摘要:肌肉营养不良(MDS)是肌病的异质群,其特征是进行性肌肉无力导致心脏或呼吸衰竭导致死亡。MD是由参与肌肉纤维发育和组织的基因突变引起的。到目前为止,已经开发了几种具有MD相关基因突变的亚型模型。与啮齿动物一起,斑马鱼是用于重现MD的最流行的动物模型之一,因为与人类基因组具有高序列同源性及其遗传性可操作性。本综述描述了MD的最重要的斑马鱼突变体模型以及用于生成和表征所有这些有价值的转基因线的最先进的工具。通过将突变引入具有不同遗传技术的肌肉特异性基因,例如(i)N-乙基n-硝基库(ENU)治疗,(ii)注入了基于(III)TOL2 TOL2 TOR2 TORMES,(III)TALENEN,(IV)TALEN,(IV)TALEN,(IV)TALEN,(IV)TALEN,(IIV)。所有这些模型都被广泛用于研究肌肉发育和功能或了解MDS的致病机制。还开发了几种工具来通过检查(i)运动行为,(ii)肌肉结构,(iii)氧化应激以及(iv)线粒体功能和动力学来表征这些斑马鱼模型。此外,基于在肌肉特异性启动子或响应元素控制下荧光报告蛋白表达的活物生物传感器模型已被发现是在单个肌肉纤维水平上遵循分子动力学的强大工具。因此,MD的斑马鱼模型也可以成为寻找能够阻止或减慢疾病进展的新药或基因疗法的强大工具。
摘要:转录因子 MEF2C 在神经元、心脏、骨骼和软骨的分子过程以及颅面发育中至关重要。MEF2C 与人类疾病 MRD20 有关,该疾病患者的神经元和颅面发育异常。通过表型分析,对斑马鱼 mef2ca;mef2cb 双突变体进行了颅面和行为发育异常分析。采用定量 PCR 检测突变幼虫中神经元标记基因的表达水平。通过 6 dpf 幼虫的游泳活动分析了运动行为。我们发现 mef2ca; mef2cb 双突变体在早期发育过程中表现出几种异常表型,包括已经在携带每个旁系同源物突变的斑马鱼中描述的表型,以及 (i) 严重的颅面表型(包括软骨和真皮骨结构)、(ii) 由于心脏水肿破坏而导致的发育停滞和 (iii) 行为的明显改变。我们证明在斑马鱼 mef2ca ; mef2cb 双突变体中观察到的缺陷与之前在 MEF2C 缺陷小鼠和 MRD20 患者中描述的缺陷相似,证实了这些突变系可作为 MRD20 疾病研究、新治疗靶点识别和可能的挽救策略筛选的模型。
1 免疫学-疫苗学,传染病和寄生虫病系,动物与健康基础与应用研究(FARAH),列日大学兽医学院,B-4000 列日,比利时 2 斑马鱼发育与疾病模型实验室,GIGA-疾病分子生物学,列日大学,B-4000 列日,比利时 3 MRC-格拉斯哥大学病毒研究中心,格拉斯哥 G61 1QH,英国 4 UMR-I 02 环境应激与水环境生物监测(SEBIO),UFR 精确与自然科学,兰斯香槟阿登大学,CEDEX 2,51687 兰斯,法国 5 香农理工大学生物科学研究所, N37 HD68 阿斯隆,韦斯特米斯郡,爱尔兰 * 通信地址:owen.donohoe@uliege.be (OD);a.vdplasschen@uliege.be (AV);电话:+32-4-366-43-79 (OD);+32-486-45-13-53 (AV) † 这些作者对本文的贡献相同。
摘要:Persenilin 2(PS2)中的突变与遗传性阿尔茨海默氏病(AD)的发展有因果关系。除了作为γ-分泌酶复合物的一部分的作用外,作为单个蛋白质的哺乳动物PS2在越来越多的细胞过程中也涉及到AD的越来越多的细胞过程。为了获得对PS2(DYS)函数的更多见解,我们已经生成了Presenilin2(PSEN2)基因敲除斑马鱼线。我们发现,在早期发育阶段,蛋白质的不存在并未明显影响凹口信号传导,这表明PSEN2在γ-分泌酶介导的Notch处理中具有可分配作用。相反,PSEN2的丧失会引起对幼虫刺激的夸张运动反应,斑马纤维神经元中的ER-线粒体接触减少,并增加了基底自噬。此外,由于其急性下调在斑马纤维感觉神经元中的体内细胞器中降低,因此该蛋白与线粒体轴突转运有关。重要的是,蛋白质的人类广告连接突变体的表达增加了这一至关重要的过程。总的来说,我们的结果证实了斑马鱼作为一个很好的模型生物体,用于研究PS2在体内的功能,代表了一种表征新的AD链接有缺陷的细胞途径的替代工具,并测试了可能的校正药物。
摘要:甲基parathion(MP)已被广泛用作食品保存和害虫管理的有机磷农药,导致其在水生环境中的积累。,MP对非目标物种的早期发育毒性,尤其是水生脊椎动物,尚未得到彻底研究。 在这项研究中,用2.5、5或10 mg/l的MP溶液处理斑马鱼胚胎,直到施肥后72小时(HPF)。 结果表明,MP暴露降低了斑马鱼胚胎的自发运动,孵化和存活率,并降低了诱导的降低异常异常,例如身体长度缩短,蛋黄水肿和脊柱曲率。 值得注意的是,发现MP会诱导心脏异常,包括心包水肿和心率降低。 暴露于MP会导致活性氧(ROS)的积累,超氧化物歧化酶(SOD)活性降低,过氧化氢酶(CAT)活性增加,丙二醛(MDA)水平升高,并导致Zebrafifififiahyde(MDA)水平并引起心脏凋亡。 此外,MP影响了与心脏发育相关基因的转录(VMHC,SOX9B,NPPA,TNNT2,BMP2B,BMP4)和与凋亡相关的基因(P53,BAX,BCL2)。 astaxanthin可以通过下调氧化应激来挽救MP诱导的心脏发育缺陷。 这些发现表明MP诱导心脏发育毒性,并提供了MP对水生生物的毒性的其他证据。,MP对非目标物种的早期发育毒性,尤其是水生脊椎动物,尚未得到彻底研究。在这项研究中,用2.5、5或10 mg/l的MP溶液处理斑马鱼胚胎,直到施肥后72小时(HPF)。结果表明,MP暴露降低了斑马鱼胚胎的自发运动,孵化和存活率,并降低了诱导的降低异常异常,例如身体长度缩短,蛋黄水肿和脊柱曲率。值得注意的是,发现MP会诱导心脏异常,包括心包水肿和心率降低。暴露于MP会导致活性氧(ROS)的积累,超氧化物歧化酶(SOD)活性降低,过氧化氢酶(CAT)活性增加,丙二醛(MDA)水平升高,并导致Zebrafifififiahyde(MDA)水平并引起心脏凋亡。此外,MP影响了与心脏发育相关基因的转录(VMHC,SOX9B,NPPA,TNNT2,BMP2B,BMP4)和与凋亡相关的基因(P53,BAX,BCL2)。astaxanthin可以通过下调氧化应激来挽救MP诱导的心脏发育缺陷。这些发现表明MP诱导心脏发育毒性,并提供了MP对水生生物的毒性的其他证据。
药理学和毒理学是理解化学和生物学之间关系的更广泛努力的一部分。虽然生物医学必然侧重于具体案例,通常与人类有直接关系,但寻求更系统的方法来描述小分子和其他干预措施如何影响健康和疾病确实具有优势。在此背景下,斑马鱼现已成为具有代表性的可筛选脊椎动物,并且通过基因组编辑和自动表型分析的不断进步,开始解决一些生物医学问题的系统级解决方案。在临床前模型生物中整合信息内容的更广泛努力以及包括闭环深度学习在内的严格分析的结合,将有助于创建系统药理学和毒理学,并能够围绕社会需求不断优化化学生物相互作用。在这篇评论中,我们概述了朝着这一目标取得的进展。
摘要:斑马鱼是基础和翻译研究中最广泛采用的动物模型之一。斑马鱼的这种流行是由于几个优点,例如与人类基因组相似的高度,遗传和化学扰动的易感性,具有高繁殖力,透明且快速发展的胚胎的外部受精,以及相对较低的成本效率。尤其是人体半透明是斑马鱼的独特特征,它不能与其他脊椎动物生物充分获得。动物的独特光学清晰度和小尺寸使其成为光学调制和观察的成功模型。更重要的是,显微注射和高胚胎通透性的便利性易于使大小分子有效地递送到活动物中。最后,从一对动物获得的众多兄弟姐妹提供了大量重复和改进结果的统计分析。在这篇综述中,我们描述了基于各种策略的光化学工具的开发,这些分层以前所未有的时空分辨率控制生物学活性。我们还讨论了这些工具在斑马鱼中的应用,并强调了光化方法的当前挑战和未来的可能性,尤其是在单细胞水平上。
此方案是使用已停产的 Cas9 蛋白版本 (Alt-R Sp Cas9 Nuclease 3NLS) 开发的。目前可用的产品 (Alt-R Cas9 Nuclease V3) 具有改进的 NLS,应以相同的体积和浓度直接替换到此方案中。IDT 建议使用 Alt-R™ Sp Cas9 Nuclease V3 与 Alt-R CRISPR-Cas9 crRNA 和 tracrRNA 结合使用,以生成核糖核蛋白编辑复合物,从而在大多数目标位点上实现高编辑效率。查看 Alt-R CRISPR-Cas9 用户指南,了解如何将核糖核蛋白转染哺乳动物细胞系(可在 www.idtdna.com/CRISPR 上找到)。
了解神经元如何在大脑中相互作用以控制动物行为是神经科学的核心目标之一。荧光显微镜和基因编码钙指示剂的最新发展促成了斑马鱼全脑成像方法的建立,该方法以单细胞分辨率记录整个大脑体积的神经活动。全脑成像的开创性研究使用了定制的光片显微镜,其操作依赖于全球不可用的商业开发和维护的软件。因此,在研究界传播和开发这项技术一直具有挑战性。在这里,我们介绍了 PyZebrascope,这是一个开源 Python 平台,旨在使用光片显微镜对斑马鱼的神经活动进行成像。PyZebrascope 具有直观的用户界面,并支持全脑成像的基本功能,例如两个正交激发光束和眼睛损伤预防。其相机模块可以处理从相机采集到文件写入高达 800 MB/s 的图像数据吞吐量,同时保持稳定的 CPU 和内存使用率。其模块化架构允许包含用于显微镜控制和图像处理的高级算法。作为概念验证,我们实施了一种新颖的自动算法,通过将激发光束精确对准图像焦平面来最大化大脑中的图像分辨率。PyZebrascope 可以在虚拟现实环境中对鱼类行为进行全脑神经活动成像。因此,PyZebrascope 将有助于在神经科学界传播和开发光片显微镜技术,并加深我们对动物行为过程中全脑神经动力学的理解。
致谢我要感谢吉姆·道林(Jim Dowling)博士是一位善良而热情的主管,尽管我的论文和指导了我的项目。他为我提供了一个养育环境,以学习和成长为科学家。我要感谢Dowling Lab始终保持支持,并允许我享受我作为研究生的时间。Dowling Lab,PGCRL的第15层和斑马鱼设施为我提供了这样的培养环境,以使我学习,在智力上挑战,成长为科学家并学会进行研究。我一直被知识渊博的专家所包围,他们总是愿意分享自己的知识和经验。我要衷心感谢我的委员会,克雷格·斯米伯特(Craig Smibert)博士,伊恩·斯科特(Ian Scott)博士和罗纳德·科恩(Ronald Cohn)博士提供了宝贵的支持和投入,以使我的项目在整个论文中保持顺利进行。最后,我要感谢我的父母为我一生和通过这篇论文提供了我所需要的所有无条件支持。他们不断的支持和鼓励使我能够进一步发展科学教育并成为一名科学家,我将永远感谢。