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。斑馬魚的體表有黏液,可減少在水中游動的阻力。斑馬魚構(gòu)建點基因突變實驗
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(rèn)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(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)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。斑馬魚實驗基因研究斑馬魚的壽命較短,一般為 2 - 3 年,利于世代研究。
pdx斑馬魚模型,即患者來源異種移植斑馬魚模型,是將tumor患者的新鮮組織處理后移植到斑馬魚體內(nèi),依靠斑馬魚體內(nèi)的微環(huán)境培養(yǎng)tumor組織,用于藥物療效評價和個性化用案篩選。傳統(tǒng)的PDX模型多建立在免疫缺陷小鼠中,存在構(gòu)建時間長、成功率低以及對局部和系統(tǒng)性淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移評估不夠準(zhǔn)確等局限性。而斑馬魚PDX模型作為一種新興工具,在tumor學(xué)和tumor生物學(xué)研究中展現(xiàn)出巨大潛力。它能夠從臨床tumor樣本中建立,在一定程度上再現(xiàn)原始患者tumor的組織病理學(xué)、突變和轉(zhuǎn)錄譜、生物標(biāo)志物表達(dá)和藥物敏感性。斑馬魚在早期沒有自體免疫,tumor異種移植的成功率高,且實驗周期短,觀察手段豐富,組內(nèi)樣本數(shù)量大,為tumor研究提供了新的思路和方法。
近年來,PDX斑馬魚模型的應(yīng)用范圍已從常見tumor擴(kuò)展至難治性ancer。在胰腺ancer領(lǐng)域,研究者利用KRAS突變斑馬魚模型,發(fā)現(xiàn)MEK抑制劑U0126可明顯抑制腫瘤細(xì)胞增殖,為靶向醫(yī)療提供新靶點。肝ancer研究中,β-catenin轉(zhuǎn)基因斑馬魚模型成功再現(xiàn)人類肝ancer的分子特征,且米非司酮誘導(dǎo)系統(tǒng)可動態(tài)調(diào)控致ancer基因表達(dá),支持藥物作用機(jī)制研究。技術(shù)層面,凍存組織移植技術(shù)的突破使模型構(gòu)建成功率提升至80%,而單細(xì)胞測序與斑馬魚基因編輯技術(shù)的結(jié)合,可進(jìn)一步解析tumor耐藥機(jī)制。例如,非小細(xì)胞肺ancerzPDX模型通過測序驗證,發(fā)現(xiàn)厄洛替尼耐藥性與EGFRT790M突變高度相關(guān),為聯(lián)合用藥策略提供依據(jù)。斑馬魚視覺系統(tǒng)發(fā)達(dá),能敏銳感知光線變化與周圍物體移動。
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(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。光照周期會影響斑馬魚的生物鐘,進(jìn)而改變其行為。肝臟綠色熒光轉(zhuǎn)基因斑馬魚
斑馬魚對水質(zhì)要求不高,適應(yīng)力佳,能在多種淡水環(huán)境中生存。斑馬魚構(gòu)建點基因突變實驗
斑馬魚終生棲居于復(fù)雜水生環(huán)境,水溫時冷時熱、水質(zhì)污染頻發(fā)、病原體伺機(jī)而動,面對重重生存挑戰(zhàn),Cdx 基因化身 “應(yīng)急指揮官”,迅速jihuo機(jī)體應(yīng)激響應(yīng)機(jī)制,全力守護(hù)生命火種。氣溫陡變的季節(jié),水溫猶如過山車般起伏,斑馬魚細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)穩(wěn)定性岌岌可危。此時,Cdx 基因緊急 “調(diào)兵遣將”,上調(diào)熱休克蛋白基因表達(dá),促使大量熱休克蛋白奔赴 “戰(zhàn)場”,它們緊緊簇?fù)碓诘鞍踪|(zhì)周圍,如同給脆弱分子披上堅固 “鎧甲”,有效抵御溫度沖擊,防止蛋白質(zhì)變性、聚集,維系細(xì)胞正常代謝與生理功能。斑馬魚構(gòu)建點基因突變實驗