斑马鱼中Wnt信号通过调控侧线基板形成影响侧线发育机制

鱼类侧线系统源自胚胎期的侧线基板,侧线基板的特化受到多种信号的综合作用。利用转基因斑马鱼hsp:wnt8a-egfp和hsp:dkk1-egfp,增强或抑制Wnt信号,通过YO-PRO-1染色和毛细胞计数,研究斑马鱼中Wnt信号对侧线系统发育的影响。热激诱导Dkk1过表达后,斑马鱼侧线系统的神经丘不能形成。碱性磷酸酶染色和整体原位杂交结果表明:Wnt信号是神经丘毛细胞前体细胞以及侧线基板标记基因Eya1和Six2b表达所必需的。综上结果:Wnt信号可能通过调控侧线基板形成影响斑马鱼的侧线发育。     

团头鲂形态发育相关基因HoxB1b的克隆及功能研究

脊椎动物Hox族基因是一类重要的生长和发育调控基因,它编码具有螺旋—转角—螺旋结构的转录因子,能与下游靶基因特定区域结合并激活表达,从而调节脊椎动物胚胎发育过程中前后轴的形态建成。利用cDNA末端快速扩增法(RACE)克隆了团头鲂(Megalobrama amblycephala)HoxB1b基因的全长cDNA序列,并研究了该基因的表达模式。结果表明:(1)团头鲂HoxB1b基因cDNA全长为1 479 bp,其中包括一个编码306个氨基酸残基的921 bp阅读框,聚类分析结果表明,该基因与斑马鱼、红鳍东方鲀、青鳉的相似度分别为89%、45%、40%,在脊椎动物中具有一定的保守性;(2)RT-PCR分析结果显示,HoxB1b在团头鲂胚胎发育过程的各时期均有稳定表达,但在成熟卵中未检测到该基因的表达,表明该基因属非母源表达类型。进一步的整胚原位杂交结果显示,HoxB1b在团头鲂不同时期胚胎存在明显的空间表达差异,受精后20 h(20 hours post fertilization,20hpf)胚胎主要在后脑表达,受精后40 h(40hpf)胚胎除了在后脑表达外,在胸鳍也检测到表达;(3)HoxB1b基因在团头...     

两个Sox9基因在斑马鱼胚胎发育和成体性腺中的动态表达特征

通过整体原位杂交和切片原位杂交技术系统全面地比较分析了斑马鱼胚胎四个发育时期(12、24、48 hpf和4 dpf)和成熟性腺中Sox9a和Sox9b基因的表达模式。结果显示,两个Sox9基因在脑和眼中持续表达,但在耳囊、头部软骨、胸鳍芽和体节中差异性表达。Sox9a特异性地在侧线、尾部神经嵴、原肾管和精巢支持细胞中表达,而Sox9b在卵巢的卵黄颗粒中大量表达。与已发表的研究结果相比,本研究更广泛地揭示了Sox9a和Sox9b的动态差异表达模式,且更清楚地显示了其在性腺中的表达特征。     

Gdf9、Zar1、Mater、Dnmt1 mRNA在绵羊卵母细胞复合体、裸卵及卵丘细胞中的表达

为了探讨卵丘细胞的完整性在支持和促进绵羊卵母细胞成熟过程中发挥的重要作用以及卵丘与卵母细胞互作的分子机理.本研究对具有完整致密卵丘细胞包裹的和无卵丘细胞包裹的绵羊卵母细胞进行了体外成熟培养试验,以不同方式处理卵丘细胞,应用Rael-time PCR技术,检测母源基因Gdf9(生长分化因子9),Zar1(合子阻滞因子1),Mater(胚胎必要的母体抗原),Dnmt1(DNA甲基化酶1)在不同卵母细胞和卵丘细胞中mRNA的含量.结果表明,4个基因的mRNA在GV期的表达量均高于24h成熟培养的卵母细胞(P＜0.05),除Dnmt1外其他3个基因在致密卵丘细胞包裹的卵母细胞的表达量均高于自然裸卵(DOs) (P ＜0.05),Zar1和Mater在24h卵丘-卵母细胞复合体的表达量低于24h裸卵(P＜0.05),除Dnmt1外其他3个基因在24h共成熟卵丘细胞中表达量均高于未培养的卵丘细胞(P＜0.05).结果提示,这4个母源基因对卵母细胞成熟有重要影响,且可能参与了卵丘细胞与卵母细胞间的相互作用,本研究结果为提高卵母细胞的体外成熟效率提供了依据及理论基础.     

somatostatin1基因突变斑马鱼仔鱼转录组分析

生长抑素（Somatostatin,SST）是一类神经激素多肽,对脊椎动物的生长和代谢起着关键的调控作用。在斑马鱼（Danio rerio）和其它鱼类中,生长抑素由6个基因编码（sst1-sst6）,sst1存在于所有脊椎动物中,并且在进化上最为保守。本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术在斑马鱼中构建了可稳定遗传的生长抑素基因sst1突变体鱼系。通过比较6 dpf（days post fertilization,dpf）的sst1-/-突变体和野生型仔鱼转录组,发现sst1-/-突变体相关生化过程和信号通路发生了显著变化。相比野生型,sst1-/-突变体仔鱼中有354个基因显著上调,504个基因显著下调。GO（Gene ontology）富集分析表明,大部分差异基因与氨基酸和蛋白质生物合成相关。KEGG（Kyoto encyclopedia of genes and genomes）通路富集显示代谢通路、氨基酸合成、氨基酰基- tRNA合成、核糖体合成和rRNA加工相关通路表达增强。结果表明,sst1-/-突变体蛋白质生物合成和代谢过程更加活跃。RT-qPCR验证结果显示,随机选取的10个基因mRNA表达变化趋势与转录组测序结果一致,说明转录组测序结果真实可靠。6月龄突变体体重体长和野生型相比并无显著差异。本研究结果为进一步挖掘生长抑素基因家族的潜在功能奠定基础。     

IGF-1调控RBM3表达抑制低温应激诱导牦牛卵丘细胞凋亡

【目的】探索动物机体遭受低温应激及细胞冷冻过程中胰岛素样生长因子1(insulin-like growth factor, IGF-1)与RNA结合基序蛋白3(RNA-binding motif protein 3, RBM3)之间的作用关系,及IGF-1参与哺乳动物细胞抑制低温损伤的机制。【方法】体外培养牦牛卵丘细胞,采用实时荧光定量 PCR(quantitative real-time PCR, qRT-PCR)、蛋白免疫印迹(Western blot, WB )和免疫荧光技术检测不同浓度（0、50、100、200 ng·mL ^-1）IGF-1和低温应激（30℃、25℃）对RBM3表达影响。卵丘细胞经最佳浓度IGF-1(100 ng·mL ^-1)和对照组(0 IGF-1)作用30 h后,低温（30℃、25℃）应激8 h,比较RBM3表达水平。评估在低温应激组、100 ng·mL ^-1 IGF-1处理组和100 ng·mL ^-1 IGF-1+RBM3抑制剂处理组,卵丘细胞25℃应激8 h后凋亡水平差异,并从基因和蛋白水平检测3组卵丘细胞中凋亡相关基因Bax和Bcl-2的表达水平。【结果】 (1) IGF-1作用卵丘细胞后RBM3基因和蛋白的表达水平显著上升 (P<0.05),其在100 ng·mL ^-1 IGF-1处理组最高,免疫荧光检测显示100和200 ng·mL ^-1 IGF-1处理组卵丘细胞胞核和细胞质均可检测到RBM3,而0和50 ng·mL ^-1处理组,RBM3仅定位在细胞质。(2) 卵丘细胞经受低温应激时,RBM3的表达水平显著增加,但其在30℃和25℃应激处理组差异不显著;100 ng·mL ^-1 IGF-1作用卵丘细胞30 h后,其再次接受25℃、8 h低温应激,卵丘细胞中RBM3的表达水平显著高于低温应激前未经IGF-1处理卵丘细胞中RBM3的表达水平,且该处理组卵丘细胞胞质和胞核均可检测到RBM3。(3) 25℃应激后,100 ng·mL ^-1 IGF-1处理组卵丘细胞的凋亡率为(15.94±2.03)%,显著低于其在未经IGF-1处理组和100 ng·mL ^-1 IGF-1+RBM3抑制剂处理组中卵丘细胞的凋亡率,两者分别为(25.86±1.09)%和(20.14±2.65)%,在100 ng·mL ^-1 IGF-1处理组Bcl-2的表达水平显著高于其余两个处理组(P<0.05),而Bax的表达水平显著低于其余两个处理组 (P<0.05)。【结论】RBM3参与牦牛卵丘细胞低温应激调控,IGF-1可调控其在低温应激中的表达水平,从而降低低温诱导的卵丘细胞凋亡。本研究为揭示IGF-1和RBM3参与动物机体或细胞免受低温损伤的分子机制提供了关键信息,为体细胞和生殖细胞冷冻技术的提高提供了理论依据。     

光周期对棉花愈伤组织发生及体胚发生相关基因表达的影响

[目的]研究光周期对棉花愈伤组织发生及体胚发生相关基因表达的影响.[方法]利用石蜡切片对不同培养时期下胚轴细胞形态进行观察;RT-PCR技术对体胚发生相关基因表达量进行分析.[结果]石蜡切片观察发现,光处理后继代培养3d的下胚轴在b处理(暗处理3d后光处理3d)下形成层细胞增殖较快;继代培养7d时,新陆早33号、45号、50号和珂字棉312号在皮层部位都观察到次生分生细胞团的出现;其中,新陆早45号在b处理和c处理(暗处理12 h后光处理12 h,培养6d)下以及珂字棉312在四个光周期处理下形成层部位也观测到明显的次生分生细胞团.实时荧光定量PCR表明,光周期b处理下的下胚轴材料GhLEC1、GhSERK1基因相对表达量较高.[结论]光周期b处理更有利于愈伤组织发生,并且该处理下体胚发生相关基因的表达量相对最高.     

转基因斑马鱼在镉免疫毒性研究中的应用

为开发转基因斑马鱼技术在环境污染物免疫毒性研究中的应用,以转基因斑马鱼Tg(lysC:DsRed2)-Lyz fish为模型,利用斑马鱼胚胎发育技术和定量实时RT-PCR技术,探讨了Cd对斑马鱼仔鱼的免疫毒性及其作用机制。结果表明,0.01μmol·L~(-1)CdCl_2即可显著抑制转基因斑马鱼胚胎的孵化(P=0.013),当暴露浓度增大到0.1μmol·L~(-1)时,斑马鱼胚胎24 h血流障碍和52 h孵化抑制这两个毒性效应都大幅增强,且剂量-效应关系显著。0.1μmol·L~(-1)CdCl2使得溶菌酶(lysozyme C,lyz)标记的斑马鱼仔鱼体内中性粒细胞数量增多,且趋向肝脏部位聚集。免疫毒性的作用机制与斑马鱼仔鱼体内金属硫蛋白相关基因(dMT)和炎症相关基因(serp、tnf)表达的诱导,以及癌症抑制相关基因(ccgn1、chk2、p53)表达的抑制有相关性。研究表明,转基因斑马鱼Tg(lysC:DsRed2)在重金属污染物免疫毒性评价中具有重要意义。     

IGF-1调控RBM3表达抑制低温应激诱导牦牛卵丘细胞凋亡

【目的】探索动物机体遭受低温应激及细胞冷冻过程中胰岛素样生长因子1(insulin-like growth factor, IGF-1)与RNA结合基序蛋白3(RNA-binding motif protein 3, RBM3)之间的作用关系,及IGF-1参与哺乳动物细胞抑制低温损伤的机制。【方法】体外培养牦牛卵丘细胞,采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR, qRT-PCR)、蛋白免疫印迹(Western blot, WB)和免疫荧光技术检测不同浓度(0、50、100、200ng·mL~(-1))IGF-1和低温应激(30℃、25℃)对RBM3表达影响。卵丘细胞经最佳浓度IGF-1(100 ng·mL~(-1))和对照组(0IGF-1)作用30 h后,低温(30℃、25℃)应激8 h,比较RBM3表达水平。评估在低温应激组、100 ng·m L~(-1) IGF-1处理组和100 ng·mL~(-1) IGF-1+RBM3抑制剂处理组,卵丘细胞25℃应激8 h后凋亡水平差异,并从基因和蛋白水平检测3组卵丘细胞中凋亡相关基因Bax和Bcl-2的表达水平。【结果】(1) IGF-1作用卵丘细胞后RBM3基因和蛋白的表达水平显著上升(P0.05),其在100 ng·mL~(-1) IGF-1处理组最高,免疫荧光检测显示100和200 ng·mL~(-1) IGF-1处理组卵丘细胞胞核和细胞质均可检测到RBM3,而0和50 ng·mL~(-1)处理组,RBM3仅定位在细胞质。(2)卵丘细胞经受低温应激时,RBM3的表达水平显著增加,但其在30℃和25℃应激处理组差异不显著;100 ng·m L~(-1) IGF-1作用卵丘细胞30 h后,其再次接受25℃、8 h低温应激,卵丘细胞中RBM3的表达水平显著高于低温应激前未经IGF-1处理卵丘细胞中RBM3的表达水平,且该处理组卵丘细胞胞质和胞核均可检测到RBM3。(3) 25℃应激后,100 ng·mL~(-1)IGF-1处理组卵丘细胞的凋亡率为(15.94±2.03)%,显著低于其在未经IGF-1处理组和100 ng·mL~(-1) IGF-1+RBM3抑制剂处理组中卵丘细胞的凋亡率,两者分别为(25.86±1.09)%和(20.14±2.65)%,在100 ng·mL~(-1) IGF-1处理组Bcl-2的表达水平显著高于其余两个处理组(P0.05),而Bax的表达水平显著低于其余两个处理组(P0.05)。【结论】RBM3参与牦牛卵丘细胞低温应激调控,IGF-1可调控其在低温应激中的表达水平,从而降低低温诱导的卵丘细胞凋亡。本研究为揭示IGF-1和RBM3参与动物机体或细胞免受低温损伤的分子机制提供了关键信息,为体细胞和生殖细胞冷冻技术的提高提供了理论依据。     

团头鲂形态发育相关基因HoxB1b的克隆及功能研究

脊椎动物Hox族基因是一类重要的生长和发育调控基因,它编码具有螺旋—转角—螺旋结构的转录因子,能与下游靶基因特定区域结合并激活表达,从而调节脊椎动物胚胎发育过程中前后轴的形态建成。利用cDNA末端快速扩增法(RACE)克隆了团头鲂(Megalobrama amblycephala) HoxB1b基因的全长cDNA序列,并研究了该基因的表达模式。结果表明：（1）团头鲂HoxB1b基因cDNA全长为1 479 bp,其中包括一个编码306个氨基酸残基的921 bp阅读框,聚类分析结果表明,该基因与斑马鱼、红鳍东方鲀、青鳉的相似度分别为89%、45%、40%,在脊椎动物中具有一定的保守性;（2）RT-PCR分析结果显示,HoxB1b在团头鲂胚胎发育过程的各时期均有稳定表达,但在成熟卵中未检测到该基因的表达,表明该基因属非母源表达类型。进一步的整胚原位杂交结果显示,HoxB1b在团头鲂不同时期胚胎存在明显的空间表达差异,受精后20 h（20 hours post fertilization, 20hpf)胚胎主要在后脑表达,受精后40 h（40hpf)胚胎除了在后脑表达外,在胸鳍也检测到表达;（3）HoxB1b基因在团头鲂成鱼部分组织或器官中有表达,且在雌雄鱼中基因表达量有一定差别。综上所述,团头鲂HoxB1b基因的功能与胚胎前后轴上的后脑和胸鳍发育密切相关,并在团头鲂成鱼相关组织中具有重要生理功能。     

Cupulae in shark neuromasts: composition, origin, generation

Cupulae on the surface of the sensory epithelium of canal neuromasts of the shark lateralis system have been demonstrated. They are mounds of mucoid material secreted primarily by the supporting cells of the neuromast epithelium. Individual columns of mucus in fixed, stained sections produce striations perpendicular to the neuromast surface. The hair of the sensory cell is embedded in mucus at the bases of coalescing columns produced by a group of surrounding supporting cells. There is evidence that mucus production is continuous and is accompanied by regeneration of secretory cells and elimination of necrotic cells at the distal surface. It follows that cupular material is being discarded either intermittantly or continually, along with trapped cell debris and other detritus.     

FGF-dependent mechanosensory organ patterning in zebrafish

During development, organ primordia reorganize to form repeated functional units. In zebrafish (Danio rerio), mechanosensory organs called neuromasts are deposited at regular intervals by the migrating posterior lateral line (pLL) primordium. The pLL primordium is organized into polarized rosettes representing proto-neuromasts, each with a central atoh1a-positive focus of mechanosensory precursors. We show that rosettes form cyclically from a progenitor pool at the leading zone of the primordium as neuromasts are deposited from the trailing region. fgf3/10 signals localized to the leading zone are required for rosette formation, atoh1a expression, and primordium migration. We propose that the fibroblast growth factor (FGF) source controls primordium organization, which, in turn, regulates the periodicity of neuromast deposition. This previously unrecognized mechanism may be applicable to understanding segmentation and morphogenesis in other organ systems.     

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.     

小体鲟Ar-tnfsf10和Ar-tnfrsf10基因的克隆、表达和功能初步探究

肿瘤坏死因子超家族(TNFSF)和肿瘤因子受体超家族(TNFRSF)广泛存在于各类后生动物中，参与细胞凋亡、代谢和发育等多种功能调控。为了探究TNFSF和TNFRSF在硬骨鱼中的进化，我们克隆了小体鲟Ar-tnfsf10和Ar-tnfrsf10基因，并对小体鲟Tnfsf10和Tnfrsf10序列进行进化分析以及蛋白高级结构预测。结果表明，小体鲟Tnfsf10和Tnfrsf10在进化树中位于辐鳍亚纲的基部，与四足动物的Tnfsf10和Tnfrsf10同源性较低，其三维结构与人的Tnfsf10和Tnfrsf10相近。原位杂交的结果显示：Ar-tnfsf10和Ar-tnfrsf10均在小体鲟躯干水平肌隔、头部的眶下管、前鳃盖管和腹侧吻端的神经丘处有较强表达。经Tnfrsf10特异性激活剂Bioymifi处理后，小体鲟仔鱼整体结构无显著变化，但神经丘中毛细胞显著增多。综上结果表明：小体鲟Tnfsf10和Tnfrsf10代表了硬骨鱼同源蛋白的原始形式，可能特异性参与侧线神经丘的发育。     

Hair cell regeneration after acoustic trauma in adult Coturnix quail

Recovery of hair cells was studied at various times after acoustic trauma in adult quail. An initial loss of hair cells recovered to within 5 percent of the original number of cells. Tritium-labeled thymidine was injected after this acoustic trauma to determine if mitosis played a role in recovery of hair cells. Within 10 days of acoustic trauma, incorporation of [3H]thymidine was seen over the nuclei of hair cells and supporting cells in the region of initial hair cell loss. Thus, hair cell regeneration can occur after embryonic terminal mitosis.     

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。     

Proliferation of functional hair cells in vivo in the absence of the retinoblastoma protein

In mammals, hair cell loss causes irreversible hearing and balance impairment because hair cells are terminally differentiated and do not regenerate spontaneously. By profiling gene expression in developing mouse vestibular organs, we identified the retinoblastoma protein (pRb) as a candidate regulator of cell cycle exit in hair cells. Differentiated and functional mouse hair cells with a targeted deletion of Rb1 undergo mitosis, divide, and cycle, yet continue to become highly differentiated and functional. Moreover, acute loss of Rb1 in postnatal hair cells caused cell cycle reentry. Manipulation of the pRb pathway may ultimately lead to mammalian hair cell regeneration.     

Nectins establish a checkerboard-like cellular pattern in the auditory epithelium

In the auditory epithelium of the cochlea, the sensory hair cells and supporting cells are arranged in a checkerboard-like fashion, but the mechanism underlying this cellular patterning is unclear. We found that mouse hair cells and supporting cells express the immunoglobulin-like adhesion molecules nectin-1 and -3, respectively, and that their interaction mediates the heterotypic adhesion between these two cell types. Genetic removal of nectin-1 or -3 disrupted the checkerboard-like pattern, inducing aberrant attachment between hair cells. When cells expressing either nectin-1 or -3 were cocultured, they arranged themselves into a mosaic pattern. Thus, nectin-1 and -3 promote the formation of the checkerboard-like pattern of the auditory epithelia.     

人H1启动子转录shRNA的细胞种属特异性研究

利用siDirect软件预测绿色荧光蛋白(GFP)基因特异性小干扰RNA(siRNA),将人工合成的相应shRNA插入含人H1启动子的pSuper载体,获得表达载体pSuper-shRNA,再将H1-shRNA插入表达GFP基因的peGFP-N1载体,获得表达载体peGFP-H1-shRNA。分别以pSuper-shRNA peGFP-N1和peGFP-H1-shRNA转染COS-1、293-T、鸡胚肝(CEL)和鸡胚成纤维(CEF)细胞,根据相同条件下GFP阳性细胞数及荧光强度变化判断产生的siRNA对GFP基因表达的沉默作用,比较人H1启动子在哺乳动物和禽源细胞中的转录活性。结果表明:人H1启动子在2种哺乳动物细胞中能有效转录shRNA,但在2种禽源细胞中的转录活性很弱,提示在禽源细胞中表达siRNA和进行基因沉默研究应选用禽源启动子。