斑马鱼神经元助力人类出生缺陷研究

【字体: 时间:2014年03月06日 来源:生物通

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  斑马鱼是研究人类疾病(包括脑部疾病)的一种公认的重要工具。目前,密苏里大学医学院的研究人员指出,了解斑马鱼的神经元发育和成熟,可以使我们对出生缺陷(例如人类脊柱裂)有一个更好的了解。

  

生物通报道:斑马鱼(zebrafish),是一种类似于鲦鱼(minnow)的热带淡水鱼,原产于喜马拉雅地区东南部,是研究人类疾病(包括脑部疾病)的一种公认的重要工具。利用斑马鱼,科学家们可以确定单个神经元如何发育、成熟和支持基本的功能,如呼吸、吞咽和咀嚼运动。目前,密苏里大学医学院的研究人员指出,了解斑马鱼的神经元发育和成熟,可以使我们对出生缺陷(例如人类脊柱裂spina bifida)有一个更好的了解。(延伸阅读更多斑马鱼相关研究新闻:科学家发现新的唇腭裂综合症致病基因斑马鱼帮助解码钙缺乏和结肠癌的关联科学家发现心脏发育必需的新激素


密苏里大学Bond Life Sciences Center研究员、生物科学教授Anand Chandrasekhar称:“我们正在研究神经元如何移动到它们的最终目的地。这在神经系统中尤其重要,因为这些神经元会产生类似于你在电脑中看到的电路。如果这些电路不能正确地形成,以及如果不同类型的神经元最后到达不了正确的位置,那么动物的行为和生存将会受到损害。”


科学家们研究了斑马鱼的胚胎,它几乎是透明的,使我们能够容易地观察其内部过程。利用表达绿色荧光水母蛋白的转基因斑马鱼,Chandrasekhar及其研究小组能够跟踪神经元的迁移。


Chandrasekhar表示:““这种方法被广泛用来可视化一群细胞。在我们的研究中,在运动神经元位于大脑的地方,绿色细胞群能够发光和指示。一些细胞组群的形状就像是香肠,而其它一些则是圆形的,但是每个组群(有50到150个细胞),能够给不同的颚肌组发送信号。


Chandrasekhar研究的这些运动神经元位于斑马鱼的后脑,这个部位相当于人的脑干,能够控制这些小鱼的腮和下颌运动。在斑马鱼中控制这些神经元发育和组织的基因,在功能上类似于高等动物(包括哺乳动物在内)的基因。
Chandrasekhar的工作,有助于我们更好地理解“在发育期间,神经元网络如何被组织和连接”。这些研究也对出生缺陷(如脊柱裂)提供了独到的见解,根据美国国立卫生研究院资料显示,这种缺陷影响着每2000个新生儿中的一个。


Chandrasekhar指出:“脊柱裂的一个特点是,在脊髓中有一个开放的神经管。实际上,关闭神经管的细胞能够分清左与右、前和后,正如斑马鱼后脑中的神经元能够迁移到正确的位置。此外,导致有缺陷的神经元迁移的许多基因突变,可以造成神经管闭合的缺陷。我们希望,理解控制斑马鱼神经元迁移的基因和机制,将阐明人类神经管闭合的机制,以及为什么在脊柱裂中这个过程会出错。”

Chandrasekhar的这项研究工作,以“Structural and temporal requirements of Wnt/PCP protein Vangl2 function for convergence and extension movements and facial branchiomotor neuron migration in zebrafish”为题,发表在2014年2月份的《Mechanisms of Development》杂志上。在2013年10月份,他还在《Developmental Biology》杂志上发表了一项相关的研究“The PCP protein Vangl2 regulates migration of hindbrain motor neurons by acting in floor plate cells, and independently of cilia function”。(生物通:王英)

生物通推荐原文:
1、Vinoth Sittaramane, Xiufang Pan, Derrick M. Glasco, Peng Huang, Suman Gurung, Anagha Bock, Shike Li, Hui Wang, Koichi Kawakami, Michael P. Matise, Anand Chandrasekhar. The PCP protein Vangl2 regulates migration of hindbrain motor neurons by acting in floor plate cells, and independently of cilia function. Developmental Biology, 2013; 382 (2): 400.

2、Xiufang Pan, Vinoth Sittaramane, Suman Gurung, Anand Chandrasekhar. Structural and temporal requirements of Wnt/PCP protein Vangl2 function for convergence and extension movements and facial branchiomotor neuron migration in zebrafish. Mechanisms of Development, 2014; 131: 1.


 

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