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斑马鱼实验模型
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利用转基因NBT斑马鱼评价周围神经保护剂功效

【实验背景】

周围神经系统:

人体九大系统之神经系统,包括中枢神经和周围神经系统。中枢神经系统由脑和脊髓组成(脑和脊髓是各种反射弧的中枢部分),而脑神经和脊神经(传导神经冲动)则归属于周围神经系统。周围神经损伤主要支配肢体运动、感觉及功能障碍,周围神经损伤有较高的致残率。

模式生物选择:

斑马鱼和人类基因有着87%的高度同源性,其神经系统的发育与衰老均与人类十分相似,适合应用于人类神经系统疾病、损伤和修复的研究。斑马鱼胚胎期和幼鱼期为透明体,这一特征使得斑马鱼成为神经系统发育研究的极佳模式生物。并且可通过转基因实验手段,使斑马鱼运动神经元表达特异性绿色荧光蛋白,故可以在活体中快速、直观检测出样品对周围神经系统的器质性损伤。

模型诱导剂:

酒精(乙醇)对人体危害性极大,酒精相关的周围神经病是涉及感觉、自主和运动神经的慢性神经病。神经病变主要是由轴突变性引起的,但也可以通过脱髓鞘、轴突变性和脱髓鞘共同作用。随着时间的推移和持续酒精堆积,感觉、运动和自主神经会逐渐退化,使神经元出现脱髓鞘、轴索变性样改变,抑制周围神经生长,导致神经系统损害。

保护剂:

谷胱甘肽作为细胞内一种重要的调节代谢剂和抗氧化剂,能够清除氧自由基、增强抗氧化物酶活性,延缓衰老、提高机体抗氧化防御能力等作用。大量研究表明,谷胱甘肽是一种重要的辅酶因子,在神经系统中充当神经介质发挥作用,能够抑制氧化应激介导的破坏作用。

【实验方案】

将斑马鱼设置为三个组别,分别为正常对照组,模型对照组(乙醇)和周围神经保护剂组(谷胱甘肽)。对正常对照组不经任何处理,模型对照组与周围神经保护剂组给与等量酒精进行模型诱导(酒精通过溶解到养鱼用水中的方式经斑马鱼摄入),周围神经保护剂组在给与酒精的同时给与谷胱甘肽进行保护。通过观察运动神经元轴突长度(荧光显示,以黄色虚线标记)判断周围神经损害程度。

【结果展示】

斑马鱼脊神经表型图

图1. 斑马鱼脊神经表型图

由图中可以明显看到,模型对照组的运动神经元轴突长度较正常对照组短,而周围神经保护剂组的运动神经元轴突长度与模型对照组相比有明显增长。

【结果评价】

1.经斑马鱼的对比实验发现,酒精诱导的模型对照组显示出较短的运动神经元轴突长度,显示斑马鱼有明显周围神经损伤;

2.以谷胱甘肽为代表的周围神经保护剂组的运动神经元轴突长度与模型对照组相比明显增加,证实了谷胱甘肽的周围神经保护功效。

 

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