看似專注于軀體架構(gòu)規(guī)劃的斑馬魚cdx基因,實(shí)則與神經(jīng)發(fā)育也有著千絲萬縷聯(lián)系。在胚胎腦部及脊髓雛形初現(xiàn)階段,cdx基因悄然施展影響力。它間接調(diào)控神經(jīng)干細(xì)胞的增殖與分化節(jié)拍,確保生成足量神經(jīng)元,滿足斑馬魚早期感知外界、驅(qū)動身體所需。舉例而言,科研人員利用基因編輯技術(shù)適度降低cdx表達(dá)量后,斑馬魚幼魚出現(xiàn)游泳姿態(tài)異常,頻繁打轉(zhuǎn)、失衡側(cè)翻。深入探究得知,脊髓中運(yùn)動神經(jīng)元發(fā)育受損,軸突延伸受阻,無法精細(xì)連接肌肉纖維,致使肌肉接收指令紊亂。cdx基因還參與構(gòu)建神經(jīng)回路,協(xié)同其他神經(jīng)發(fā)育關(guān)鍵基因,塑造從感覺輸入到運(yùn)動輸出的信息傳遞路徑,助力斑馬魚神經(jīng)系統(tǒng)精細(xì)“布線”,在水中靈動游弋、機(jī)敏避險(xiǎn)。低溫環(huán)境會使斑馬魚的活動能力下降,代謝減緩。斑馬魚基因敲除科研實(shí)驗(yàn)外包
水生環(huán)境日益惡化,斑馬魚Cdx環(huán)境監(jiān)測技術(shù)化身靈敏哨兵,守護(hù)水域生態(tài)平衡。斑馬魚生存與水環(huán)境緊密相連,Cdx基因作為應(yīng)激響應(yīng)關(guān)鍵樞紐,對溫度波動、化學(xué)污染、病原體入侵等脅迫反應(yīng)迅速。水溫驟變時,Cdx環(huán)境監(jiān)測技術(shù)顯示Cdx基因上調(diào)熱休克蛋白基因表達(dá),維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定;若水體遭受重金屬、有機(jī)污染物污染,Cdx基因jihuo肝臟、腎臟jiedu酶基因,科研人員通過實(shí)時定量PCR、基因芯片等技術(shù)監(jiān)測Cdx及相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平變化,量化污染程度。斑馬魚科研文獻(xiàn)寫作一些化學(xué)物質(zhì)會干擾斑馬魚的內(nèi)分泌系統(tǒng)正常功能。
運(yùn)用 CRISPR-Cas9 系統(tǒng)時,設(shè)計(jì)特異性引導(dǎo) RNA(gRNA)精細(xì)靶向 Cdx 基因特定序列,Cas9 蛋白隨即切割 DNA 雙鏈,制造雙鏈斷裂。細(xì)胞自主修復(fù)過程中,通過插入、缺失或替換堿基,實(shí)現(xiàn) Cdx 基因定點(diǎn)突變。這一操作能模擬人類先天性疾病相關(guān)基因突變場景,如敲除斑馬魚 Cdx 基因關(guān)鍵位點(diǎn),幼魚精細(xì)呈現(xiàn)脊柱發(fā)育不全、腸道畸形等表型,與人類患者病癥高度相似,為探究疾病發(fā)病分子機(jī)制提供活的模型。TALEN 技術(shù)則利用人工設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)錄jihuo樣效應(yīng)因子核酸酶,同樣精細(xì)定位 Cdx 基因,誘導(dǎo)突變。相較于 CRISPR-Cas9,它在某些復(fù)雜基因位點(diǎn)編輯上更具優(yōu)勢,脫靶率更低,保障實(shí)驗(yàn)精細(xì)性。這些基因編輯技術(shù)不僅用于構(gòu)建疾病模型,還助力解析 Cdx 基因功能網(wǎng)絡(luò),通過逐一敲除上下游調(diào)控基因,勾勒完整調(diào)控圖譜,明晰胚胎發(fā)育指揮鏈。
斑馬魚實(shí)驗(yàn)在藥物篩選方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢,使其成為藥物研發(fā)過程中的重要環(huán)節(jié)。首先,斑馬魚繁殖快、子代數(shù)量多,可以在短時間內(nèi)獲得大量的實(shí)驗(yàn)樣本,這有利于對大量化合物進(jìn)行高通量篩選。其次,由于斑馬魚體型小,藥物的使用劑量相對較少,很大降低了藥物篩選的成本。在藥物篩選實(shí)驗(yàn)中,將斑馬魚胚胎或幼魚暴露于不同的藥物或化合物中,觀察其對斑馬魚生長發(fā)育、生理功能或疾病表型的影響。例如,在抗ancer藥物篩選中,可以將人類腫瘤細(xì)胞移植到斑馬魚體內(nèi)構(gòu)建tumor模型,然后將候選藥物作用于該模型,通過觀察腫瘤細(xì)胞的生長抑制情況、斑馬魚的生存狀態(tài)等指標(biāo)來評估藥物的抗ancer效果。這種體內(nèi)藥物篩選模型能夠更真實(shí)地反映藥物在生物體內(nèi)的作用效果,相比傳統(tǒng)的體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)具有更高的可靠性。此外,斑馬魚實(shí)驗(yàn)還可以與現(xiàn)daisheng物技術(shù)相結(jié)合,如基因芯片技術(shù)、蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)等,對藥物作用的分子機(jī)制進(jìn)行深入研究。通過分析藥物處理前后斑馬魚基因表達(dá)譜和蛋白質(zhì)表達(dá)水平的變化,能夠更多方位地了利用斑馬魚可研究tumor發(fā)生機(jī)制,尋找抵抗ancer的新靶點(diǎn)。
水生生態(tài)環(huán)境脆弱不堪,水溫驟變、化學(xué)污染、微生物侵襲等威脅紛至沓來。斑馬魚 Cdx 模型搖身一變,成為環(huán)境毒理學(xué)研究的警示燈,實(shí)時監(jiān)測環(huán)境脅迫對生物的影響。水溫大幅波動時,細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)穩(wěn)定性遭到挑戰(zhàn),斑馬魚 Cdx 模型顯示,Cdx 基因迅速上調(diào)熱休克蛋白表達(dá),維持蛋白質(zhì)正常構(gòu)象,保障細(xì)胞生理功能,若 Cdx 基因響應(yīng)受阻,斑馬魚胚胎發(fā)育停滯、幼魚死亡。水體遭受重金屬、農(nóng)藥污染時,Cdx 基因帶動斑馬魚啟動jiedu機(jī)制,jihuo肝臟、腎臟jiedu酶基因,加速毒物代謝排出。科研人員通過監(jiān)測 Cdx 基因及關(guān)聯(lián)jiedu通路活性,精細(xì)量化污染程度;一旦發(fā)現(xiàn)異常,即刻發(fā)出預(yù)警,助力及時治理污染、保護(hù)水生生物多樣性。面對病原體肆虐,Cdx 基因與免疫基因協(xié)同作戰(zhàn),增強(qiáng)斑馬魚免疫細(xì)胞活性,抵御病菌入侵,基于此模型,可研發(fā)新型水產(chǎn)養(yǎng)殖病害防控策略,守護(hù)漁業(yè)健康發(fā)展。其胚胎透明,在顯微鏡下可清晰觀察發(fā)育過程,助于研究organ形成。斑馬魚報(bào)告外包
斑馬魚的免疫系統(tǒng)能識別和清理體內(nèi)的病原體。斑馬魚基因敲除科研實(shí)驗(yàn)外包
斑馬魚功效評價(jià)體系●基于表型對斑馬魚的一些臟器或細(xì)胞在顯微鏡下進(jìn)行觀察,進(jìn)而評估功效,如血管、腸道、卵黃囊、神經(jīng)、中性粒細(xì)胞與紅細(xì)胞等●基于生化指標(biāo)通過染色、試劑盒等方法對功效進(jìn)行測試,如ROS染色、脂肪染色或酶含量檢測等●基于分子生物學(xué)通過PCR的方法對特定基因的表達(dá)水平進(jìn)行定量,也可進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組學(xué)的實(shí)驗(yàn)●基于行為學(xué)通過對斑馬魚的運(yùn)動情況對一些功效進(jìn)行評價(jià),如睡眠、緩解體力疲勞、改善記憶等斑馬魚安全評價(jià)體系●胚胎毒性檢測將新受精的斑馬魚胚胎在受試物前處理液中暴露24h質(zhì)量產(chǎn)品處理的斑馬魚胚胎生長發(fā)育正常劣質(zhì)產(chǎn)品會誘發(fā)斑馬魚胚胎毒性甚至死亡斑馬魚基因敲除科研實(shí)驗(yàn)外包