在生命科學(xué)蓬勃發(fā)展的當下,斑馬魚作為一種極為重要的模式生物,為眾多生物學(xué)研究領(lǐng)域開辟了嶄新道路。而隱匿于斑馬魚體內(nèi)的 Cdx 基因,更是憑借其獨特的功能與多樣的作用機制,吸引著全球科研工作者的目光,成為解析胚胎發(fā)育、疾病發(fā)生以及環(huán)境適應(yīng)機制的關(guān)鍵研究對象。斑馬魚胚胎發(fā)育是一場精妙絕倫、高度有序的細胞 “變奏曲”,Cdx 基因則穩(wěn)坐 “指揮席”,把控全程節(jié)奏。Cdx 基因家族在斑馬魚基因組中并非孤立存在,其多個成員各司其職又協(xié)同合作,自受精卵開啟分裂征程的那一刻起,便積極投身到這場宏大的生命構(gòu)建工程當中。利用斑馬魚可模擬人類神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)病過程。斑馬魚熒光試劑盒生產(chǎn)公司
看似專注于軀體架構(gòu)規(guī)劃的斑馬魚cdx基因,實則與神經(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,脊髓中運動神經(jīng)元發(fā)育受損,軸突延伸受阻,無法精細連接肌肉纖維,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動輸出的信息傳遞路徑,助力斑馬魚神經(jīng)系統(tǒng)精細“布線”,在水中靈動游弋、機敏避險。斑馬魚氧化應(yīng)激斑馬魚的側(cè)線系統(tǒng)能感知水流和水壓的細微變化。
利用反義maka啉環(huán)寡核苷酸(Morpholino)特異性阻斷mRNA的翻譯或正確剪切,從而降低基因的表達水平,用于胚胎早期發(fā)育中基因功能研究;利用CRISPR/Cas9技術(shù)特異性地瞬時破壞基因的編碼序列,從而降低基因蛋白產(chǎn)物的表達水平來研究基因的功能,用于各個階段的基因功能研究。破壞該基因正常表達,主要用于在動物模型中研究基因的功能等。定點插入外源核酸片段,用于標記基因的精細表達模式、破壞該基因正常表達、構(gòu)建點突變、實現(xiàn)時間空間上控制基因表達等。
儀器設(shè)備,是實驗室功能的關(guān)鍵單元。在斑馬魚實驗室設(shè)備領(lǐng)域,環(huán)特自主開發(fā)了10余類具備帶動競爭力的智能化設(shè)備。比如斑馬魚養(yǎng)殖系統(tǒng)、斑馬魚獨特成像系統(tǒng)、斑馬魚3D行為分析系統(tǒng)、斑馬魚2D行為分析系統(tǒng)、斑馬魚強迫游泳試驗儀、斑馬魚胚胎分裝系統(tǒng)、斑馬魚培養(yǎng)箱、斑馬魚臭氧干燥箱和斑馬魚高通量工作站等獨特儀器設(shè)備,大幅提升實驗室運營效率,加速技術(shù)成果產(chǎn)出。環(huán)特實驗室已通過CNAS、CMA和AAALAC認證,擁有實驗動物生產(chǎn)與使用許可證,自有8500m2實驗室。環(huán)特實驗室在技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用領(lǐng)域,已牽頭起草發(fā)布團體標準17項,申請發(fā)明專利66項,自主開發(fā)斑馬魚模型170多種,發(fā)表SCI及核心期刊論文220多篇,已有7個新藥項目成功將環(huán)特斑馬魚實驗數(shù)據(jù)用于NMPA(國家藥監(jiān)局)的臨床試驗申報,累計完成項目8000多個,長期合作客戶800多家。研究斑馬魚的細胞凋亡機制可為疾病醫(yī)療提供思路。
在胚胎腦部雛形初現(xiàn)、脊髓尚在萌芽之際,Cdx 基因悄然發(fā)力。它間接調(diào)控神經(jīng)干細胞的增殖速率與分化方向,好似一位嚴苛的 “導(dǎo)師”,把控 “學(xué)生” 數(shù)量與 “專業(yè)” 走向,只為生成契合斑馬魚早期生存需求的神經(jīng)元群體。借助先進的基因敲除與huo體成像技術(shù),科學(xué)家們洞察到,當 Cdx 基因表達失衡時,斑馬魚幼魚瞬間陷入 “運動困境”:游泳姿態(tài)怪異,頻繁原地打轉(zhuǎn)、毫無方向地側(cè)翻,仿若迷失在茫茫水域的孤舟。原來,脊髓內(nèi)運動神經(jīng)元發(fā)育 “折戟”,軸突生長迷失方向,難以精細對接肌肉纖維,致使肌肉接收大腦指令時 “一頭霧水”,收縮舒張雜亂無章。不僅如此,Cdx 基因還深度融入神經(jīng)回路的構(gòu)建流程,攜手其他神經(jīng)發(fā)育關(guān)鍵基因,精心鋪設(shè)從外界刺激感知、信號中樞處理,再到肌肉運動響應(yīng)的信息 “高速路”,多方位保障斑馬魚神經(jīng)系統(tǒng)的高效、精細運行。斑馬魚的染色體數(shù)目固定,為其遺傳研究提供便利。斑馬魚模式生物驗證
斑馬魚的基因與人類基因有較高相似度,某些疾病研究可借鑒。斑馬魚熒光試劑盒生產(chǎn)公司
在藥物研發(fā)進程中,PDX 斑馬魚模型發(fā)揮著極為關(guān)鍵的作用。傳統(tǒng)的藥物研發(fā)模式往往面臨諸多挑戰(zhàn),如藥物在動物模型和人體臨床試驗中的效果差異較大等問題。而 PDX 斑馬魚模型能夠較好地模擬人體tumor的異質(zhì)性和復(fù)雜性。將患者tumor組織移植到斑馬魚后,可以針對特定tumor類型快速測試多種藥物的療效。由于斑馬魚體型小、用藥量少,很大降低了藥物篩選成本。例如,在抗ai藥物研發(fā)中,通過觀察藥物對 PDX 斑馬魚模型中tumor生長的抑制情況,能夠在早期階段淘汰無效藥物,加速有潛力藥物的研發(fā)進程,為患者爭取更多的醫(yī)療時間,同時也提高了藥物研發(fā)的成功率,促進整個制藥行業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展。斑馬魚熒光試劑盒生產(chǎn)公司