在早期发育阶段，DNA损伤会影响欧亚鲟的神经发育

《BMC Biology》：DNA damage at an early developmental stage affects neurodevelopment in sterlet (Acipenser ruthenus)

　　

摘要

背景

在鱼类胚胎发育过程中，若暴露于DNA损伤因子，可能会引发畸形和发育障碍。然而，关于胚胎DNA修复的动态过程及其对器官形成的影响，目前相关研究还十分有限。为填补这一知识空白，我们在西伯利亚鲟（Acipenser ruthenus）胚胎的囊胚期（受精后2至24小时），将其暴露于DNA烷基化剂甲磺酸甲基酯（MMS）中，并在孵化时（受精后8天）以及孵化后阶段（受精后10天）观察其影响。

结果

与对照组相比，处理组胚胎中的DNA烷基化损伤在受精后3天内仍然存在，但到受精后8天时已得到修复。与此同时，关键的碱基切除修复（BER）基因（apex1、ogg1、polβ、xrcc1、lig3）的表达显著增加，而APE1蛋白水平在孵化时则上升了1.5倍。这些发现表明，西伯利亚鲟胚胎在面临DNA烷基化损伤时会激活功能性的BER修复途径。尽管DNA修复成功，但这些胚胎在受精后10天时仍出现视网膜层分化异常，且酪氨酸羟化酶（TH）的表达水平降低。

结论

总体而言，我们的研究结果表明，DNA烷基化可能通过干扰关键发育阶段的DNA修复蛋白调控，从而影响器官形成。我们推测，DNA烷基化可能会影响对早期大脑和眼睛发育至关重要的基因表达，这反映出一种具有器官特异性的DNA损伤反应。值得注意的是，本研究强调，未来的研究应进一步探讨在西伯利亚鲟胚胎受到遗传毒性物质侵害时，BER修复途径的激活与发育异常之间的关联。

图形摘要

背景

在鱼类胚胎发育过程中，若暴露于DNA损伤因子，可能会引发畸形和发育障碍。然而，关于胚胎DNA修复的动态过程及其对器官形成的影响，目前相关研究还十分有限。为填补这一知识空白，我们在西伯利亚鲟（Acipenser ruthenus）胚胎的囊胚期（受精后2至24小时），将其暴露于DNA烷基化剂甲磺酸甲基酯（MMS）中，并在孵化时（受精后8天）以及孵化后阶段（受精后10天）观察其影响。

结果

与对照组相比，处理组胚胎中的DNA烷基化损伤在受精后3天内仍然存在，但到受精后8天时已得到修复。与此同时，关键的碱基切除修复（BER）基因（apex1、ogg1、polβ、xrcc1、lig3）的表达显著增加，而APE1蛋白水平在孵化时则上升了1.5倍。这些发现表明，西伯利亚鲟胚胎在面临DNA烷基化损伤时会激活功能性的BER修复途径。尽管DNA修复成功，但这些胚胎在受精后10天时仍出现视网膜层分化异常，且酪氨酸羟化酶（TH）的表达水平降低。

结论

总体而言，我们的研究结果表明，DNA烷基化可能通过干扰关键发育阶段的DNA修复蛋白调控，从而影响器官形成。我们推测，DNA烷基化可能会影响对早期大脑和眼睛发育至关重要的基因表达，这反映出一种具有器官特异性的DNA损伤反应。值得注意的是，本研究强调，未来的研究应进一步探讨在西伯利亚鲟胚胎受到遗传毒性物质侵害时，BER修复途径的激活与发育异常之间的关联。

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