在生命科学的浩瀚星空中,模式生物宛如璀璨星辰,为人类洞悉复杂生命现象、攻克棘手医学难题提供关键线索。斑马鱼,凭借其独特的生物学特性,脱颖而出成为备受瞩目的模式生物;而基于斑马鱼的 Cdx 模型,更是在胚胎发育、疾病研究以及药物筛选等前沿领域熠熠生辉,拓展出全新研究版图。斑马鱼胚胎发育是一场奇幻且精密的生命演绎,Cdx 基因家族在其中扮演不可或缺的 “导演” 角色,斑马鱼 Cdx 模型则如同高倍显微镜,将发育细节纤毫毕现地呈现出来。Cdx 家族成员在胚胎形成伊始便活跃起来,受精卵刚开启分裂之旅,它们就着手规划细胞的命运蓝图。斑马鱼的骨骼系统虽简单,但支撑身体和保护内脏。斑马鱼的原味杂交
环特生物提供基于斑马鱼模型的基因编辑服务,利用CRISPR/Cas9技术快速在斑马鱼模型中验证人类遗传病、筛选致病基因、研究基因功能及作用通路等,主要研究领域为婴幼儿发育畸形、罕见病、神经系统疾病、心脑的血管疾病、血液病、生殖缺陷等。相较于哺乳动物基因编辑的试验周期长(一般1年以上)、表型不直观(一般需染色)、研究成功率低等缺点,斑马鱼基因编辑模型主要优势有:1.实验周期快,快可在2周内进行疾病相关的表型观察(F0代高效瞬时敲降),3个月内完成稳定品系构建(杂合子F1代3个月,纯合子F2代6个月,子代数量多);2. 直观、多维度地活的动态观察(可对特定organ组织细胞进行荧光标记,利用透明斑马鱼活的观察和成像,哺乳动物上很难实现);3. 研究成功率高(与哺乳动物相比较,斑马鱼基因编辑效率高,样本数量多,可同时测试多个相关基因,比较大化保证研究的成功率)。斑马鱼的原味杂交斑马鱼的视网膜结构复杂,对光的感知和处理精细。
斑马鱼的胚胎发育过程极具研究价值。其胚胎在体外发育,并且在早期阶段是透明的,这一特性使得研究人员能够借助显微镜直接观察到胚胎内部细胞的分裂、分化以及各种organ的形成过程,犹如在一个天然的 “透明实验室” 中见证生命的孕育与成长。在受精后的 24 小时内,斑马鱼胚胎就已经开始分化出多个胚层,随后,心脏、神经管、眼睛等重要organ逐渐形成,整个胚胎发育过程在较短时间内完成,通常在 3 - 5 天内幼鱼即可孵化。这种快速而有序的发育模式为研究发育生物学的基本原理和机制提供了较好的机会。
在胚胎脑部雏形初现、脊髓尚在萌芽之际,Cdx 基因悄然发力。它间接调控神经干细胞的增殖速率与分化方向,好似一位严苛的 “导师”,把控 “学生” 数量与 “专业” 走向,只为生成契合斑马鱼早期生存需求的神经元群体。借助先进的基因敲除与huo体成像技术,科学家们洞察到,当 Cdx 基因表达失衡时,斑马鱼幼鱼瞬间陷入 “运动困境”:游泳姿态怪异,频繁原地打转、毫无方向地侧翻,仿若迷失在茫茫水域的孤舟。原来,脊髓内运动神经元发育 “折戟”,轴突生长迷失方向,难以精细对接肌肉纤维,致使肌肉接收大脑指令时 “一头雾水”,收缩舒张杂乱无章。不仅如此,Cdx 基因还深度融入神经回路的构建流程,携手其他神经发育关键基因,精心铺设从外界刺激感知、信号中枢处理,再到肌肉运动响应的信息 “高速路”,多方位保障斑马鱼神经系统的高效、精细运行。研究斑马鱼的脑结构有助于理解认知和学习的基础。
由于斑马鱼与人类在基因和生理方面的相似性,斑马鱼实验模型在人类疾病研究中发挥着日益重要的作用。在tumor研究方面,斑马鱼可以通过移植人类肿瘤细胞或利用转基因技术诱导tumor形成,构建tumor模型。研究人员可以观察肿瘤细胞在斑马鱼体内的生长、侵袭和转移过程,以及tumor微环境的变化。例如,在黑色素瘤研究中,将人类黑色素瘤细胞移植到斑马鱼体内,发现肿瘤细胞能够在斑马鱼的血管丰富区域快速生长,并形成转移灶,这与人类黑色素瘤的转移过程具有一定的相似性。通过对斑马鱼tumor模型的研究,可以筛选和鉴定潜在的抗tumor药物,为tumor医疗提供新的思路和方法。斑马鱼的消化系统包括口腔、食道、胃和肠道等organ。斑马鱼的原味杂交
斑马鱼的口腔中有牙齿,可辅助摄取食物并进行初步咀嚼。斑马鱼的原味杂交
在神经系统疾病研究领域,斑马鱼也发挥着重要作用。斑马鱼的神经系统相对简单,但包含了脊椎动物神经系统的基本组成部分。通过构建神经退行性疾病模型,如阿尔茨海默病、帕金森病模型,观察斑马鱼神经系统中神经元的损伤、神经递质的变化以及行为学异常等表现,有助于揭示这些疾病的病理过程。例如,在阿尔茨海默病模型中,斑马鱼会出现记忆力减退、学习能力下降等行为变化,同时大脑中会出现类似人类患者的淀粉样蛋白沉积,这为研究该疾病的病因和寻找治疗方法提供了有力的工具。斑马鱼的原味杂交