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斑马鱼肿瘤异种移植模型的优势
在目前的临床前抗肿瘤研究中，普遍缺乏能够快速高效筛选有效抗肿瘤药物的体内模型。斑马鱼作为与人类基因相似度高达 87% 的物种，已被广泛用于模拟人类疾病，被认为是研究癌症发展、增殖和转移的替代经济模型。斑马鱼肿瘤异种移植模型已被有效用于各个层面的癌症药物开发，包括靶标验证和可能参与肿瘤调控的长链非编码 RNA (lncRNA) 的高通量筛选。在这篇综述中，我们全面概述了斑马鱼作为癌细胞生长、迁移、抗肿瘤免疫治疗和抗肿瘤药物筛选的体内模型。此外，一些活性 lncRNA 的调控机制已被确定在癌症的发病机制中发挥作用，但仍有必要利用高效的斑马鱼模型来筛选和进一步了解这些分子在肿瘤发展和迁移中的作用。目前的抗肿瘤疗法受到严重毒性和多药耐药性的限制。迫切需要经济高效的体内研究工具来提高我们的理解并克服这些问题。本文综述了使用斑马鱼模型进行抗肿瘤研究的不同目的。我们讨论了斑马鱼在癌细胞增殖和转移、识别信号通路、癌症药物发现和治疗开发以及毒性研究中的应用。最后，本综述强调了该领域的局限性和未来方向，以有效利用斑马鱼作为癌症治疗开发的高效模型。
短期和长期神经行为的发育暴露于斑马鱼
摘要：自闭症谱系障碍（ASD）是一种神经发育障碍，其特征是社会互动和沟通，焦虑，多动症和兴趣仅限于特定受试者的障碍。除了遗传因素外，多个环境因素与ASD的发展有关。动物模型可以作为了解ASD复杂性的关键工具。在这项研究中，通过将胚胎暴露于替代后的4至48 h，将胚胎暴露于丙戊酸（VPA），从而在斑马鱼中开发了一种ASD的化学模型，并将其饲养到鱼水中的成人阶段。首次将行为分析和神经递质概况的综合方法用于确定在幼虫和成人阶段对早期暴露于VPA的影响。幼虫显示出多动症，视觉和振动逃生反应的降低，以及谷氨酸升高和乙酰胆碱和去甲肾上腺素水平的降低，神经递质的变化。来自VPA处理的胚胎的成年人表现出受损的社会行为，其特征是较大的浅滩尺寸和对其种类的兴趣减少。神经递质分析显示，大脑中多巴胺和GABA水平显着降低。这些结果支持该模型对ASD研究的潜在预测有效性。
利用斑马鱼研究胰腺发育，再生和糖尿病
斑马鱼胰腺的特征，与胰岛功能和建模斑马鱼的糖尿病相关的特征已成为了解器官发育和组织再生的强大模型。它也已被广泛应用于糖尿病研究和化学生物学领域。像哺乳动物胰腺一样，斑马鱼胰腺主要由外分泌和内分泌细胞组成[1]。在外分泌胰腺中，导管细胞逐渐形成腔内结构，以促进由腺泡细胞分泌的消化酶的转运，从而向肠道分泌。内分泌细胞聚集在一起，并构造了名为胰岛的细腻组织结构。Within the islets, there are several endocrine cell types, including insulin-secreting β -cells, glucagon-secreting α -cells, somatostatin-secreting δ -cells, ghrelin-secreting ε -cells, and in zebra fi sh also glucose-dependent insulinotropic polypeptide (GIP)-secreting cells.此外，斑马鱼胰腺是一种高度血管化器官，具有大量的血管内部细胞，平滑肌细胞和周细胞[2，3]。胰岛脉管系统对于维持全身葡萄糖稳态至关重要，因为它使胰岛细胞能够感知血糖水平。因此，它参与调节胰岛细胞的旁分泌/自分泌作用，并在调节胰岛素和胰高血糖素分泌的平衡。
内分泌学杂志 - Bioscientifica
雄激素在斑马鱼雄性生殖发育和功能中的作用尚不清楚。为了研究这个主题，我们使用 CRISPR/Cas9 生成 cyp11c1（11 β-羟化酶）突变斑马鱼品系。我们的研究证实了最近发表的关于另一种 cyp11c1 − / − 突变斑马鱼品系的发现，并报告了 Cyp11c1 功能丧失导致的表型的新方面。我们报告称，Cyp11c1 缺陷斑马鱼主要表现出雌性第二性征，但可能拥有卵巢或睾丸。此外，我们观察到 cyp11c1 − / − 突变雄性斑马鱼严重缺乏雄激素和皮质醇。这些结果进一步证明，雄激素对于斑马鱼睾丸的形成是可有可无的，正如之前在雄激素缺乏和雄激素抗性的斑马鱼中证实的那样。在此，我们显示 cyp11c1 − / − 突变斑马鱼的睾丸表现出混乱的管状结构；并且首次证明连接睾丸和泌尿生殖口的精索管在雄激素缺乏的斑马鱼中严重发育不全。此外，我们还显示 cyp11c1 − / − 突变斑马鱼的精子发生和特征性繁殖行为受损。在 Cyp11c1 缺陷的斑马鱼的睾丸中，A 型精原细胞标记物 nanos2 的表达显著增加，而精子发生后期阶段的标记物的表达显著降低。这些观察结果表明在斑马鱼中，A 型精原细胞的产生不依赖于雄激素，但 A 型精原细胞的分化是一个依赖雄激素的过程。总体而言，我们的结果表明，虽然雄激素不是睾丸形成所必需的，但它们在决定第二性征、曲细精管的正确组织和男性生殖细胞的分化方面发挥着重要作用。
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的斑马鱼模型（...
图 1. NAD + 生物合成和补救。生物体 NAD + 来自饮食前体来源，以蓝色矩形背景表示。NAD + 前体通过犬尿氨酸（黄色）和 Preiss-Handler（橙色）生物合成途径流动或被纳入补救途径（灰色）。大部分细胞 NAD + 来自补救途径。NAD + 被 PARP 和 sirtuins 等酶作为底物（补救途径中的星号）消耗。KYNU、HAAO 和 NADSYN1 基因的功能丧失突变（编码生物合成途径中的酶）导致 NAD + 耗竭和 CNDD。
斑马鱼胚胎发生过程中的翻译控制中的 UTR
1 巴塞尔大学生物中心，瑞士巴塞尔 4056。2 华盛顿大学电气与计算机工程系，美国华盛顿州西雅图 98195。3 华盛顿大学 Paul G. Allen 计算机科学与工程学院，美国华盛顿州西雅图 98195。4 Allen 细胞谱系追踪发现中心，美国华盛顿州西雅图 98195。联系方式：madalena.pinto@unibas.ch (MMR-P.)；alex.schier@unibas.ch (AFS)
利用 Ace2N-mNeon 探索斑马鱼胚胎发生过程中的生物电
生物电是存在于所有细胞中的一种基本生物物理现象，通过调节神经信号传导、模式形成和癌症抑制等过程，在胚胎发生过程中发挥着至关重要的作用。精确监测生物电信号及其在整个发育过程中的动态变化对于增进我们对高等生物的了解至关重要。然而，缺乏适合在早期发育过程中绘制生物电信号的技术，极大地限制了我们解释这些机制的能力。为了应对这一挑战，我们在斑马鱼中开发了一个 Ace2N-mNeon 表达文库，该文库在受精后 4 小时到受精后至少 5 天内表现出膜定位，并在整个发育过程中在多种细胞类型中广泛表达。我们验证了该文库用于研究生物电变化的用途，通过电压成像记录不同发育阶段的神经元和心肌细胞中的信号。通过这种方法，我们发现了早期胚胎发生过程中同步神经元活动的证据，并观察到随着发育的进展，心肌细胞中的电压动态更快。我们的结果表明，Ace2N-mNeon 库是发育生物电研究的宝贵工具，支持电压成像和荧光寿命成像 (FLIM) 等先进技术。这些方法能够在整个发育过程中对不同细胞类型的生物电信号进行非侵入性、动态监测，大大超越了当前电生理技术的能力。
单细胞转录组揭示斑马鱼卵巢的发育和功能
摘要：斑马鱼是一种成熟的研究生物，为我们理解脊椎动物组织和器官的发育做出了许多贡献，但我们对调节性腺发育、性别和生殖的基因的理解仍然存在重大差距。与许多器官（如大脑和心脏）在发育的最初几天内形成的发育不同，斑马鱼性腺直到幼虫阶段（受精后 ≥ 5 天）才开始形成。因此，正向遗传筛选已确定了极少数性腺发育所需的基因。此外，识别性腺中表达基因的大量 RNA 测序研究没有足够的分辨率来定义可能在这些器官的发育和功能中发挥重要作用的小细胞群。为了克服这些限制，我们使用单细胞 RNA 测序来确定从幼年斑马鱼卵巢中分离的细胞的转录组。这得到了 10,658 个生殖细胞和 14,431 个体细胞的图谱。我们的生殖细胞数据代表了从生殖系干细胞到早期减数分裂卵母细胞的所有发育阶段。我们的体细胞数据代表了所有已知的体细胞类型，包括卵泡细胞、卵泡膜细胞和卵巢基质细胞。进一步分析发现，在这些广义的细胞类型中，存在数量出乎意料的细胞亚群。为了进一步确定它们的功能意义，我们确定了这些细胞亚群在卵巢内的位置。最后，我们使用基因敲除实验来确定 foxl2l 和 wnt9b 分别对卵母细胞发育和性别决定和/或分化的作用。我们的结果揭示了斑马鱼卵巢发育和功能的新见解，转录组谱将为未来的研究提供宝贵的资源。
使用 Dharmacon Edit- 对斑马鱼胚胎进行显微注射……
图 1：微注射 Edit-R Cas9 核酸酶 mRNA 和合成 crRNA:tracrRNA 的斑马鱼胚胎具有可检测的编辑事件。仅微注射 Edit-R Cas9 mRNA（+/+ 泳道）或微注射 Edit-R Cas9 mRNA 加靶向 GFP 的 crRNA:tracrRNA（+ 泳道）。注射后 2 天制备基因组 DNA，并使用位于切割位点两侧的引物进行 PCR。使用 T7EI 进行 DNA 错配分析，并在 2% 琼脂糖凝胶上分离样品。使用 ImageJ 软件估计由于基因编辑而导致的插入和缺失百分比 (Indel %)，并显示在泳道底部。在所分析的斑马鱼胚胎中，75% 实现了使用靶向 GFP 的 crRNA:tracrRNA 编程的 Cas9 mRNA 的靶向 DNA 切割。
抑制 mTOR 或 MAPK 可改善斑马鱼的 vmhcl/myh7 心肌病
简介心肌病 (CM) 是一组异质性心肌疾病，可分为肥厚性 CM (HCM)、扩张性 CM (DCM) 和限制性 CM (RCM) (1–4)。已鉴定出 CM 的遗传因素，且有 100 多个基因与不同类型的 CM 相关 (5, 6)。已建立动物模型并用于发现关键信号通路和治疗策略。已鉴定出至少 7 条具有治疗潜力的 CM 信号通路，包括丝裂原活化蛋白激酶 (MAPK) 信号转导、mTOR 信号转导、β -肾上腺素能受体信号转导、磷酸二酯酶 5 (PDE5) 信号转导、组蛋白去乙酰化酶 (HDAC) 信号转导、Ca 2+ /钙调蛋白依赖性激酶 II 信号转导和钙调磷酸酶-活化 T 细胞核因子 (Cn-NFAT) 信号通路 (7–9)。例如，mTOR 是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，在调节心肌细胞蛋白质稳态方面起着关键作用 (10–12)；通过药理学或遗传学方法部分抑制 mTOR 可对几种类型的心肌病产生心脏保护作用，包括 lamp2 相关 HCM (13)、bag3 相关和层蛋白 A/C 相关 DCM (14, 15) 以及贫血和阿霉素诱发的心肌病 (DIC) (16)。相反，已发现 MAPK 几乎在每种应激和激动剂诱发的肥大刺激下都会激活，并以独特的方式调节心脏离心和向心生长之间的平衡 (17, 18)。 MAPK 的激活会导致离心性肥大并促进肌细胞延长，而抑制细胞外信号调节激酶 (ERK) 通路会减弱对压力超负荷的肥大反应 (19)。MYH7，也称为 β - 肌球蛋白重链，是第一个被确定的 CM 致病基因，后来被确定为约 18% 的 HCM 病例的病因 (20–22)。在人类中，MYH7 与 MYH6 串联位于 14 号染色体上，MYH7 是位于 MYH6 上游的主要成体亚型。在小鼠中，Myh7 和 Myh6 也串联位于 14 号染色体上；然而，上游的 Myh7 基因