抗血管生成药物筛选及其新模型——斑马鱼

目前抗血管生成疗法成为抗肿瘤研究的热点之一,抗血管生成药物筛选也已成为发现新型抗肿瘤药物的重要手段。筛选模型在药物筛选过程中起着关键性作用。本文评述了筛选抗血管生成类药物常用的分子、细胞、组织器官和整体动物等水平的筛选模型,并介绍了新的活体动物模型——模式生物斑马鱼。     

芦荟大黄素对斑马鱼胚胎发育及运动行为学的毒性研究

以斑马鱼胚胎为模型,研究芦荟大黄素对胚胎发育和行为学的影响。结果显示,1.0 μg/mL及以上浓度的芦荟大黄素对斑马鱼胚胎有致死作用,随着浓度的增加和作用时间延长而增强。芦荟大黄素对斑马鱼胚胎的孵化过程有阻滞作用,1.0 μg/mL及以上浓度的芦荟大黄素使斑马鱼胚胎出现了卵黄延伸异常、发育迟缓和身体弯曲等畸形现象,但是对斑马鱼仔鱼的运动行为学无明显影响。本实验结果提示,临床应用芦荟大黄素治疗如孕妇这类特殊病人时,应充分考虑药物的剂量和用药时间。     

不同LED光谱对斑马鱼胚胎发育的影响

【目的】考察不同LED光谱对斑马鱼胚胎发育的影响。【方法】将斑马鱼胚胎随机平均分为4组分别置于白光、蓝光、绿光和红光共4种LED光谱环境中,每日光照时间段为7:00—21:00,持续7 d。在此期间每12 h统计胚胎孵化率和胚胎或仔鱼死亡率,记录胚胎在第48 h的心率、仔鱼在第168 h的畸形率及体长,并拍摄胚胎在第4 h、第12 h、第24 h和第48 h的发育情况。【结果】1)与白光组相比,蓝光组和红光组在第60 h以及红光组在第84 h的胚胎累计孵化率有统计学意义上的下降(p<0.05),而第96 h后各组胚胎累计孵化率无统计学意义上的差异,但绿光组的该项指标最低。2)各组斑马鱼胚胎或仔鱼累计死亡率在各统计时间点均无统计学意义上的差异,但胚胎完全孵化后蓝光组的该项指标最低。3)各组斑马鱼胚胎心率在第48 h无统计学意义上的差异;4)各组斑马鱼仔鱼的体长和畸形率无统计学意义上的差异,但红光组仔鱼畸形率最高。【结论】最适宜斑马鱼胚胎发育的LED光谱为白光,红光和蓝光会延缓该鱼种的胚胎发育;红光和绿光会导致斑马鱼胚胎或仔鱼死亡率有一定程度上升,对该鱼种的胚胎发育较为不利。     

苍耳子提取物对斑马鱼的发育及运动行为的毒性研究

为研究苍耳子提取物对斑马鱼胚胎发育及运动行为的影响,取受精后12/24 h斑马鱼胚胎,将胚胎分别置于不同浓度苍耳子提取物溶液中,在作用不同时间后,显微镜下统计孵化率、死亡率和心率;取受精后120 h斑马鱼胚胎,用不同浓度苍耳子提取物处理60 min后,利用行为学分析系统统计各组斑马鱼在0~10、10~20、20~30 min内行为轨迹,基于游行距离与游行时间得到游行速度,并统计转圈值。结果表明,苍耳子提取物对受精后12 h斑马鱼胚胎的发育有毒性,使斑马鱼胚胎的孵化率降低,在提取物浓度大于15μg/mL时,孵化率低于40%;0.93μg/mL苍耳子提取物可提高24 h斑马鱼胚胎的心率(P≤0.01),当提取物浓度大于7.5μg/mL时,心率显著性降低(P≤0.01);在行为学分析中发现,当苍耳子提取物浓度大于3μg/mL时,游行速度与转圈均值明显增加。研究认为,苍耳子提取物对斑马鱼胚胎发育有毒性作用,能够兴奋斑马鱼胚胎心率并增加其游行速度。     

斑马鱼仔鱼的人工培育实验

饵料投喂和水质是影响斑马鱼仔鱼存活率的主要因素,分别只投喂草履虫和卤虫,仔鱼存活率仅为37.8%。斑马鱼仔鱼的死亡高峰期主要在第13～15天之间,适量添加蛋黄颗粒能使此阶段的死亡率降低约20%。土霉素能预防仔鱼发育过程中病原微生物感染的发生,提高仔鱼的存活率。     

悬浮物对斑马鱼胚胎发育的影响

为探究水中悬浮物含量对斑马鱼(Danio rerio)胚胎发育的影响，挑选发育正常的斑马鱼胚胎分为CK组、T1组、T2组和T3组，分别在悬浮物质量浓度为0、10、100和1 000 mg·L -1的水体中培养168 h，每12 h记录胚胎孵化率和胚胎或仔鱼的死亡率，在实验进行72 h后统计仔鱼心率，在实验进行168 h后统计仔鱼畸形率，并于实验进行4、12、24和48 h后拍照观察胚胎的发育情况。结果显示：1) 与CK组相比，T1组、T2组和T3组斑马鱼胚胎的累计孵化率在实验进行60 h后有统计学意义上的下降(p<0.05)，且T3组的该项指标在实验进行72 h后直至实验结束均有统计学意义上的下降(p<0.05)；2) 在实验进行120 h后直至实验结束，T3组与CK组相比仔鱼的累计死亡率均有统计学意义上的上升(p<0.05)；3) 在实验进行72 h后，T1组、T2组和T3组与CK组相比仔鱼心率有统计学意义上的下降(p<0.05)；4) T3组与CK组相比仔鱼畸形率有统计学意义上的上升(p<0.05)；5) 与CK组相比，T1组、T2组和T3组的胚胎发育较为迟缓。研究结果提示水体中悬浮物质量浓度过高可导致斑马鱼胚胎发育迟缓、胚胎孵化率和仔鱼心率下降、仔鱼的死亡率和畸形率上升。     

3种重金属对斑马鱼的联合毒性及迷迭香酸的保护作用研究

对氯化镉、硝酸铅、硫酸铜3种重金属单一以及联合情况下对早期斑马鱼胚胎发育毒性的影响进行考察,并采用不同浓度的迷迭香酸进行干预,同时观察96 hpf胚胎的死亡率和孵化率.Cd-Pb、Cd-Cu、Pb-Cu、Cd-Pb-Cu对斑马鱼胚胎的毒性作用类型分别为协同作用、协同作用、拮抗作用、协同作用.60μmol/L RA对斑马鱼胚胎死亡、幼鱼畸形及胚胎孵化率无明显影响.Cd~(2+)-Pb~(2+)-Cu~(2+)联合处理,胚胎死亡率明显上升,60μmol/L RA与Cd~(2+)-Pb~(2+)-Cu~(2+)联合处理,胚胎死亡率降低约20%(P<0.01);胚胎凋亡细胞数目明显减少,Bcl-2/Bax的基因表达水平明显上调(P<0.01),Caspase 3基因表达下调(P<0.05).表明RA对Cd~(2+)-Pb~(2+)-Cu~(2+)的联合毒性具有保护作用,其机制可能与上调Bcl-2/Bax,降低Caspase 3基因表达,减少胚胎细胞凋亡有关.     

以抗血管生成为靶点的抗肿瘤药物研究进展

血管生成对肿瘤的生长和转移有着重要作用,抗血管生成药物通过阻断新血管的形成,杀死或破坏肿瘤血管,从而抑制肿瘤生长和转移.近年来靶向抗血管生成抗肿瘤药物的研发取得了很大进展.通过整理近年来一些具有良好抗血管生成效果的抗肿瘤活性化合物的研究进展,总结这些化合物结构上或者作用机制上存在的共性或特性及发展前景等信息,为后续筛选并合成具有优良抗血管生成抗肿瘤效果的活性化合物及结构优化工作提供思路.     

水体中铅暴露对南方鲇Silurus meridionalis胚胎发育和仔鱼存活的影响

采用人工受精获得的南方鲇Silurus meridionalis Chen胚胎和仔鱼为实验对象,以Pb(NO3)2为毒物源,在水温22.5℃条件下,观察了水体中不同质量浓度铅(Pb)暴露对南方鲇胚胎孵化率、畸形率、自主运动、孵化历时的影响,并进行了初孵仔鱼的Pb暴露毒理实验.实验结果表明,在水体中Pb2+质量浓度分别为0(对照),4,8,12和16mg/L的条件下,南方鲇胚胎孵化率随着Pb质量浓度的上升呈下降趋势,分别为84.94%,71.23%,69.75%,66.57%和64.69%,各Pb质量浓度处理组的孵化率显著低于对照组(p0.05);且孵出的仔鱼出现心包水肿,脊柱弯曲以及尾巴弯曲退化等畸形特征,畸形率随着Pb质量浓度的升高呈上升趋势,分别为10.27%,15.28%,22.28%和36.67%,各Pb暴露组均显著高于对照组(2.37%)(p0.05);各Pb质量浓度暴露组胚胎在出膜前期的自主运动频率分别为63.86,52.71,48.43和47.14次/min均显著低于对照组(78.00次/min)(p0.05);各Pb质量浓度暴露组的胚胎孵化历时均显著长于对照组(p0.05).孵化后在净水(未加入Pb(NO3)2的实验水体)中养殖的卵黄囊期仔鱼72h死亡率随着其胚胎期Pb暴露质量浓度的上升呈上升趋势,胚胎期Pb暴露质量浓度分别为0,4,8,12和16mg/L的条件下,仔鱼期的净水死亡率分别为9.45%,18.22%,20.95%,24.05%和26.29%,胚胎期各Pb质量浓度暴露组所获仔鱼的死亡率均显著高于对照组(p0.05).根据水体Pb暴露对南方鲇初孵仔鱼急性中毒致死的观测结果推算,其96h半致死质量浓度(96hLC50)为0.32mg/L.本研究结果表明,南方鲇胚胎对水体Pb暴露的耐受性高于其初孵仔鱼,可能与南方鲇的受精卵卵膜较厚,对水体中的Pb2+进入胚胎具有较大的阻滞作用有关.     

以斑马鱼模型评价6 种药物的神经毒性

摘要: 目的以斑马鱼为模式生物,评价6 种已知对人类具有神经毒药物吗替麦考酚酯、异烟肼、环孢素A、卡马西平、苯妥英钠和乙醇对斑马鱼的神经毒性。方法挑选受精后5 d( 5 dpf) 的野生型AB 系斑马鱼在含吗替麦考酚酯( 4. 5、15、45 和51 μmol /L) 、异烟肼( 1 460、4 866、14 599 和15 328 μmol /L) 、卡马西平( 17. 5、58. 3、175 和187μmol /L) 、苯妥英钠( 16. 7、55. 7、167 和185 μmol /L) 、乙醇( 0. 18%、0. 63%、1. 81% 和2. 0%) 、环孢素A( 5、16. 7 和50 μmol /L) 的养鱼用水中暴露,实验过程中不做换液处理, 24 h 后,利用斑马鱼行为分析仪检测斑马鱼的总运动距离,评价6 种药物对斑马鱼运动活力的影响; 受精后1 d( 1 dpf) 的运动神经元转基因斑马鱼胚胎在含吗替麦考酚酯( 0. 15、0. 5、1. 5 和5. 5 μmol /L) 、异烟肼( 10 971、36 596、109 708 和111 825 μmol /L) 、卡马西平( 45. 9、153、459 和 484 μmol /L) 、苯妥英钠( 200、667 和2000 μmol /L) 、乙醇( 0. 19%、0. 62%、1. 86% 和1. 98%) 、环孢素A( 5、16. 7 和 50 μmol /L) 的养鱼用水中暴露,实验过程中不做换液处理, 48 h 后,在荧光显微镜下拍照,分析统计斑马鱼次级运动神经元轴突的长度,评价6 种药物对斑马鱼运动神经元轴突生长的影响。结果吗替麦考酚酯、乙醇、卡马西平暴露后,随着浓度增加,斑马鱼运动距离先增加后减少,产生典型剂量依赖性倒“U”型运动; 异烟肼和苯妥英钠暴露后,随着浓度增加,对斑马鱼运动活力抑制作用逐渐增强; 环孢素A 暴露后,随着浓度增加,斑马鱼产生兴奋性,斑马鱼总运动距离逐渐增加; 6 种药物作用后,斑马鱼运动神经元轴突长度均变短,表明6 种药物在实验剂量下均能抑制运动神经元轴突的生长。结论斑马鱼模型可用于初步评价药物神经毒性。     

斑马鱼在人类疾病模型以及药物筛选中的应用

小鼠作为研究人类疾病的动物模型已被广泛使用,然而其在大规模遗传筛选和药物筛选方面受到诸多限制.斑马鱼作为典型的脊椎动物,在器官水平和细胞水平上与哺乳动物相似,而且胚胎和幼体的透明特性为实时观察提供了方便;其基因与人类有很高的同源性且易于进行基因操作,因而成为了研究人类疾病的理想动物模型.本文介绍了斑马鱼在人类疾病模型和药物 筛选中的研究概况.     

异烟肼对斑马鱼胚胎发育量-毒关系的研究

研究了一线抗结核药物异烟肼对斑马鱼发育的量-毒关系。用不同浓度的异烟肼分别处理发育至2 hpf(hour post fertilization)的斑马鱼胚胎,观察胚胎和幼鱼的死亡率、孵化率、畸形率、体长及形态学变化。急性毒性实验结果表明异烟肼对斑马鱼有明显的发育毒性,能导致斑马鱼发育迟缓和畸变。与对照组相比,低剂量（小于6 mmol/L）异烟肼对斑马鱼无发育毒性,高剂量（≥32 mmol/L）异烟肼显著抑制胚胎的孵化率,并有明显的胚胎致死效应和致畸效应。斑马鱼死亡率和畸形率均随给药剂量的增加和给药时间的延长而升高。本实验条件下,异烟肼的最大无毒性效应浓度为2 mmol/L。     

白藜芦醇对阿司咪唑诱导斑马鱼心脏损伤的保护作用

探讨不同浓度的白藜芦醇对阿司咪唑诱导斑马鱼胚胎心脏损伤的保护作用。采用发育正常的48 hpf斑马鱼胚胎作为实验模型,加入阿司咪唑(4 μmol/L)后再加入不同浓度的白藜芦醇处理上述胚胎,于72 hpf观察胚胎心脏的形态、心率及静脉窦 动脉球（SV BA）的变化。结果发现阿司咪唑模型对照组在给药后出现心脏损伤现象,包括心包水肿、心脏周围血细胞堆积、心率减慢和SV BA间距的缩短,白藜芦醇给药组对上述损伤情况改善明显,并且随着给药浓度的增加,阿司咪唑诱导的心脏毒性作用明显减小。研究认为白藜芦醇对阿司咪唑诱导的斑马鱼心脏毒性有一定的保护作用。     

异烟肼对斑马鱼幼鱼发育毒性及运动行为学的影响

以斑马鱼幼鱼为研究对象,研究异烟肼对幼鱼发育毒性和行为学的影响。 用不同浓度的异烟肼分别处理发育至72 hpf的斑马鱼幼鱼,观察幼鱼的死亡率、畸形率及形态变化,分析幼鱼行为学轨迹。 异烟肼（≥4 mmol/L）对斑马鱼幼鱼有致死作用,随着浓度的增加和作用时间延长而增强。异烟肼对斑马鱼幼鱼的发育过程有致畸作用,表现为脊柱弯曲、卵黄囊吸收延滞、心包水肿、鱼鳔缺失、体长发育延迟和器官空泡化等。随着给药浓度的增加和作用时间的延长,异烟肼组幼鱼行为轨迹减少,运动次数和运动速度显著降低。结果表明,异烟肼（≥4 mmol/L）对斑马鱼幼鱼具有致死和致畸作用,对幼鱼的运动行为有抑制作用,并且呈现时间和剂量依赖性。     

低聚果糖和低聚异麦芽糖促进斑马鱼肠道蠕动作用的研究

探讨基于斑马鱼模型的低聚果糖及低聚异麦芽糖对肠道蠕动的促进作用。选用发育正常的5 d的斑马鱼幼鱼,各实验组分别加入不同浓度的低聚果糖和低聚异麦芽糖溶液,培养24 h后,在显微镜下观察其对斑马鱼肠道蠕动次数的影响。实验结果表明,125~500 mg/mL的低聚果糖和低聚异麦芽糖均对斑马鱼肠道蠕动有促进作用,蠕动次数与浓度成正相关性。相同浓度条件下,低聚果糖较低聚异麦芽糖促进斑马鱼肠道蠕动的作用更明显。采用斑马鱼动物模型可实现促进肠蠕动药物的早期、快速筛选。     

斑马鱼血栓模型在中药活性成分筛选中的适用性

为了考察斑马鱼血栓生成模型在中药成分活性筛选中的适应性,利用体外血小板聚集实验和体内斑马鱼血栓形成实验,分别检测中药单体对血小板聚集和血栓形成的影响。筛选模型选择3~5 d的野生型AB系斑马鱼以及转基因TG系（integrin αIIb: EGFP）血小板标记绿色荧光斑马鱼,利用三氯化铁诱导血栓形成,以凝血时间为指标,用20种中药单体成分处理斑马鱼,考察对斑马鱼血栓形成的影响。同时,采集大鼠全血制备富血小板血浆和贫血小板血浆,利用血小板聚集仪测定血小板聚集率,检测中药单体成分活性。结果显示：有7种中药单体成分具有抑制斑马鱼血栓形成活性,首次发现桃叶珊瑚苷具有明显的抑制斑马鱼血栓形成作用;体外血小板聚集实验结果显示有12种中药材成分具有抑制血小板聚集的作用,其中100 μg/mL 红景天苷的血小板聚集抑制率88.22%;利用斑马鱼血栓模型检测出的7种中药单体与体外血小板聚集实验结果一致。斑马鱼血栓生成模型对中药抗血栓活性筛选具有良好的适应性。     

铜、汞和铅对斑马鱼仔鱼肝脏发育的影响

以肝脏绿色荧光转基因斑马鱼T3（lfabp:EGFP）为模型,研究水环境典型重金属污染物铜（CuCl2）、汞（HgCl2）和铅（Pb（Ac）2）在较低浓度暴露下对仔鱼（72~144 hpf）肝脏发育的影响。结果显示,各暴露组存活率均在95%以上;CuCl2和HgCl2在1 μmol/L时均能够引起鳔发育或充气异常;3种化合物均能够显著减小肝脏荧光面积和光密度。相同暴露浓度下,CuCl2抑制肝脏发育的能力强于Pb（Ac）2和HgCl2,但HgCl2在0.01 μmol/L时就能够显著抑制肝脏发育;CuCl2和Pb（Ac）2抑制lfabp表达量的能力强于HgCl2,且Pb（Ac）2在0.01 μmol/L时就能够显著抑制lfabp表达。结果表明,3种重金属化合物均能够显著抑制肝脏发育;转基因斑马鱼仔鱼可以作为检测环境污染物肝脏发育毒性的首选模型。