Eya1-Six1信号在斑马鱼侧线神经丘毛细胞再生过程中的表达

机械感觉毛细胞对于脊椎动物的听力和平衡能力至关重要,低等脊椎动物毛细胞在遭受损伤后具有很强的再生能力。鱼类侧线神经丘毛细胞与内耳毛细胞具有相似的结构、功能、发育和再生过程。我们将受精后5~6 d的斑马鱼仔鱼置于400 μmol/L新霉素溶液中处理1 h破坏神经丘毛细胞。分别对处理后2、4、8、12及24 h的斑马鱼仔鱼进行组织学切片及功能基因eya1和six1b的整体原位杂交。组织学切片结果显示：对照组神经丘毛细胞与支持细胞形态及排布都很规则,毛细胞和支持细胞分别位于上层和下层;处理后2~4 h,上层毛细胞数量显著下降;处理后8~12 h,支持细胞和毛细胞之间界限模糊,部分支持细胞变长,且与基膜脱离;处理后24 h,部分神经丘内毛细胞及支持细胞数量、形态及排布接近对照组水平。整体原位杂交结果显示：eya1和six1b在对照组斑马鱼仔鱼整个神经丘都有表达;处理后4 h内神经丘中央毛细胞中eya1和six1b的表达量显著下降,周围的支持细胞中仍保持一定量的表达;这两个基因的表达量从处理后8 h起逐渐提高,在处理后12~24 h恢复甚至超过对照组。综上结果表明：神经丘毛细胞再生过程中可能有支持细胞的参与,且重启了神经丘毛细胞发育过程中的功能基因eya1和six1b。     

褐菖鲉和松江鲈侧线形态的比较

鱼类的侧线类型是由分类地位还是由环境的适应而定是进化形态学的关键问题之一。通过光镜和扫描电镜,首次描述和比较了同属鲉形目的褐菖鲉和松江鲈的侧线形态及其分布。研究结果显示,两种研究对象的侧线都仅具机械感觉系统,包括管道侧线和表面神经丘,但它们的形态及分布有差异。褐菖鲉头部管道属分枝型;松江鲈属简单型管道,比褐菖鲉有更多的表面神经丘。这两种鱼都属以管道为主,表面神经丘为辅助来感知水流动态的类型,但是,栖息在急流的褐菖鲉具有分枝型管道侧线和较少的表面神经丘分布;生活在缓流的松江鲈有简单型管道侧线和较多的表面神经丘分布,表明这些侧线的形态特征与不同栖息地水流环境关系密切。本文认为,分类地位接近的褐菖鲉和松江鲈侧线系统的形态区别,是其在进化过程中对不同栖息地水流特征的适应而形成。     

点纹斑竹鲨晚期胚胎侧线系统的研究

通过阿利新蓝染色、石蜡切片和扫描电镜,对点纹斑竹鲨晚期胚胎侧线系统的分布、形态和表面结构进行了观察。结果表明,点纹斑竹鲨的侧线系统与多数软骨鱼板鳃类相一致,包括有机械感受功能的侧线管和陷器,以及有电感受功能的罗伦氏壶腹器。侧线管分布呈典型的“七管模式”,其内的管道神经丘位于侧线管内远离体表的一侧,由覆盖细胞、支持细胞和感觉细胞组成。陷器分布于背部两体侧线管之间,单个陷器位于两盾鳞间,深陷在真皮中,由1短管通向表面,管壁不规则,上段由表皮细胞组成,管深40~60 μm。罗伦氏壶腹器由管孔、罗伦管和罗伦瓮3部分组成,呈长颈瓶状,很多罗伦管都较长,从1 mm~50 mm 不等,管壁规则;罗伦瓮由7个罗伦小囊组成,每个小囊直径约50 μm。通过与其他软骨鱼类进行比较,点纹斑竹鲨的侧线系统分布和感受器结构不但印证了软骨鱼类的系统发育关系,同时也与其生活习性相适应。     

Wnt-LRP6信号通路激活REST蛋白的表达并发挥神经保护作用

为检测以LRP6受体为激活开关的Wnt-β-catenin信号通路与PrP106-126毒性多肽引起的神经元损伤之间的相互关系,并研究该信号通路与神经保护性蛋白REST的相关性,从而进一步阐明Wnt-LRP6-REST对毒性多肽引起的神经元损伤的影响。利用Wnt信号通路的激活剂Licl、抑制剂DKK1或PrP106-126毒性多肽刺激原代神经元,通过免疫印迹检测神经保护性蛋白REST及Wnt信号通路下游相关蛋白的变化情况,通过激光共聚焦观察REST与Wnt信号通路正相关蛋白β-catenin的共定位情况。分别构建LRP6的过表达质粒pCMV-C-HALRP和干扰质粒pGPH1/GFP/Neo-LRP6-Rat shRNA-1和shRNA-2,将已经构建好的质粒转染进入原代神经元。通过免疫印迹检测PrP106-126毒性多肽对Wnt信号通路标志性蛋白(β-catenin及GSK3β)的影响,检测LRP6的过表达或干扰对REST或Wnt信号通路下游蛋白的影响。通过免疫荧光观察LRP6对由毒性多肽诱导的神经纤维损伤的影响,用流式细胞仪检测相应的细胞活力。由LRP6受体激活的Wnt-β-catenin信号通路在一定程度上正向调控神经保护性蛋白REST的表达,LRP6在信号调节的过程中起到了关键作用,并且LRP6对由PrP106-126毒性多肽引起的神经元损伤有缓解作用,LRP6的过表达增加了神经元细胞的活力,起到了神经保护作用。     

Wnt10b、β-catenin、FGF18基因在‘甘肃高山细毛羊’胎儿皮肤毛囊中的表达规律研究

以81~147d胎龄的‘甘肃高山细毛羊’胚胎体侧部皮肤作为研究材料,通过冰冻切片、HE染色、荧光定量PCR、免疫组化技术研究Wnt10b、β-catenin、FGF18基因在次级毛囊形态发生过程中的表达规律.结果表明:从次级毛囊形态发生诱导期到器官形成阶段(胎龄87~108d)Wnt10b、FGF18基因表达量逐渐升高,在胎龄第108天Wnt10b、FGF18基因相对表达量分别达到(43.652±0.425)(13.67±0.207),在细胞分化期表达量逐渐下降;而β-catenin基因的表达量始终维持较低水平,相对表达量仅为(0.58±015);Wnt10b基因分别与β-catenin、FGF18基因表达水平呈显著正相关(r=0.85,P0.01;r=0.58,P0.05);β-catenin基因与FGF18基因表达水平呈正相关(r=0.43,P0.05).免疫组化结果显示在次级毛囊形态发生过程中Wnt10b、β-catenin基因主要在表皮、基板、毛芽、毛钉和成熟毛囊的内根鞘、毛干部表达;而FGF18不仅在表皮、基板、毛芽、毛钉和成熟毛囊的内根鞘、毛干部表达,而且在真皮中表达.本研究初步表明,Wnt10b、β-catenin、FGF18基因通过Wnt/β-catenin基因经典信号通路参与调控‘甘肃高山细毛羊’次级毛囊形态发生和再分化过程.     

Wnt10b基因对鹅胚胎期毛囊形成及发育的影响

采用免疫组化和荧光定量PCR方法,研究了鹅胚胎期皮肤中Wnt10b基因的定位表达及其mRNA表达规律。结果表明:Wnt10b基因最初在鹅背部皮肤毛囊的毛基板上表达,随后在羽芽、缘板和羽嵴中均有表达,在初级毛囊和次级毛囊发育过程中均有表达。Wnt10b基因在整个胚胎期的毛囊发育中一直动态表达,胚胎期第17天和第19天分别出现2个表达高峰期,此时为次级毛囊刚开始发育的阶段。推测Wnt10b基因对初级毛囊和次级毛囊的形成及发育可能起着重要的促进作用。     

紫光对斑马鱼皮肤黑色素细胞数量及相关基因表达的影响

利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建感紫光短波视蛋白(short-wave-sensitive 1,sws1)基因缺失的斑马鱼突变品系sws1^-/-。检测紫光照射后野生型AB品系和sws1^-/-突变品系在背腹皮肤中黑色素细胞的数量、黑色素合成相关基因pomc和asip、视黄酸合成相关基因raldh2和raldh3的表达量。结果显示:在紫光照射60和100 d后,sws1^-/-斑马鱼背部皮肤黑色素细胞数量显著少于野生型斑马鱼(P<0.05);实时荧光定量PCR (qRT-PCR)检测发现,pomc基因在紫光照射100 d的sws1^-/-斑马鱼背部皮肤中的表达量显著低于野生型,raldh2在紫光照射100 d的sws1^-/-斑马鱼背部皮肤中的表达量显著低于野生型。研究表明,紫光可能通过SWS1影响背部皮肤raldh2的表达从而影响视黄酸的合成,再通过影响pomc的表达调控黑色素细胞的形成。研究结果为分析紫光基因调控鱼类皮肤黑色素细胞形成的分子机制提供了基础。     

山羊早期胎儿组织TET1与Wnt通路基因的表达变化及其相关性

【目的】通过检测TET1和Wnt信号通路相关基因以及DKK家族基因在山羊胎儿发育早期的表达变化,分析TET1与Wnt通路基因的相关性,为TET1调控山羊胎儿发育研究提供理论依据。【方法】选取12只健康大足黑山羊母羊,自然发情后与同一只种公羊自然交配。采用剖腹产手术的方法,分别获得妊娠20、25、30、60和90d的胎儿,对胎儿的生长指标(体重、体长)进行统计,并采集了60和90d胎儿的组织器官样品(心、肝、肺、肾、脑、皮肤),通过Real-time PCR(RT-PCR)检测各样品中TET1基因,DKK家族基因(DKK1、DKK2、DKK3)和Wnt家族基因(Wnt2、Wnt2b、Wnt4、Wnt5a、Wnt5b、Wnt7b、Wnt16)的相对表达量。利用SPSS软件分析山羊胎儿发育早期不同阶段TET1与WNT信号通路相关基因相关性以及基因表达显著性(P0.05)。【结果】山羊妊娠早期胎儿生长在60d后有显著变化。荧光定量检测结果表明,TET1基因表达随妊娠天数的增加呈上升趋势。Wnt家族基因在山羊胎儿发育中都检测到表达(Wnt2,-2b,-4,-5a,-5b,-7b,-16)。其中,Wnt2和Wnt7b表达量随胎儿发育逐渐增高;Wnt2b、Wnt5a、Wnt5b、Wnt7b在妊娠30 d时有显著高表达(P0.05);Wnt4在胎儿发育20 d时表达显著(P0.05);Wnt16基因在妊娠25 d有显著高表达(P0.05)。DKK家族基因表达检测结果显示,DKK1在胎儿发育早期阶段都有表达,DKK2/3在妊娠初期表达量较低,后期表达增高。通过组织中基因表达检测显示,TET1在90d胎儿肝、肺、肾和脑中的表达水平相比于60d胎儿组织升高,肝中表达量显著(P0.05)。Wnt家族基因Wnt2在组织器官中有相对活跃的表达,妊娠90d胎儿肺中表达量极显著(P0.01);Wnt16基因在胎儿皮肤组织中表达显著(P0.05),且维持在一个较高的水平;Wnt5a和Wnt7b在肾中表达显著(P0.05),其他Wnt基因在组织中都有表达。相关性分析显示,胎儿生长指标(体重、体长)变化与TET1的表达呈极显著正相关(P0.01);TET1在胎儿发育早期的表达与Wnt2、Wnt7b、Wnt16呈现正相关,与Wnt2b、Wnt4、Wnt5a、Wnt5b呈负相关,其中与Wnt5b呈显著负相关(P0.05),与Wnt7b呈极显著正相关(P0.01)。Wnt通路基因之间也有相互关系,Wnt2与Wnt4呈极显著负相关(P0.01)。Wnt2与Wnt7b,Wnt2b与Wnt5a、Wnt5b,Wnt5a与Wnt5b呈极显著正相关(P0.01)。Wnt4与Wnt5a呈显著正相关(P0.05)。【结论】获得了TET1与Wnt基因在山羊胎儿发育早期的表达模式,并进行了相关性分析,填补了这些基因在山羊方面的研究空白;TET1与Wnt基因对山羊胎儿早期的发育和组织的形成是一个动态的调控变化过程;TET1基因表达与部分Wnt基因呈现显著正相关,部分呈现显著负相关;Wnt通路基因之间表达量呈现一定的相关性。这些数据为TET1与Wnt分子调控山羊早期胎儿发育的机制深入研究提供了参考。     

电压门控钠离子通道scn1Laa参与斑马鱼脑神经发育和运动行为调节的研究

电压门控钠离子通道对于脊椎动物脑神经起始、传播动作电位具有重要作用。为了解斑马鱼电压门控钠离子通道基因scn1Laa在脑神经中的作用,通过CRISPR/Cas9基因编辑技术,首次构建了可稳定遗传的生长没有受明显影响的scn1Laa缺陷型（scn1Laa-/-）斑马鱼家系。相比野生型,5 dpf（days post-fertilization,受精后5天）scn1Laa缺陷型斑马鱼兴奋抑制性神经元（氨基丁酸类神经元）表达相对增加,兴奋类神经元（谷氨酸能类神经元）和成熟神经元显著减少,脑部细胞增殖也显著减少。受精后5天和90 天的 scn1Laa缺陷型斑马鱼的运动较同时期野生型斑马鱼更为活跃,受精后90天的 scn1Laa缺陷型斑马鱼的运动具有明显的爆发性。以上结果表明,scn1laa缺失导致兴奋类神经元（谷氨酸能类神经元）以及神经细胞增殖减少,影响脑周围神经放电,导致运动神经调节障碍,出现运动行为异常活跃。即电压门控钠离子通道基因scn1Laa参与斑马鱼脑神经发育和生长,间接参与运动行为调节。同时本文也为进一步探究电压门控钠离子通道在脑神经中的作用奠定基础。     

LM609联合TBBPA对斑马鱼神经行为毒性的影响

采用野生型AB品系斑马鱼作为动物模型,进行自主运动实验、接触反应实验、运动速度实验,从而评价LM609联合TBBPA对斑马鱼神经行为毒性的影响。结果发现,2 μmol TBBPA对斑马鱼有较强的毒性作用,自主运动次数升高,接触反应距离减小,且在光暗情况下速度均下调。但是TBBPA联合50 μg·mL^-1 LM609显微注射的斑马鱼胚胎的毒性作用减弱。结论:LM609在一定程度上挽回了TBBPA对斑马鱼的神经毒性影响。     

Receptor potentials from hair cells of the lateral line

Intracellular recordings from hair cells in the tail lateral line of mudpuppy Necturus maculosus show receptor potentials less than 800 microvolts, peak to peak, from stimuli that are considered large compared to natural stimuli. The hair cells are in neuromasts that are sensitive at the time of recording and are identified by both in vivo and in vitro examination of intracellular staining.     

Functional genomic analysis of the Wnt-wingless signaling pathway

The Wnt-Wingless (Wg) pathway is one of a core set of evolutionarily conserved signaling pathways that regulates many aspects of metazoan development. Aberrant Wnt signaling has been linked to human disease. In the present study, we used a genomewide RNA interference (RNAi) screen in Drosophila cells to screen for regulators of the Wnt pathway. We identified 238 potential regulators, which include known pathway components, genes with functions not previously linked to this pathway, and genes with no previously assigned functions. Reciprocal-Best-Blast analyses reveal that 50% of the genes identified in the screen have human orthologs, of which approximately 18% are associated with human disease. Functional assays of selected genes from the cell-based screen in Drosophila, mammalian cells, and zebrafish embryos demonstrated that these genes have evolutionarily conserved functions in Wnt signaling. High-throughput RNAi screens in cultured cells, followed by functional analyses in model organisms, prove to be a rapid means of identifying regulators of signaling pathways implicated in development and disease.     

内蒙古绒山羊毛囊形态发生规律

以胚胎龄40~110 d内蒙古二郎山绒山羊胚胎体侧部皮肤为材料,通过石蜡切片、HE染色,研究绒山羊胚胎毛囊形态发生规律。结果显示,内蒙古绒山羊胚胎皮肤初级毛囊形态发生经历毛基板前期、毛基板期、毛芽期、毛钉期和毛囊期5个时期,这5个时期又可根据其形态结构的差异划分为不同的亚期,内蒙古绒山羊胚胎皮肤初级毛囊形态发生与汗腺的发生相伴随;内蒙古绒山羊皮肤初级毛囊形态发生是分批进行的。在胚胎龄40~110 d内蒙古绒山羊胚胎体侧部皮肤未观察到次级毛囊的发生。     

苏博美利奴羊毛囊发育相关lncRNA与mRNA共表达网络的构建

【目的】 随着高通量测序技术的发展和完善,海量的转录组测序数据随之涌现,基因网络的方法也越来越多被用于研究中;细毛羊毛囊发育受多个基因及lncRNA共同调控,单独研究某一分子并不足以发现其调控机制,本研究旨在构建毛囊发育相关lncRNA和mRNA的共表达网络,挖掘细毛羊毛囊发育的潜在候选基因。【方法】 以苏博美利奴羊胎龄65 d（D65）、85 d（D85）、105 d（D105）、135 d（D135）的胎儿以及出生后7 d（A7）、30 d（A30）的羔羊肩胛部皮肤组织,每个时期有3个生物学重复,共18个样本,进行转录组测序以获得6个不同发育时期的lncRNA与mRNA表达谱数据,筛选出相邻时期的差异表达lncRNA与mRNA,运用加权基因共表达网络分析（weighted gene co-expression network analysis,WGCNA）方法构建共表达模块,使用DAVID在线工具进行GO（gene ontology）和 KEGG pathway富集分析以找到与毛囊发育相关的模块,最后从目标模块筛选高连通度的lncRNA与mRNA使用Cytoscape软件进行网络可视化。【结果】 从表达谱数据中筛选得到9 070个差异表达的lncRNA与mRNA,运用WGCNA方法得到11个模块,使用DAVID富集分析发现honeydew1、paleturquoise、skyblue2模块中的基因富集在皮肤发育、毛囊发育、毛囊形态发生、Wnt信号通路负调控、细胞粘附等生物过程,以及Wnt信号通路、TGF-β信号通路、Hedgehog信号通路、紧密连接、MAPK信号通路、ECM-受体相互作用等毛囊发育相关的信号通路,并筛选这3个模块中连通度高的lncRNA和mRNA构建了子网络,得到包括TGFB2、CTSB、SFN、SPINT1、FAM83G、GSDMA、MPZL3、VIM、CRABP1在内的毛囊发育相关基因,预测出ENSOART00000029117、TCONS_00489976、TCONS_00376759等24个lncRNA的可能靶基因。【结论】 首次运用WGCNA方法构建了苏博美利奴羊毛囊发育相关lncRNA与mRNA的共表达网络,鉴别出3个毛囊发育相关的共表达模块,发现多个与毛囊发育相关的潜在候选基因,并预测出24个lncRNA可能的靶基因。     

Ectodermal Wnt function as a neural crest inducer

Neural crest cells, which generate peripheral nervous system and facial skeleton, arise at the neural plate/ectodermal border via an inductive interaction between these tissues. Wnts and bone morphogenetic proteins (BMPs) play roles in neural crest induction in amphibians and zebrafish. Here, we show that, in avians, Wnt6 is localized in ectoderm and in vivo inhibition of Wnt signaling perturbs neural crest formation. Furthermore, Wnts induce neural crest from naive neural plates in vitro in a defined medium without added factors, whereas BMPs require additives. Our data suggest that Wnt molecules are necessary and sufficient to induce neural crest cells in avian embryos.     

Sensory tuning of lateral line receptors in antarctic fish to the movements of planktonic prey

The suitability of the lateral line system of fish and aquatic amphibia for the detection of planktonic prey was examined in the antarctic fish Pagothenia borcgrevinki (family Nototheniidae). The best responses of primary afferent lateral line neurons to waterborne vibrations were recorded at frequencies within the range of those produced by swimming crustacea. Simultaneous recordings from a swimming zooplankter held close to the fish and from primary afferent neurons provided direct confirmation that swimming movements of crustaceans are a potent natural stimulus of the lateral line system.     

Cilp基因对斑马鱼肌间骨和脊椎发育的影响

为阐明cilp基因在斑马鱼椎骨和肌间骨发育中的作用,利用CRISPR/Cas9建立了斑马鱼cilp基因敲除纯合突变系（cilp-/-）,对其进行了骨骼表型的观察,并进一步采用qRT-PCR分析了14个骨骼发育相关基因在突变体胚胎发育阶段和成鱼骨骼中的表达水平变化。结果显示,与野生型斑马鱼相比,90 dph（days post hatched）cilp-/-斑马鱼的肌间骨数量显著减少了10.27%（P<0.05）,而肌间骨的长度无明显变化;同时突变体斑马鱼中椎骨发生异常融合及髓棘缺失。qRT-PCR结果显示,与野生型相比,col1a1a、sp7、smad4a和smad5基因在胚胎发育的整个时期都存在显著的差异（P<0.01）;在突变体成鱼尾部骨骼组织中bmp2a、bmp2b、smad5、sp7、runx2a、runx2b和bglap基因的表达量均显著低于野生型,表明cilp基因敲除导致了BMPs和SMADs家族基因的表达水平下降,并下调了下游的成骨细胞发育相关基因的表达量,推测cilp功能缺失可能通过抑制BMPs信号通路,影响成骨细胞分化和骨形成,从而导致了肌间骨数量的减少和脊椎骨异常融合。