脊椎動物的器官形成是一個復(fù)雜而又難以看到的發(fā)育過程,。然而,依賴于轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展起來的細(xì)胞命運追蹤和組織特異呈像技術(shù),,就像黑暗中的燈光,,可以照亮器官發(fā)現(xiàn)難以觀察到的細(xì)節(jié)。就肝臟器官發(fā)育研究來說,,本世紀(jì)以來雖已獲得過幾個標(biāo)示肝臟發(fā)育的轉(zhuǎn)基因斑馬魚品系,,但迄今還沒有報道過能標(biāo)示肝臟全程發(fā)育特別是前期發(fā)育的轉(zhuǎn)基因魚。
最近,,中國科學(xué)院水生生物研究所桂建芳研究員主持的實驗室在對銀鯽和石斑魚14kDa阿樸脂蛋白(Apo-14)進行了分子和表達特征研究的基礎(chǔ)上,,進一步分析了Apo-14在斑馬魚胚胎發(fā)育中的時空表達圖式,分離出斑馬魚Apo-14的啟動子序列,,構(gòu)建出由Apo-14啟動子序列驅(qū)動綠色熒光蛋白報告基因表達的轉(zhuǎn)基因斑馬魚Tg(Apo14: GFP),并觀察到其母源表達和受精后轉(zhuǎn)位,。
用該轉(zhuǎn)基因魚雄魚與野生型雌魚交配,,在其雜合胚胎中可以追蹤綠色熒光蛋白起始表達的細(xì)胞及其詳細(xì)的發(fā)育行為。有意思的是,,當(dāng)胚胎發(fā)育至10小時尾芽剛剛顯現(xiàn)時,,Apo-14啟動子驅(qū)動的綠色熒光蛋白開始在卵黃多核層(YSL)表達,并在16至17小時胚胎發(fā)育到14體節(jié)時,,其典型的鹽椒狀表達圖式在卵黃多核層中明顯可見,。到20小時時,一個綠色熒光點出現(xiàn)在脊索和卵黃囊之間靠近視泡的區(qū)域,,該熒光點隨后被證實為發(fā)育成肝臟的肝原基,。
進而,他們以此為標(biāo)記,,詳細(xì)觀察記錄了肝臟器官發(fā)生的動態(tài)過程,,因為Apo-14啟動子驅(qū)動的綠色熒光蛋白持續(xù)地表達在肝原基和成魚肝臟中的成肝細(xì)胞、肝祖細(xì)胞和肝細(xì)胞中,。此外,,還觀察到肝祖細(xì)胞和卵黃多核層中的陽性細(xì)胞核有相似的形態(tài)特征,,推測它們可能起源于早期胚胎的同一前體細(xì)胞??傊?,這一成果為研究肝臟發(fā)育及其器官發(fā)生提供了一個從早期內(nèi)胚層細(xì)胞就開始表達,直到完整的肝臟器官形成都可觀察的新的轉(zhuǎn)基因魚,。
該研究得到國家基礎(chǔ)研究973計劃和國家重點實驗室自主研究項目的資助,,主要由博士研究生王銳等完成,研究論文于7月22日在《公共科學(xué)圖書館—綜合》(PLoS ONE)上在線發(fā)表,。(生物谷 Bioon.com)