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斑馬魚(yú)用于識(shí)別癌變和腫瘤進(jìn)展的研究

瀏覽次數(shù):1055 發(fā)布日期:2021-8-27  來(lái)源:MedChemExpress
斑馬魚(yú)和青鳉魚(yú)都是模式生物界冉冉升起的新星。尤其是斑馬魚(yú),這種水生生物的外表和哺乳動(dòng)物相比,簡(jiǎn)直風(fēng)馬牛不相及,為什么越來(lái)越多的用于疾病領(lǐng)域呢?

研究顯示,斑馬魚(yú)和人類基因組的同源性高達(dá) 70% 以上。斑馬魚(yú)的基因組與人類疾病相關(guān)基因的相似性高達(dá) 80%。和人相比,斑馬魚(yú)的生理機(jī)能非常保守 (有時(shí)候比嚙齒類動(dòng)物更保守),如心臟電生理學(xué)。

 

此外,斑馬魚(yú)和人類一樣,會(huì)自然的產(chǎn)生癌變,且大多數(shù)致癌基因和腫瘤抑制基因在進(jìn)化上是保守的。由于斑馬魚(yú)的相對(duì)透明性,可用于識(shí)別癌變和腫瘤進(jìn)展的研究。與哺乳動(dòng)物不同,斑馬魚(yú)的胚胎是在外部發(fā)育的。斑馬魚(yú)還有著遠(yuǎn)優(yōu)于哺乳動(dòng)物的繁殖能力,性成熟的雌性斑馬魚(yú),平均每條魚(yú) 1-2 天可產(chǎn)卵幾十到幾百顆。

圖 1. 斑馬魚(yú)有多適合人類藥物研究?[1]

圖 2. 不同模式生物間的比較[2]

 

體外給藥
細(xì)胞實(shí)驗(yàn)
細(xì)胞的孵育和給藥與哺乳動(dòng)物細(xì)胞基本一致,但培養(yǎng)溫度不一樣 (魚(yú)類細(xì)胞一般是 28 攝氏度)。這里就不贅述啦,大家都是老手了。
胚胎實(shí)驗(yàn)
研究顯示,像 DMSO、DMF、乙醇、***這些常見(jiàn)的小分子藥物溶劑,斑馬魚(yú)胚胎和幼體的耐受度在 0.5-2.5% (孵育時(shí)間 24 小時(shí))。
以 DMSO 為例,細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中一般不超過(guò) 0.1%,而斑馬魚(yú)胚胎和幼體通常暴露于高達(dá) 1% DMSO 環(huán)境中,斑馬魚(yú)毒性實(shí)驗(yàn)中,胚胎對(duì) 2.5% DMSO 耐受性都很好。友情提示,大多數(shù)胚胎孵育,DMSO 終濃度還是控制在 0.1% 以下的喲。不要輕易在危險(xiǎn)的邊緣試探喲!

圖 3. 斑馬魚(yú)對(duì)常見(jiàn)有機(jī)溶劑的耐受程度[3]

 


體內(nèi)給藥
腹腔注射
先用麻藥 (如 Tricaine 100-120 mg/mL) 將魚(yú)麻醉 30-60s (直到只看得到鰓在動(dòng),切忌太久,超過(guò) 20-30s 就可能造成斑馬魚(yú)死亡),使用微量進(jìn)樣器注射 5-10 μL 左右。2016 年,發(fā)表在 Dis Model Mech 期刊上的一篇研究,斑馬魚(yú)口服給藥,DMSO 濃度達(dá)到了 10%。
藥浴
Terfenadine 誘導(dǎo)斑馬魚(yú) QTc 延長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)中,使用藥浴的方式進(jìn)行處理,DMSO 終濃度達(dá)到了 1%,孵育時(shí)間為 10 分鐘。


青鳉個(gè)體小、繁殖快、近交品系多、突變體多,有完整的基因組序列,與大多數(shù)魚(yú)類不同,青鳉具有二倍體染色體結(jié)構(gòu),是唯一擁有雄性性別決定基因和雌性決定基因的脊椎動(dòng)物。多種干細(xì)胞系的建立為研究基因功能所需的細(xì)胞生物學(xué)研究提供了良好的平臺(tái)。ZFN 和 TALENs,尤其是 CRISP Cas9 技術(shù)在青鳉中均已成功應(yīng)用。越來(lái)越多的學(xué)者以青鳉為模式物種進(jìn)行生殖細(xì)胞發(fā)育等功能研究。

 

 

 

參考文獻(xiàn)

1. Kerstin Howe, Derek L. Stemple, et al. The zebrafish reference genome sequence and its relationship to the human genome. Nature. 2013 Apr 25;496(7446):498-503.

2. Calum A MacRae, and Randall T Peterson. Zebrafish as tools for drug discovery. Nat Rev Drug Discov. 2015 Oct;14(10):721-31.

3. CongXu-9-The zebrafish as a model for human disease. Fish Physiology Volume 29, 2010, Pages 345-365.

4. Keon Yong Lee, Kwan Hyi Lee, et al. Zebrafish models for functional and toxicological screening of nanoscale drug delivery systems: promoting preclinical applications. Biosci Rep. 2017 Jun 8;37(3):BSR20170199.

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6. Adam Stewart, Allan V. Kalueff, et al. Intraperitoneal Injection as a Method of Psychotropic Drug Delivery in Adult Zebrafish. Neuromethods. 2011.

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8. Stephan Kirchmaier, Felix Loosli, et al. The genomic and genetic toolbox of the teleost medaka (Oryzias latipes). Genetics. 2015 Apr;199(4):905-18.

9. Y Wakamatsu, K Ozato, et al. Fertile and diploid nuclear transplants derived from embryonic cells of a small laboratory fish, medaka (Oryzias latipes). Proc Natl Acad Sci U S A. 2001 Jan 30;98(3):1071-6.

 

來(lái)源:上海皓元生物醫(yī)藥科技有限公司
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