构建过表达斑马鱼baff且携带有绿色荧光标记蛋白的重组质粒pIRES2-GFP-baff;胚胎显微注射获得转基因斑马鱼胚胎;通过GFP荧光标记跟踪并筛选转基因阳性鱼;Western blot法鉴定Baff-GFP融合蛋白表达情况;qPCR检测baff,GFP及baff下游相关基因bcl-2,il-4mR-NA表达情况。结果表明细胞、胚胎及幼鱼baff和GFP均高表达,baff下游基因bcl-2激活和il-4基因抑制表达。通过胚胎显微注射法可成功获得过表达baff的转基因斑马鱼,此研究为建立红斑狼疮转基因斑马鱼模型及高通量筛选Baff拮抗剂奠定了基础。     

斑马鱼 HO1 基因的表达特征及功能研究简

实验对血红素加氧酶1(HO1)在斑马鱼发育中的功能进行了研究。多重序列比对结果显示,斑马鱼HO1与哺乳类、鸟类及其他鱼类的HO1氨基酸序列的总体相似性为44.1%—86.8%,血红素结合标签相似性为87.5%—95.8%。对斑马鱼早期胚胎和成鱼各组织进行RT-PCR检测,结果显示HO1转录本母源存在,HO1mRNA的表达水平在尾芽期前较低,到咽囊期迅速上升并稳定在较高水平。HO1基因在斑马鱼成鱼多个组织中均有表达,在肝脏、脾、鳃、肾中的表达量较高。WISH结果显示,HO1基因在斑马鱼胚胎的卵黄合胞层、眼和血液中的表达量较高。利用超表达和基因敲降技术发现,注射HO1 mRNA使HO1基因过表达对斑马鱼早期胚胎发育无明显影响。注射HO1 MO使HO1基因表达抑制可导致斑马鱼胚胎出现发育迟缓、围心腔水肿、尾部消失等不同程度的畸形。HO1 MO导致的斑马鱼胚胎发育异常可被HO1 mRNA回复。利用Real-Time PCR研究发现,HO1基因表达抑制可导致IGF1表达量显著下降,IGFBP1表达量显著升高。这些结果表明斑马鱼HO1基因可通过调节IGF信号途径调控胚胎的正常发育。     

斑马鱼HO1基因的表达特征及功能研究

实验对血红素加氧酶1（HO1）在斑马鱼发育中的功能进行了研究。多重序列比对结果显示,斑马鱼HO1与哺乳类、鸟类及其他鱼类的HO1氨基酸序列的总体相似性为44.1%86.8%,血红素结合标签相似性为87.5%95.8%。对斑马鱼早期胚胎和成鱼各组织进行RT-PCR检测,结果显示HO1转录本母源存在,HO1 mRNA的表达水平在尾芽期前较低,到咽囊期迅速上升并稳定在较高水平。HO1基因在斑马鱼成鱼多个组织中均有表达,在肝脏、脾、鳃、肾中的表达量较高。WISH结果显示,HO1基因在斑马鱼胚胎的卵黄合胞层、眼和血液中的表达量较高。利用超表达和基因敲降技术发现,注射HO1 mRNA使HO1基因过表达对斑马鱼早期胚胎发育无明显影响。注射HO1 MO使HO1基因表达抑制可导致斑马鱼胚胎出现发育迟缓、围心腔水肿、尾部消失等不同程度的畸形。HO1 MO导致的斑马鱼胚胎发育异常可被HO1 mRNA回复。利用Real-Time PCR研究发现,HO1基因表达抑制可导致IGF1表达量显著下降,IGFBP1表达量显著升高。这些结果表明斑马鱼HO1基因可通过调节IGF信号途径调控胚胎的正常发育。       

黄体酮对成年斑马鱼下丘脑-垂体-性腺轴相关基因转录表达的干扰效应

黄体酮(P4)是一种类固醇激素。为了探究P4的内分泌干扰效应, 选择成年斑马鱼(Danio rerio)作为受试生物, 研究了P4对斑马鱼下丘脑-垂体-性腺轴(HPG轴)相关基因转录表达影响。成年斑马鱼在不同浓度P4(2、11和16 ng•L–1)下处理21 d。结果显示: 暴露于高浓度组的P4能够抑制雌鱼大脑中促性腺激素释放激素2(gnrh2)、促性腺激素释放激素3(gnrh3), 卵泡刺激素(fshb)、雌激素受体1(esr1)基因的转录表达; 然而诱导了雄鱼大脑中fshb、黄体生成素(lhb)、雄激素受体(ar)基因的转录表达, 这些转录变化暗示了P4对成年斑马鱼有潜在的弱雄激素效应。此外, P4暴露对雌鱼卵巢和雄鱼精巢类固醇合成途径中固醇激素合成急性调节蛋白(star)、细胞色素p450介导侧链裂解酶(cyp11a1)、17α羟化酶(cyp17)、卵巢细胞色素P450芳香化酶(cyp19a1a)、11β羟化酶(cyp11b)、羟基类固醇3β脱氢酶(hsd3b)、羟基类固醇20β脱氢酶(hsd20b)、羟基类固醇17β脱氢酶3(hsd17b3)、羟基类固醇11β脱氢酶2(hsd11b2)以及受体信号途径中孕激素受体(pgr)、esr1、ar基因的转录表达没有显著影响。可见, 在P4暴露下, 斑马鱼大脑比性腺更加敏感。总而言之, P4能够改变斑马鱼大脑中HPG轴相关基因的转录表达水平, 进而对斑马鱼的内分泌系统具有潜在的危险。     

油红O染色在斑马鱼体内脂质染色中的应用

目的探索油红O在斑马鱼体内脂质染色中的技术方法。方法取受精后4d的斑马鱼幼鱼,4%多聚甲醛固定12h后,用油红0工作液对整鱼进行染色,比较不同的染色时间及不同的染料浓度对油红O染色效果的影响。结果斑马鱼脑组织、卵黄囊、鱼鳔及血管内的脂质被油红O染色。油红0液浓度0.3%、染色时间3h时斑马鱼整鱼油红O染色效果较好。结论油红O可对斑马鱼体内的脂质进行染色,可用于斑马鱼脂代谢研究。