斑马鱼血管发育

斑马鱼
• 斑马鱼，人类疾病研究的理想模式动物
• The Vascular Anatomy of the Developing Zebrafish
• 旋转培养
斑马鱼作模式生物的特点：
1、斑马鱼的基因与人类基因高度的相似性 2、发育周期短，体型小，发育条件易控制 3、繁殖能力强，易于饲养，胚胎透明，易于观察 4、有数以千计的胚胎突变体，是研究胚胎发育分子 机制的优良资源
运用斑马鱼研究人类疾病的方法：
1、建立疾病模型——正向遗传法和反向遗传法 反向遗传法是从基因入手，研究斑马鱼体内与人类疾病 相关基因的同源基因，通过显微注射反义探针等方法诱变该 基因，并研究其突变体表型与人类疾病症状的相似性。 正向遗传法开始于表型筛选，通过非特异性诱变的方法 得到大量的突变体，研究出现特定表型的突变基因，分析该 基因的序列、蛋白产物及其功能。 2、利用疾病模型进行机制研究 3、药物筛选

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AA3~AA6→ALB AA3~AA5 →ABA,ABF ABA←AA4 →ABF AA1 →HVs →HV → VA →HVs →AA1,ORA,AA3背 →AA4,AA5,AA6腹 →为鳃和心脏腹侧供血
• PHBCs,DLAVs → BA→ • PHs → PCeV • 血管(BA分支)→head →DLAV • 头部毛细血管
1.5dpf
• SeV,SeA→DLAVs
• AA2开始出现 • CaDI，PCS汇合延伸形成BA，BA向尾部延伸，接 近延髓；BA,PHBC间形成毛细血管相连，BA未与 躯干连接 • PCS →MtA →MtA,MCeV • MsV开始发育
• PICA →OA →OV →PHBC • PICA →PPrA →PPrA’ →ACeVs →从CrDI分离→通 过CMV与AMCtA,PLA相连 • PICA →CrDI →PLA →PLAJ →PLA’ • PMsA →PMBC • CrDI →NCA →下一阶段DCV →PMBC
PICA,CaDI,BA等变粗，分支 OA→IOC →OV,DCV CrDI,PMSA与PMBC断开 PMSA →PMBC-PHBC →MsA →头部D-V → MsV → DLV • PLAJ→CMV→PrA • MPLV出现→分支PLV →OV
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PrA腹侧分支→AMCtA →ACeV →中脑喙端 MMCtA →中脑中部 PMCtA →BCA →中脑尾部 3对CtA在BCA有共同的根部，最终经PMsA注 入PMBC-PHBC接点 • BA,PHBC、DLAVs处形成网状血管 • DMJ/DLV处形成MsV(MsA),PCeV(不完整,ACV) 分支
2dpf
• 原始肾血管球从DA尾端开始 血管化 • 左PCV退化，右PCV成主静脉 • SIA(AMA延续),SIV(最后流入 PCV,CCV)为消化系统供血
• AA3,AA4出现， AA5,AA6在2.5dpf出现 • ORA代替AA2 • ACV→PHS向喙端延伸 直至PHBC的喙端
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4~4.5天受精后：图9
A、血管造影，左侧横向视图 B、右侧横向视图 C、PA和PV，源DA进入ACA
4~4.5天受精后：图10
A、底层图，显示腹颅血管（略高于未来咽的起始处） B、降低中间层图C、上中间层图 D、顶层图显示背部的颅血管 E、血管造影对应版面图（C）F、血管造影对应（D）版面图
受精6~6.5天后：
斑马鱼头部和颅主干约受精6.5天的多层复合图 图纸准备详细五个重建血管的模式。这些图纸不完整的。对 于清晰度，只有主要的动脉和静脉血管和相当部分的连接到他们 的小口径血管在每个图所示。一些比较重大的血管都被省略了一 些未画入绘图板（例如，在板A至C PCEV——后（尾）脑静脉）。
血管发育研究：胚胎和早期线虫
血管发育优势：体小，较强繁殖能力，母体外发育，胚胎初 期是透明，利于分析血管和遗传发育。由于个头太小,斑马鱼 胚胎通过被动扩散也得到足够的氧气来生存, 甚至在完全没 有血液循环好几天的情况下正常发育,促进有循环的缺陷的动 物的表型分析。 通过详细的和完整的关于用共焦显微镜观察斑马鱼胚胎 和早期幼虫血管解剖的研究。这种技术依赖发育中斑马鱼小 尺寸和高度的光学清晰的特点,观察血管在动物体内的整个图 像。
1~1.2dpf
第一次发育：VA →AA1 →LDA →DA →CA →CV →PVA →CCV/DC
第二次发育：动脉：LDA←VA →AA1 →PICA →CaDI →CrDI →PMBC →PHBC 静脉：ACeV分支（1.3dpf）
•MCeV ←PHBC-PMBC → PCeV(future) →耳囊短段 → ACV →PCV →CCV/DC •ACV(PHS)位于耳囊喙端 的大部分未形成
• 神经系统疾病 ——与人类非常相似的神经系统，许多人类神经系统疾 • 心脏疾病 ——类似于人胚胎的心脏，胚胎和鱼苗透明，分子标记物活体
直接观察。（霍-奥二氏综合症）
• 先天性缺陷疾病 ——单细胞发育，胚胎发育是组织器官形成的重要阶
段。（胚胎畸形甚至死亡或引起先天性疾病的根本原因）
• 眼科疾病 ——眼睛过小或皮肤上的色素沉积—视觉缺陷的斑马鱼。 • 造血系统疾病 ——造血系统包括红系、髓系、淋系和巨核系，且其相
2.5~3dpf
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除头4组Se，其余的不在SeA和SeV间交替 DLAV在尾端形成网状，并向喙端移动 DLAVs与头部PHBC,BA相连 CA→一条新血管→分支→尾端形成循环 D-V(DA,PCV)开始分离 CV丛向腹侧浓缩
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左PCV→SeV AMA →SBA,SIA SIV，肝血窦，肝门静脉 PA,PV形成一条线,PA离开DA， PV →CCV
材料与方法： • 斑马鱼饲养 • 共焦微血管造影 • Berlin-Blue微量注射（完整系列的微量注射样 本对1—7天不同阶段胚胎进行实验） • 接线图（黑色的血管是动脉，灰色的是静脉）
八个阶段
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LDA→AA5,AA6 →AA1 →为躯干和尾部循环供血 AA3,AA4(颅骨供血) →LDA →PICA PHS →PMBC-PHBC 腹主动脉明显，PCeV基本完整
3~3.5dpf
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VTA形成，腹部VTA →PAV SBA→鱼鳔 胰脏原基血管化 SIVs →HPV →肝脏
5~5.5天受精：图11
发育中斑马鱼的主干血管横断面图 图纸跟踪的主要结构图是从扫 描受精5天后的斑马鱼在A-P水平上 鱼鳔的主干组织得到的切片图。 对现存的主干血管制定和标记。 在此外，肠道，体腔周围的肠， 肌节，肌隔，神经管，原肾管等的 发育都需关注。
斑马鱼在受精后5.5-7.5天：
A、 受精5.5天后，血管造影 B、受精6.5天后，血管造影 C、受精7.5天后，血管造影 （所有面板是面向与延髓左侧）
斑马鱼在人类重大疾病模型中的应用
• 癌症 ——患癌症且具有稳定遗传性，遗传背景相对简单，其体内的致癌
基因、肿瘤抑制子等与肿瘤相关基因也与人类有高度的保守性。
• 肌肉萎缩症——许多与人类肌肉相关的基因并具有高度的保守性
（SERCA1 突变，突变体sapje，了解迪谢内肌营养不良症的病因及症状）
病相关的基因都在斑马鱼中高度保守。（神经嵴疾病和帕金森疾病）
讨论：血管解剖学的发展地图集——斑马鱼
关的转录因子同人类有高度的同源性。（地中海贫血模型，白血病模型）
• 免疫疾病模型和感染疾病模型——先天性免疫和适应性免疫两种
免疫系统，特异性免疫系统，T 淋巴细胞和B 淋巴细胞具有免疫活性，非 特异性免疫系统，同时保留了TLR 信号通道
结论展望：
斑马鱼在与人类疾病相关的基因及其功能和人类疾 病模型的研究中已显示出重要的意义，但人类疾病 的研究应以安全有效地治愈疾病为最终目标。 目前，利用斑马鱼作为整体动物模型进行高通 量的筛选已成为斑马鱼研究的热点之一，若运用斑 马鱼建立的人类疾病模型进行药物筛选并跟踪考察 药物在斑马鱼模型体内的吸收，代谢及分布等情况， 将会为人类疾病的研究提供更多具有床应用价值的 有效信息。