Содержание

У РЫБОК ДАНИО-РЕРИО НАШЛИ СПОСОБНОСТЬ ПРЕДАВАТЬСЯ ОТЧАЯНИЮ

Результаты исследования «отодвинули» происхождение отчаяния на 340 млн лет в прошлое.

Биологи выяснили, что у рыбок данио-рерио, как и у млекопитающих, может проявляться поведение, подобное человеческому отчаянию. При этом рыбок можно успокоить с помощью антидепрессантов. Благодаря этому открытию ученые смогут тестировать подобные препараты не только на грызунах, как раньше, но и на данио-рерио. Результаты исследования опубликовал Journal of Neuroscience Methods, кратко об этом пишет пресс-служба Уральского федерального университета (УрФУ).

«Учитывая, что генетически рыбы и люди подобны друг другу на 70%, мы сделали поиск потенциальных биологических мишеней для антидепрессантов гораздо менее сложным и менее дорогим, чем при работе с грызунами. Используя рыб данио-рерио, наука быстрее найдет, протестирует и отберет новые, более совершенные лекарственные препараты против депрессии», – рассказал руководитель исследования, ведущий научный сотрудник УрФУ Алан Калуев.

Данио-рерио (Danio rerio, также ее называют полосатым данио, зебраданио или дамским чулком) – это пресноводная рыбка до 4 см в длину, которую часто выращивают для аквариумов. Благодаря относительно сложной нервной системе, быстрому размножению и хорошей выживаемости эту рыбку часто используют в научных исследованиях.

В частности, благодаря этим рыбкам ученые выяснили, что быстрая и медленная фазы сна появились у позвоночных как минимум 450 млн лет назад, а также то, что антидепрессант флуоксетин может негативно действовать на их детей и внуков, снижая уровень гормона стресса – кортизола.

В новом исследовании ученые из России, Бразилии и Китая во главе с Аланом Калуевым тоже обратились к проблеме антидепрессантов. Ранее подобные препараты создавали и тестировали на лабораторных грызунах. Однако их выращивание делает эксперименты достаточно дорогими. Ученые решили проверить, можно ли проводить подобные испытания на более доступных животных.

Новая модель депрессии

Чтобы проверить, как антидепрессанты действуют на живой организм, ученые специально доводят их до состояния так называемой приобретенной беспомощности. В этом случае животное находится в неприятной ситуации, но не пытается из нее выйти даже в том случае, если может это сделать. С помощью этого состояния ученые моделируют депрессию и проверяют, могут ли разработанные ими препараты вывести животное из такой беспомощности.

Способы для того, чтобы ввести в такое состояние грызунов, специалисты разработали давно, а для данио-рерио их еще не было. Калуев и его коллеги для этого предложили подвешивать рыбку за хвост. Исследователи закрепляли хвост данио-рерио в губчатом материале и опускали их в стакан под действием классических антидепрессантов – сертралина и амитриптилина. Кроме них ученые использовали низковольтный электрический ток, специальный феромон и феназепам.

Опыты показали, что после обездвиживания у данио-рерио действительно появлялось состояние, близкое к человеческому отчаянию. Сертралин и амитриптилин смогли помочь рыбкам, увеличив активность гормонов серотонина и дофамина в их мозгу. Таким образом, поскольку антидепрессанты действуют на данио-рерио практически так же, как на грызунов и людей, то этих рыбок можно использовать в испытаниях подобных препаратов. Таким образом их можно сделать гораздо дешевле и проводить быстрее.

Эксперименты привели не только к практическим, но и к фундаментальным результатам. «Мы «отодвинули» модель отчаяния, основанную на выученной беспомощности, на 340 млн лет: ведь первые челюстные рыбы появились в ходе эволюции 400 млн лет назад, а грызуны – 60 млн лет назад», – пояснил один из авторов исследования, старший научный сотрудник СПбГУ Константин Демин. Таким образом, отчаяние – один из симптомов депрессии – оказалось гораздо древнее, чем ученые думали ранее.

Поскольку у депрессии настолько древнее происхождение, мишени для ее лечения нужно искать в консервативных молекулярных механизмах, общих для рыб, грызунов и человека. А их не настолько много, заключил Алан Калуев.

 

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/8595449

 

Амазонка — Данио флуоресцентный

Существует немало разновидностей аквариумных рыбок данио. Но, вне всяких сомнений, особняком среди всех этих подвидов стоит данио флуоресцентный, разведение которого возможно даже в домашних условиях. Этот уникальный подвид – настоящее чудо селекции, великой науки, сумевшей волшебным образом превратить пусть и весьма симпатичных, но всё же далеко не броских данио рерио в фантастических, светящихся трансгенных аквариумных рыбок.

Невероятная Данио Глофиш: история возникновения вида

Флуоресцентный данио, или Данио Глофиш (GloFish) – это генетически модифицированный подвид всем хорошо известного данио рерио. Но прежде, чем описывать особенности этого уникального подвида, хотелось бы вернуться на 15 лет назад и вспомнить, как всё начиналось.

Работы над созданием трансгенных рыб начали вестись ещё в конце 90-х годов. Причём эти исследования имели исключительно научный и практический характер. Никто тогда не планировал выводить светящихся в ультрафиолете аквариумных рыбок.

История создания флуоресцентных данио

Интерес учёных состоял, прежде всего, в том, чтобы вывести таких генетически модифицированных рыб, окраска которых менялась бы при соприкосновении их кожного покрова с определёнными токсическими веществами, а также при попадании этих токсинов в организмы подопытных. То есть, рыбки должны были служить своего рода детектором загрязнённости водной среды, в которой они находились.

Также, и даже ещё раньше, в самом начале исследований, целью выведения светящихся рыбок было желание китайских учёных проследить некоторые, чисто генетические процессы внутри клетки рыбки, то есть интерес был исключительно научного характера и не касался коммерции никоим образом.

На вопрос, почему именно данио рерио была взята в качестве экспериментального вида, есть свой ответ и разумное объяснение.

Эти рыбки вообще считаются одним из самых удобных подопытных экземпляров, поскольку они крайне неприхотливы, могут жить в небольших ёмкостях, легко и быстро размножаются, а также имеют внутреннее анатомическое строение, максимально напоминающее человеческий организм.

Создателем генетически модифицированной данио является профессор Сингапурского Национального Университете профессор Чжиюань Гонг. Именно ему мы обязаны появлением этого необыкновенного вида.

Уже несколько позже на появление первых светящихся образцов обратили внимание представители аквариумного бизнеса, предложив учёным контракт по коммерциализации этого эксперимента. Таким образом, GloFish стал запатентованным брэндом, и был дан ход появлению новых разновидностей трансгенных флуоресцентных рыбок уже с коммерческой целью.

Причём многие страны запрещают ввоз и разведение таких рыб из-за их происхождения. Но, несмотря на это, они ежедневно продаются и распространяются по всему земному шару.

Светящиеся рыбки: как это работает?

Так почему же данио рерио стали светиться под лучами ультрафиолета? Если простыми словами, всему причиной внедрение в геном обычного данио частичек генов некоторых морских организмов, таких как медузы и кораллы.

 

Наиболее часто встречающаяся модифицированная рыбка данио была получена как раз благодаря внедрению флуоресцентного белкового гена медузы Aequorea Victoria. Именно по этой причине такие рыбки светятся ярко-зелёным цветом, напоминая свечение жуков светлячков в темноте.

Однако не стоит путать флуоресценцию Глофиш с биолюминесценцией. Это всё-таки разные процессы. В нашем случае свечение напрямую зависит от количества флуоресцентного белка в мышцах рыбки, а также от характера и оттенка освещения.

Всего существует 3 окраса рыбок Глофиш.

Изменения внешнего облика рыбки будет заметно при падении на рыбок даже лёгкой синеватой подсветки, а в лучах ультрафиолета она проявит все свои флуоресцентные характеристики.

Однако, не одним зелёным свечением славна данио глофиш. Путём добавления в ДНК рерио гена алого коралла Discosoma удалось вывести ещё один вид светящихся рыбок. Такие трансгенные данио давали уже характерное для донора красное свечение. Именно красными были первые светящиеся данио, выведенные ещё в начале 2000-х.

Далее последовало совмещение частичек генов медузы и коралла в ДНК рыбки, что дало уже жёлтый цвет свечения. Ещё позже появились новые гибриды, имеющие синее и фиолетовое свечение в лучах ультрафиолета.

Все они имеют торговые названия, такие как: «Зелёное электричество», «Красный звёздный огонь», «Апельсиновый лучик», «Синева космоса» и «Пурпур галактики». И подробности их выведения являются коммерческой тайной.

Особенности вида

Теперь, собственно, о самой рыбке данио глофиш. По большому счёту, данио глофиш практически не отличается от своего прародителя, данио рерио, за исключением своих флуоресцентных возможностей, разумеется. Физиологически это практически идентичные друг другу рыбы.

Глофиш обычно достигает 5 см. длины. Внешне это такие же тоненькие, приплюснутые по бокам рыбки. Вне ультрафиолета они выглядят так же, как и рерио. Всё те же полоски от головы до хвоста, тельце желтого оттенка. Живут также, 2-4 года.

Данио глофиш также унаследовали от рерио привычку жить в небольших группках. Поэтому, приобретая светящихся рыбок, следует помнить об этой их потребности и обязательно покупать сразу, по крайней мере, 6-8 особей, иначе ваши трансгенные чудо-питомцы могут захандрить.

Здесь стоит упомянуть тот факт, что флуоресцентные данио стоят значительно дороже любого другого подвида, и при возникновении желания обзавестись такими уникальными аквариумными жильцами, следует хорошенько подумать и взвесить свои финансовые возможности. Ведь брать нужно не одну рыбку, а сразу 6-8!

При этом глофиш также унаследовал от рерио всё ту же неприхотливость и легкость в уходе, которыми так славны все рыбки этого рода. Забегая вперёд, отметим, что разведение данио глофиш в обычных домашних условиях также не сложнее, чем получение потомства от обычных рыбок данио.

Особенности ухода за светящимися данио

 

Данио глофиш действительно очень неприхотливы, и не нуждаются в каких-либо особых условиях при содержании в общем аквариуме.

Отдельно остановимся на выборе резервуара для трансгенных рыбок. Аквариум следует брать продолговатой формы, дабы не сковывать движение этих резвых и шустрых рыбок. Также лучше всего будет приобрести достаточно вместительный аквариум объёмом в 80-100л. и, конечно же, не забыть оснастить такой резервуар синей подсветкой. Иначе нет смысла заводить столь уникальных и, вспомним, недешёвых рыбок. Ведь без соответствующей подсветки ваши трансгенные данио ничем не будут отличаться от обычных рерио.

Флуоресцентные данио в аквариумеТакже следует закрывать аквариум специальной крышкой, поскольку эти рыбки могут выпрыгивать из воды при возникновении чувства опасности или просто каком-либо недовольстве.

В качестве грунта следует брать обычный речной песок или гравий, лучше тёмного оттенка. Водоросли следует располагать ближе к боковой части аквариума, образуя для рыбок данио необходимое им для движения пространство.

Данио глофиш следует содержать при температуре воды в 28-29 градусов, и здесь на лицо одно из немногих отличий в содержании трансгенного и обычного данио, более хладолюбивого.

Эти рыбки могут нормально жить и при более низком градусе, однако, именно указанные температурные параметры станут оптимальными для разведения флуоресцентных данио. От соблюдения идеальных водных параметров среды обитания зависят здоровье и продолжительность жизни ваших светящихся питомцев.

Говоря о других водных характеристиках, отметим лишь основные. Жёсткость воды следует держать на уровне 10°, а кислотность — в рамках 6-7,5.

Воду в аквариуме следует менять раз в неделю, можно даже чуть реже. Обычно подмена составляет 20-25% от общего объёма аквариума. Не забываем – гигиена прежде всего. Хорошенько следим за стерильностью всего, что попадает в воду или соприкасается с водной поверхностью. Проблемы всегда лучше предупреждать, чем потом устранять.

В целом, рыбки действительно очень неприхотливы в отношении ухода и содержания. Они всё так же, как и рерио, обладают хорошей иммунной системой, и не особо подвержены тем или иным заболеваниям.

Правила кормления

Здесь также без новшеств. Система кормления трансгенных рыбок данио практически ничем не отличается от кормёжки других рыб этого рода.

Зеленый данио глофишГлофиш следует кормить как живыми кормами, так и сухими. При этом следует покупать хлопьеобразные корма высокого качества у проверенных производителей. Из живых кормов будет предпочтительно давать вашим светящимся рыбкам артемию и трубочника, их исконные любимые лакомства.

Следует соблюдать разнообразие в кормлении глофиш данио, чередуя в их меню сухой корм с артемией. При этом уклон всё-таки делаем на покупные хлопья, этот корм должен преобладать в дневном рационе этих рыбок.

 

По сути – разбавляем хлопья живым кормом, не наоборот. В соотношении 1 к 5. Лучше даже не давать свежие корма отдельно, а смешивать в указанной пропорции с хлопьями. Такова особенность кормления генетически модифицированных рыбок и её следует учитывать.

Также не следует допускать перекорм данио, поскольку переедание может привести к сбоям в системе пищеварения рыбок, а это, в свою очередь, неминуемо приведёт к проблемам со здоровьем. Вообще разумно раз в неделю устраивать рыбкам разгрузочный день. Этого будет достаточно для выхода всех шлаков и полной перезагрузки системы обмена веществ у ваших подопечных.

Совместимость с другими аквариумными обитателями

Очень дружелюбные и миролюбивые создания. Данио глофиш легко уживаются как с соплеменниками внутри своей стайки, так и с большинством других аквариумных обитателей.

Среди наиболее благоприятных соседей для глофиш отметим такие виды, как: неоны, меченосцы, гуппи, моллинезии, донные сомики и боции.

Не следует поселять в общем аквариуме с данио глофиш значительно более крупных, агрессивных и, тем более, хищных рыб. К оным отнесём все виды угрей, пираний, а также крупных цихлид и дискусов. Все эти рыбы либо ярко выраженные хищники, либо имеют агрессивный нрав, что так или иначе будет иметь плачевные последствия для маленьких беззащитных данио.

Размножение Данио Глофиш

Кому-то может это показаться странным, но разводить флуоресцентных данио не представляется более сложной задачей, чем организация успешного репродуктивного процесса у обычных рерио.

Надо отметить, что половой диморфизм у данио глофиш почти не развит. Особей разного пола можно различить только по более выпуклому брюшку и самочки. В остальных внешних чертах они практически ничем не отличаются.

Выбрав одну самку и несколько самцов, рыбок лучше на некоторое время рассадить по разным ёмкостям. Для стимуляции нереста у глофиш следует соблюдать идеальные температурные параметры воды. Лучше всего установить значение температуры на отметке 29-30 градусов. При этом кормим рыбок высококачественным сухим кормом, домешивая немного свежей артемии.

Глофиш относятся к икрометающим рыбам, поэтому следует соорудить временное пристанище сначала для нерестящихся взрослых особей, а после – для подрастающего нового поколения светящихся рыбок.

В качестве нерестилища подойдёт отдельный резервуар объёмом в 8-10 л. На дно следует положить побольше густых водорослей, которые должны будут принять в свою густоту падающие во время метания икринки и уберечь их от посягательств со стороны отнерестившихся родителей.

Ещё лучше купить специальную сеточку с мелкими ячейками, которую устанавливают на расстоянии 1 см. от дна, этот вариант будет наиболее надёжным.

Итак, подготовив нерестовик, возвращаемся к будущим родителям. Сначала обращаем внимание на самку. Готовность к нересту выдаёт уплотнение на нижней части туловища, ближе к анальному плавнику. Если все готовы к процессу, ближе к ночи помещаем выбранных для нереста особей в нерестилище и оставляем до утра.

Процесс метания икры самкой происходит обычно рано утром. Самцы начинают неистово гоняться за самочкой, ударяясь об неё. От этих столкновений икра раз за разом покидает материнскую утробу и медленно опускается на дно под защиту заботливо установленной нами сетки или же в гущу водорослей.

После окончания сего таинства, отнерестившихся взрослых рыб следует вернуть обратно в общий аквариум и ещё некоторое время содержать в оптимальных условиях.

В течение 3-4 дней икринки дозревают, после из них появляются крошечные личинки, которые оседают на стенках резервуара. На первых порах такую мелюзгу следует кормить инфузорией. Спустя ещё немного времени, обычно это 7-10 дней, мальки подрастают и уже самостоятельно плавают по ёмкости.

Теперь им уже можно давать артемию, а спустя месяц они уже практически не отличаются от взрослых данио рерио при дневном свете, а от своих светящихся родителей – при синей подсветке.

Заключение

Вот мы и познакомились с ещё одним чудом генетики и селекции, которым по праву можно называть рыбку Данио Глофиш. Флуоресцентные рыбы уже более 10 лет являются непревзойдённым украшением аквариумов во многих уголках мира, заставляя верить в чудодейственную силу красоты и эстетики.

И, безусловно, приятно осознавать, что наиболее известным прародителем и первопроходцем этой светящейся аквариумной отрасли является такой замечательный, популярный обитатель аквариумного мира, как полосатый данио.

аквариумные рыбы из семейства карповых

Содержание статьи

Данио рерио (Brachydaniorerio) –рыбка некрупных размеров, идеально подходящая для содержания в общих аквариумах.

Истоки происхождения Данио находятся на востоке Индии. В Европе этот вид оказался приблизительно в 1905 году, и сразу завоевал популярность, среди любителей аквариумных рыбок.

Данио обычно вырастают до 5 см. в длину. Самцов от самок можно отличить с помощью брюшка. У самочек оно намного полнее, и окрашено серебристым цветом. У самцов же преобладающий оттенок – золотистый.

Данио-рерио (Danio rerio ).

Видимо, поэтому в книгах по аквариумистике этих рыбок часто называют «детьми солнца».

Размножение

Данио-рерио — аквариумные рыбки.

За одну-две недели до нереста самочек следует изолировать.

Затем нужно взять аквариумы, объемом от 10 до 50 литров, и наполнить их кипяченой водопроводной водой. Температуру следует поддерживать от 22°C до 24°C. Уровень рН должен равняться 7.0.

Данио — миролюбивые рыбки.

На дне аквариума должна находиться сепараторная сетка.

На нерест рыб сажают с вечера, перед тем, как свет в помещении будет выключен. Соотношение самцов к самкам должно быть 2:1. На одну самочку – два самца. При необходимости, можно посадить сразу несколько десятков рыбок, но для этого нужен просторный подходящий сосуд.

На следующее утро вы уже увидите, что нерест проходит в полном разгаре. После его окончания нужно выловить всех рыбок, и достать сепараторную сетку. После этого половину всей воды в аквариуме следует заменить на новую, но такой же температуры и состава.

Данио — очень плодовиты.

Самки Данио обычно откладывают большое количество икринок – до 2000 штук.

Мальки

После нереста икринки нужно обязательно обработать метиленовой синькой.

Примерно через сутки (иногда на несколько часов раньше) начнут проклевываться личинки, а затем они будут повисать на стенках аквариума.

Через неделю мальки уже начнут плавать. В это время им следует даваться наиболее мелкий корм. Подойдет мелкая «пыль» из коловраток, а также инфузории. Если этого всего нет, то, как вариант, вы можете давать, сваренный вкрутую желток или специальный искусственный корм для мальков. Корм в этом случае следует растирать с небольшим количеством воды и вносить в аквариум через густое сито.

Необходимо создать данио комфортные условия для размножения.

Спустя еще 7 дней, малькам можно будет давать артемию.

Рыбки Данио не конфликтны, и поэтому прекрасно уживаются в общих аквариумах практически со всеми видами рыб.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

ДАНИО ХИКАРИ (Danio sp. «Hikari») » Домашний аквариум


Данио хикари в природе обитает в бассейне реки Тенассерим (Tenasserim) протекающей в южной части Мьянмы (Бирма). Рыб можно встретить в местах со слабым течением, в протоках, проходящих сквозь тропические заросли. Впервые на рынке данные рыбки появились в 2002 г. Поначалу их считали одной из разновидностей данио керри (Brachydanio kerri), но позже, в результате анализов ДНК, проведенных в Америке, этих рыб выделили в самостоятельный вид. Рыбки не требовательные и могут быть рекомендованы для содержания начинающим аквариумистам.


Самцы Danio sp. «Hikari» имеют желто-зеленую окраску тела и плавников. По телу проходят продольные желто-синие полосы. Самки преимущественно голубой окраски с менее отчетливыми продольными полосами. Максимальный размер рыб составляет 5,5-6,5 см.

Данио хикари мирные рыбы, что делает их идеальными соседями для других миролюбивых рыб живущих в общем аквариуме. Поскольку хикари не предъявляют особых требований к химическому составу воды, их можно содержать совместно со многими популярными среди аквариумистов рыбами, включая мелких карповых, а также тетр, радужных рыбок, сомов и гольцов.

Содержать данио хикари нужно группой, состоящей как минимум из 8-10 особей в аквариуме объемом от 100 л. Содержание рыб в таком количестве сделает их менее пугливыми и будет способствовать их более естественному поведению, а самцы, в результате конкуренции между собой за внимание самок, будут демонстрировать более яркую окраску.

Наиболее эффектно рыбы смотрятся с густо засаженном жестколиственными растениями аквариуме, с темным субстратом. На дне желательно разместить большие камни и коряги. Аквариум следует накрывать крышкой, поскольку эти рыбы весьма проворные и способны, выпрыгивая из воды, протискиваться даже в небольшие промежутки.


Параметры воды: температура 18-26°C, жесткость dH 1-12°, кислотность pH 6,5-7,5. Требуется фильтрация, аэрация и еженедельная подмена 1/3 части аквариумной воды свежей. Так же в аквариуме нужно создать небольшой ток воды, например, направив отводящий раструб фильтра воды вдоль задней стенки.

В природе данио хикари питается насекомыми и их личинками. В аквариуме эти рыбы непритязательные к кормам и будут есть большинство продуктов. Сухие корма хорошего качества могут служить основной диетой, но в то же время рыб регулярно нужно подкармливать живыми и замороженными кормами: дафнией, артемией, мотылем и др. В этом случае рыбы будут демонстрировать более яркую окраску.

Размножение


Подобно большинству рыб семейства карповых, данио хикари периодически нерестится в аквариуме. Небольшое количество мальков выклевывается из сохранившейся икры без вмешательства аквариумиста. Однако, если вы хотите сохранить поголовье мальков, требуется контролировать процесс нереста рыб.


В нерестовом аквариуме объемом 30-40 л размещают на дне сепараторную сетку, и густо засаживают яванским мхом. Нерестовик наполовину заполняют водой температурой 25-26°C. Далее в нерестовик помещают 1-2 пары половозрелых рыб. Нерест стимулируют добавлением небольшого количества холодной воды каждые несколько часов, подменяя в сутки до 50% воды.

После нереста производителей отсаживают. Икра инкубируется на протяжении 24-36 часов, а спустя 2-3 дня мальки начинают плавать и питаться.


Стартовым кормом для мальков служат науплии артемий и порошкообразные корма предназначенные для мальков рыб.

Продолжительность жизни данио хикари в аквариумных условиях составляет 3-4 года.

Обнаружили ошибку или мёртвую ссылку?

Выделите проблемный фрагмент мышкой и нажмите CTRL+ENTER.
В появившемся окне опишите проблему и отправьте Администрации ресурса.

Рыбки данио как модель развития организма для педиатрических исследований

  • Суманас С., Йорняк Т., Лин С. 2005 г. Идентификация новых генов, специфичных для эндотелия сосудов, с помощью микрочипового анализа мутантов рыбок данио cloche. Кровь 106 : 534–541

    CAS Статья Google ученый

  • Qian F, Zhen F, Ong C, Jin SW, Meng Soo H, Stainier DY, Lin S, Peng J, Wen Z 2005 Микрочиповый анализ мутанта cloche рыбок данио с использованием амплифицированной кДНК и идентификация потенциальных последующих генов-мишеней. Dev Dyn 233 : 1163–1172

    CAS Статья Google ученый

  • Weber GJ, Choe SE, Dooley KA, Paffett-Lugassy NN, Zhou Y, Zon LI 2005 Специфические для мутантов генные программы у рыбок данио. Кровь 106 : 521–530

    CAS Статья Google ученый

  • Sumanas S, Lin S 2006 Родственный Ets1 белок является ключевым регулятором васкулогенеза у рыбок данио. PLoS Biol 4 : e10

    Артикул Google ученый

  • Фам В.Н., Лоусон Н.Д., Магфорд Дж.В., Дай Л., Кастранова Д., Ло Б., Вайнштейн Б.М. 2007 Комбинаторная функция факторов транскрипции ETS в развивающейся сосудистой сети. Dev Biol 303 : 772–783

    CAS Статья Google ученый

  • Sumanas S, Gomez G, Zhao Y, Park C, Choi K, Lin S 2008 Взаимодействие между передачей сигналов Etsrp/ER71, Scl и Alk8 контролирует образование эндотелиальных и миелоидных клеток. Кровь 111 : 4500–4510

    CAS Статья Google ученый

  • Lee D, Park C, Lee H, Lugus JJ, Kim SH, Arentson E, Chung YS, Gomez G, Kyba M, Lin S, Janknecht R, Lim DS, Choi K 2008 ER71 действует ниже BMP, Notch , и передача сигналов Wnt в спецификации предшественников крови и сосудов. Клетка Стволовая клетка 2 : 497–507

    CAS Статья Google ученый

  • Jowett T, Yan YL 1996 Двойная флуоресцентная гибридизация in situ с эмбрионами рыбок данио. Trends Genet 12 : 387–389

    CAS Статья Google ученый

  • Thisse C, Thisse B 2008 Гибридизация in situ с высоким разрешением для цельных эмбрионов рыбок данио. Nat Protoc 3 : 59–69

    CAS Статья Google ученый

  • Streisinger G, Walker C, Dower N, Knauber D, Singer F 1981 Производство клонов гомозиготных диплоидных рыбок данио ( Brachydanio rerio ). Природа 291 : 293–296

    CAS Статья Google ученый

  • Westerfield M 2000 Книга рыбок данио . Юджин, Орегон, Издательство Орегонского университета.

    Google ученый

  • Драйвер В., Солница-Крезель Л., Шир А.Ф., Нойхаус С.К., Малики Дж., Стемпл Д.Л., Стайнер Д.Ю., Зварткруис Ф., Абделилах С., Рангини З., Белак Дж., Боггс С. 1996 г. Генетический скрининг мутаций, влияющих на эмбриогенез у данио. Разработка 123 : 37–46

    CAS пабмед Google ученый

  • Хафтер П., Гранато М., Брэнд М., Маллинз М.С., Хаммершмидт М., Кейн Д.А., Оденталь Дж., Ван Иден Ф.Дж., Цзян Ю.Дж., Гейзенберг С.П., Келш Р.Н., Фурутани-Сейки М., Фогельсанг Э., Бойхле Д., Шах U, Fabian C, Nusslein-Volhard C 1996 Идентификация генов с уникальными и важными функциями в развитии рыбок данио, Danio rerio. Разработка 123 : 1–36

    CAS пабмед Google ученый

  • Grunwald DJ, Streisinger G 1992 Индукция рецессивных летальных и специфических локусных мутаций у рыбок данио с помощью этилнитрозомочевины. Genet Res 59 : 103–116

    CAS Статья Google ученый

  • Solnica-Krezel L, Schier AF, Driever W 1994 Эффективное восстановление ENU-индуцированных мутаций из зародышевой линии рыбок данио. Генетика 136 : 1401–1420

    CAS пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Allende ML, Amsterdam A, Becker T, Kawakami K, Gaiano N, Hopkins N 1996 Инсерционный мутагенез у рыбок данио идентифицирует два новых гена, pescadillo и dead eye, необходимые для эмбрионального развития. Genes Dev 10 : 3141–3155

    CAS Статья Google ученый

  • Wang D, Jao LE, Zheng N, Dolan K, Ivey J, Zonies S, Wu X, Wu K, Yang H, Meng Q, Zhu Z, Zhang B, Lin S, Burgess SM 2007 Эффективный геном мутагенез генов рыбок данио ретровирусными вставками. Proc Natl Acad Sci USA 104 : 12428–12433

    CAS Статья Google ученый

  • Nagayoshi S, Hayashi E, Abe G, Osato N, Asakawa K, Urasaki A, Horikawa K, Ikeo K, Takeda H, Kawakami K гены: tcf7 и синембриноподобные. Разработка 135 : 159–169

    CAS Статья Google ученый

  • Рэнсом Д.Г., Хафтер П., Оденталь Дж., Браунли А., Фогельсанг Э., Келш Р.Н., Брэнд М., Ван Иден Ф.Дж., Фурутани-Сейки М., Гранато М., Хаммершмидт М., Гейзенберг С.П., Цзян Ю.Дж., Кейн Д.А., Маллинс MC, Nusslein-Volhard C 1996 Характеристика мутантов рыбок данио с дефектами эмбрионального кроветворения. Разработка 123 : 311–319

    CAS пабмед Google ученый

  • Wang H, Long Q, Marty SD, Sassa S, Lin S 1998 Модель рыбки данио для гепатоэритропоэтической порфирии. Nat Genet 20 : 239–243

    CAS Статья Google ученый

  • Lambrecht RW, Thapar M, Bonkovsky HL 2007 Генетические аспекты поздней кожной порфирии. Semin Liver Dis 27 : 99–108

    CAS Статья Google ученый

  • Kim HJ, Sumanas S, Palencia-Desai S, Dong Y, Chen JN, Lin S 2006 Генетический анализ раннего формирования эндокринной поджелудочной железы у рыбок данио. Мол Эндокринол 20 : 194–203

    CAS Статья Google ученый

  • Long Q, Meng A, Wang H, Jessen JR, Farrell MJ, Lin S 1997 Модель экспрессии GATA-1 может быть воспроизведена в живых трансгенных рыбках данио с использованием репортерного гена GFP. Разработка 124 : 4105–4111

    CAS пабмед Google ученый

  • Jessen JR, Meng A, McFarlane RJ, Paw BH, Zon LI, Smith GR, Lin S 1998 Модификация бактериальных искусственных хромосом посредством хи-стимулируемой гомологичной рекомбинации и ее применение в трансгенезе рыбок данио. Proc Natl Acad Sci USA 95 : 5121–5126

    CAS Статья Google ученый

  • Balciunas D, Davidson AE, Sivasubbu S, Hermanson SB, Welle Z, Ekker SC 2004 Отлов Enhancer у рыбок данио с использованием транспозона «Спящая красавица». BMC Genomics 5 : 62

    Артикул Google ученый

  • Паринов С., Кондричин И., Корж В., Емельянов А. 2004 Ловушка-энхансер, опосредованная транспозоном Tol2, для идентификации регулируемых в процессе развития генов рыбок данио in vivo. Dev Dyn 231 : 449–459

    CAS Статья Google ученый

  • Финли К.Р., Дэвидсон А.Е., Эккер С.К. 2001 Трехцветная визуализация с использованием флуоресцентных белков у живых эмбрионов рыбок данио. Биотехнологии 31 : 66–70, 72

    CAS Статья Google ученый

  • Hall C, Flores MV, Storm T, Crosier K, Crosier P 2007 Промотор лизоцима C рыбок данио управляет миелоид-специфической экспрессией у трансгенных рыб. BMC Dev Biol 7 : 42

    Артикул Google ученый

  • Ковассин Л., Амиго Д.Д., Судзуки К., Теплюк В., Штраубхаар Дж., Лоусон Н.Д. 2006 Глобальный анализ экспрессии генов гемопоэтического и сосудистого эндотелия с помощью профилирования тканеспецифических микрочипов у рыбок данио. Dev Biol 299 : 551–562

    CAS Статья Google ученый

  • Холдер Н., Сюй К. 1999 Микроинъекция ДНК, РНК и белка в оплодотворенную икру рыбки данио для анализа функции генов. Методы Mol Biol 97 : 487–490

    CAS пабмед Google ученый

  • Halloran MC, Sato-Maeda M, Warren JT, Su F, Lele Z, Krone PH, Kuwada JY, Shoji W 2000 Индуцированная лазером экспрессия генов в специфических клетках трансгенных рыбок данио. Развитие 127 : 1953–1960

    CAS пабмед Google ученый

  • Hardy ME, Ross LV, Chien CB 2007 Очаговая неправильная экспрессия генов у эмбрионов рыбок данио, вызванная локальным тепловым шоком с использованием модифицированного паяльника. Dev Dyn 236 : 3071–3076

    Артикул Google ученый

  • Scheer N, Campos-Ortega JA 1999 Использование метода Gal4-UAS для направленной экспрессии генов у рыбок данио. Mech Dev 80 : 153–158

    CAS Статья Google ученый

  • Langenau DM, Feng H, Berghmans S, Kanki JP, Kutok JL, Look AT 2005 Cre/lox-регулируемая модель трансгенных рыбок данио с условным myc-индуцированным Т-клеточным острым лимфобластным лейкозом. Proc Natl Acad Sci USA 102 : 6068–6073

    CAS Статья Google ученый

  • Thummel R, Burket CT, Brewer JL, Sarras MP Jr Li L, Perry M, McDermott JP, Sauer B, Hyde DR, Godwin AR 2005 Cre-опосредованная сайт-специфическая рекомбинация у эмбрионов рыбок данио. Dev Dyn 233 : 1366–1377

    CAS Статья Google ученый

  • Pan X, Wan H, Chia W, Tong Y, Gong Z 2005 Демонстрация сайт-направленной рекомбинации у трансгенных рыбок данио с использованием системы Cre/loxP. Transgenic Res 14 : 217–223

    CAS Статья Google ученый

  • Kawakami K, Shima A, Kawakami N 2000 Идентификация функциональной транспозиции элемента Tol2, Ac-подобного элемента из японской рыбы медака, и его транспозиция в зародышевой линии рыбок данио. Proc Natl Acad Sci USA 97 : 11403–11408

    CAS Статья Google ученый

  • Kawakami K 2007 Tol2: универсальный вектор переноса генов у позвоночных. Геном Биол 8 : S7

    Артикул Google ученый

  • Вильфранк Дж.А., Амиго Дж., Лоусон Н.Д. 2007 Векторы, совместимые с Gateway, для анализа функции генов у рыбок данио. Dev Dyn 236 : 3077–3087

    CAS Статья Google ученый

  • Kwan KM, Fujimoto E, Grabher C, Mangum BD, Hardy ME, Campbell DS, Parant JM, Yost HJ, Kanki JP, Chien CB 2007 The Tol2kit: многосайтовый строительный набор на основе шлюза для трансгенных конструкций транспозона Tol2. Dev Dyn 236 : 3088–3099

    CAS Статья Google ученый

  • Langenau DM, Traver D, Ferrando AA, Kutok JL, Aster JC, Kanki JP, Lin S, Prochownik E, Trede NS, Zon LI, Look AT 2003 Myc-индуцированный Т-клеточный лейкоз у трансгенных рыбок данио. Наука 299 : 887–890

    CAS Статья Google ученый

  • Langenau DM, Keefe MD, Storer NY, Guyon JR, Kutok JL, Le X, Goessling W, Neuberg DS, Kunkel LM, Zon LI 2007 Влияние РАН на генез эмбриональной рабдомиосаркомы. Genes Dev 21 : 1382–1395

    CAS Статья Google ученый

  • Yeh JR, Munson KM, Chao YL, Peterson QP, Macrae CA, Peterson RT 2008 AML1-ETO перепрограммирует судьбу гемопоэтических клеток путем подавления экспрессии scl. Разработка 135 : 401–410

    CAS Статья Google ученый

  • Nasevicius A, Ekker SC 2000 Эффективный «нокдаун» целевого гена у рыбок данио. Nat Genet 26 : 216–220

    CAS Статья Google ученый

  • Draper BW, Morcos PA, Kimmel CB 2001 Ингибирование сплайсинга пре-мРНК fgf8 рыбок данио с олигонуклеотидами морфолино: количественный метод нокдауна гена. Genesis 30 : 154–156

    CAS Статья Google ученый

  • Robu ME, Larson JD, Nasevicius A, Beiraghi S, Brenner C, Farber SA, Ekker SC 2007 активация p53 с помощью технологий нокдауна. PLoS Genet 3 : e78

    Артикул Google ученый

  • Eisen JS, Smith JC 2008 Управление экспериментами с морфолино: не прекращайте создавать антисмысл. Разработка 135 : 1735–1743

    CAS Статья Google ученый

  • Choi WY, Giraldez AJ, Schier AF 2007 Целевые протекторы обнаруживают демпфирование и балансировку агониста и антагониста Nodal с помощью miR-430. Наука 318 : 271–274

    CAS Статья Google ученый

  • Hildebrandt F, Zhou W 2007 Нефронофтиз-ассоциированные цилиопатии. J Am Soc Нефрол 18 : 1855–1871

    CAS Статья Google ученый

  • Сайер Дж.А., Отто Э.А., О’Тул Дж.Ф., Нюрнберг Г., Кеннеди М.А., Беккер С., Хеннис Х.К., Хелоу Дж., Аттанасио М., Фосетт Б.В., Уч Б., Ханна Х., Лю И., Драммонд И., Каваками И. , Кусакабе Т., Цуда М., Ма Л., Ли Х., Ларсон Р.Г., Аллен С.Дж., Уилкинсон С.Дж., Нигг Э.А., Шоу С., Лилло С., Уильямс Д.С., Хоппе Б., Кемпер М.Дж., Нойхаус Т., Паризи М.А., Гласс И.А., Петри M, Kispert A, Gloy J, Ganner A, Walz G, Zhu X, Goldman D, Nurnberg P, Swaroop A, Leroux MR, Hildebrandt F 2006 Центросомный белок нефроцистин-6 мутирует при синдроме Жубера и активирует транскрипционный фактор ATF4. Nat Genet 38 : 674–681

    CAS Статья Google ученый

  • Zhao Y, Yang Z, Phelan JK, Wheeler DA, Lin S, McCabe ER 2006 Рыбка дакс1 необходима для развития межпочечного органа, эквивалента коры надпочечников. Мол Эндокринол 20 : 2630–2640

    CAS Статья Google ученый

  • McCabe ER 2007 DAX1: усложнение ролей этого нового ядерного рецептора. Mol Cell Endocrinol 265–266 : 179–182

    Артикул Google ученый

  • Wienholds E, Schulte-Merker S, Walderich B, Plasterk RH 2002 Целенаправленная инактивация гена rag1 у рыбок данио. Наука 297 : 99–102

    CAS Статья Google ученый

  • Wienholds E, van Eeden F, Kosters M, Mudde J, Plasterk RH, Cuppen E 2003 Эффективный целенаправленный мутагенез у рыбок данио. Genome Res 13 : 2700–2707

    CAS Статья Google ученый

  • Ho RK, Kane DA 1990 Клеточно-автономное действие мутации spt-1 рыбок данио в специфических мезодермальных предшественниках. Природа 348 : 728–730

    CAS Статья Google ученый

  • Carmany-Rampey A, Moens CB 2006 Анализ современной мозаики у рыбок данио. Методы 39 : 228–238

    CAS Статья Google ученый

  • Piotrowski T, Ahn DG, Schilling TF, Nair S, Ruvinsky I, Geisler R, Rauch GJ, Haffter P, Zon LI, Zhou Y, Foott H, David IB, Ho RK 2003 Мутация Ван Гога рыбки данио разрушает tbx1 , который участвует в синдроме делеции DiGeorge у людей. Разработка 130 : 5043–5052

    CAS Статья Google ученый

  • Hay BN 2007 Делеция 22q11: спектр сопутствующих заболеваний. Semin Pediatr Neurol 14 : 136–139

    Артикул Google ученый

  • Пиотровски Т., Шиллинг Т.Ф., Бранд М., Цзян Ю.Дж., Гейзенберг С.П., Бойхле Д., Грандел Х., ван Иден Ф.Дж., Фурутани-Сейки М., Гранато М., Хафтер П., Хаммершмидт М., Кейн Д.А., Келш Р.Н., Маллинс MC, Odenthal J, Warga RM, Nusslein-Volhard C. 1996 Мутанты челюстей и жаберных дуг у рыбок данио II: передние дуги и дифференцировка хрящей. Разработка 123 : 345–356

    CAS пабмед Google ученый

  • Николи С., Рибатти Д., Котелли Ф., Преста М. 2007 Ксенотрансплантаты опухолей млекопитающих вызывают неоваскуляризацию у эмбрионов рыбок данио. Рак Res 67 : 2927–2931

    CAS Статья Google ученый

  • Haldi M, Ton C, Seng WL, McGrath P 2006 Клетки меланомы человека, трансплантированные рыбкам данио, размножаются, мигрируют, продуцируют меланин, формируют массы и стимулируют ангиогенез у рыбок данио. Ангиогенез 9 : 139–151

    Статья Google ученый

  • Lee LM, Seftor EA, Bonde G, Cornell RA, Hendrix MJ 2005 Судьба клеток злокачественной меланомы человека, трансплантированных в эмбрионы рыбок данио: оценка миграции и деления клеток при отсутствии образования опухоли. Dev Dyn 233 : 1560–1570

    CAS Статья Google ученый

  • Столетов К., Монтел В., Лестер Р.Д., Гониас С.Л., Клемке Р. 2007 г. Визуализация с высоким разрешением динамического интерфейса сосудов опухолевых клеток у прозрачных рыбок данио. Proc Natl Acad Sci USA 104 : 17406–17411

    CAS Статья Google ученый

  • Уайт Р.М., Сесса А., Берк С., Боуман Т., Леблан Дж., Сеол С., Бурк С., Дови М., Гесслинг В., Бернс С.Е., Зон Л.И. 2008 Прозрачная взрослая рыбка данио как инструмент для анализа трансплантации in vivo. Клетка Стволовая клетка 2 : 183–189

    CAS Статья Google ученый

  • Зон Л.И., Петерсон Р.Т. 2005 Открытие лекарств in vivo у рыбок данио. Nat Rev Drug Discov 4 : 35–44

    CAS Статья Google ученый

  • Карван М.Дж. III Далтон Т.П., Стюарт Г.В., Неберт Д.В. 2000 Трансгенные рыбки данио как индикаторы загрязнения водной среды. Ann NY Acad Sci 919 : 133–147

    CAS Статья Google ученый

  • Milan DJ, Peterson TA, Ruskin JN, Peterson RT, MacRae CA 2003 Препараты, вызывающие нарушения реполяризации, вызывают брадикардию у рыбок данио. Тираж 107 : 1355–1358

    Артикул Google ученый

  • Langheinrich U 2003 Zebrafish: новая модель на фармацевтическом подиуме. Bioessays 25 : 904–912

    CAS Статья Google ученый

  • Chiu LL, Cunningham LL, Raible DW, Rubel EW, Ou HC 2008 Использование боковой линии рыбок данио для скрининга на ототоксичность. J Assoc Res Otolaryngol 9 : 178–190

    Статья Google ученый

  • Wu X, Zhong H, Song J, Damoiseaux R, Yang Z, Lin S 2006 Микофеноловая кислота является мощным ингибитором ангиогенеза. Arterioscler Thromb Vasc Biol 26 : 2414–2416

    CAS Статья Google ученый

  • North TE, Goessling W, Walkley CR, Lengerke C, Kopani KR, Lord AM, Weber GJ, Bowman TV, Jang IH, Grosser T, Fitzgerald GA, Daley GQ, Orkin SH, Zon LI 2007 Простагландин E2 регулирует позвоночные гомеостаза гемопоэтических стволовых клеток. Природа 447 : 1007–1011

    CAS Статья Google ученый

  • использование данио рерио (Danio rerio) в качестве биомедицинских моделей | Границы животных

    • Благодаря полностью секвенированному геному, простоте генетических манипуляций, высокой плодовитости, внешнему оплодотворению и быстрому развитию, а также почти прозрачному эмбриону, рыбки данио являются уникальным модельным животным для биомедицинских исследований, включая изучение биологических процессов и заболеваний человека.

    • Рыбки данио имеют все основные органы, участвующие в процессе обмена веществ, и могут быть использованы для изучения некоторых нарушений обмена веществ у человека, таких как неалкогольная жировая болезнь печени, сахарный диабет 2 типа, дислипидемия и другие заболевания печени.

    • Благодаря инновациям и совершенствованию молекулярных методов данио-рерио в будущем останется важной биомедицинской моделью.

    Введение

    Различные виды животных играют важную роль в качестве экспериментальных моделей для продвижения биомедицинских исследований.Модели на животных обеспечивают согласованность и достоверность результатов исследований in vitro или исследований на грызунах. Рыбка данио стала популярной животной моделью для биомедицинских исследований. Как показано на рисунке 1, количество публикаций в год о рыбках данио в качестве модели для биомедицинских исследований значительно увеличилось в последние годы. Одна из причин, по которой рыбки данио являются важной биомедицинской моделью, заключается в том, что эмбрионы рыбок данио прозрачны и развиваются вне матки. Этот уникальный процесс развития позволяет ученым изучать детали развития, начиная с оплодотворения и продолжая на протяжении всего развития.Инновации и развитие молекулярных методов в конце 20-го века позволили использовать рыбок данио в качестве модельного организма почти во всех аспектах биологии во всем мире. В этом обзоре основное внимание уделяется использованию рыбок данио в качестве биомедицинской модели в областях, в основном связанных с заболеваниями, вызванными питанием, нарушениями обмена веществ, заболеваниями печени и кишечными заболеваниями у людей.

    Рисунок 1.

    Количество публикаций в PubMed за год при поиске по ключевым словам «зебрафиш» и «Биомедицина.

    Рисунок 1.

    Количество публикаций в PubMed в год при поиске по ключевым словам «зебрафиш» и «Биомедицина».

    Распространенные виды рыб, используемые в качестве модельных видов

    На протяжении более 200 лет ученые использовали рыбу в качестве модельного вида, а золотую рыбку ( Carassius auratus ) – самый старый модельный вид. Золотые рыбки в основном использовались для прикладных исследований водной токсикологии. Также использовались дополнительные виды рыб, в том числе данио ( Danio rerio ), золотая рыбка (Carassius auratus) , медака ( Oryzias latipes ), плотва ( Rutilus rutilus ), трехиглая колюшка ( Gasterosteus90 ), иглобрюх ( Takifugu rubripes ) и меченосец ( Xiphophorus hellerii ) (Ribas and Piferrer, 2014).Каждый вид рыб имеет свои уникальные преимущества и недостатки. Например, золотых рыбок использовали для изучения роста, стресса, иммунологии и размножения. Рыба медака была самым популярным видом рыб, используемых для изучения генетики, размножения и развития. В последние годы популярность рыбок данио в качестве модели возросла из-за их подходящих характеристик для многих областей исследований.

    Общие характеристики рыбок данио

    Danio rerio латинское название рыбки данио, ранее называвшейся Brachydanio rerio , представляет собой небольшую тропическую пресноводную рыбу, происходящую из реки Ганг и ее притоков в северной Индии (Tavares and Santos Lopes, 2013).В естественной среде обитания рыбки данио обычно водятся у дна воды, чтобы свести к минимуму нападение хищников. Морфология самцов и самок рыбок данио показана на рисунке 2.

    Рисунок 2.

    Рисунок 2.

    В настоящее время рыбки данио считаются подходящей моделью для изучения развития, генетики, иммунитета, поведения, физиологии и питания. По своим привычкам питания данио классифицируются как всеядные, и они едят разнообразную пищу (эврифаги).Во время экспериментальных испытаний ученые используют разные виды и уровни диетических кормов. Для взрослых рыбок и личинок данио используется одинаковое количество ингредиентов. Более того, корма и режимы кормления, используемые некоторыми лабораториями для выращивания рыбок данио, разнообразны и в некоторых случаях применяются без формальной оценки (Castranova et al., 2011; Gonzales and Law, 2013).

    В лаборатории, чтобы получить приемлемые результаты исследований, рыбки данио должны получать соответствующий тип и уровень пищевых питательных веществ.Большую часть времени исследователи используют различные коммерческие диеты для рыбок данио, но некоторые коммерческие диеты имеют неопределенный состав питательных веществ и могут влиять на результаты экспериментов (Gonzales and Law, 2013). Кроме того, диетические потребности личинок и взрослых особей различаются по количеству и составу ингредиентов. В научных исследованиях важно использовать стандартную диету с адекватным питательным составом и известными ингредиентами, которые способствуют оптимальному росту и физиологическому состоянию рыбы и минимизируют влияние непреднамеренного влияния питания на результаты экспериментов.Следующие формулы рациона (таблицы 1 и 2) были разработаны в нашей лаборатории и дают согласующиеся экспериментальные результаты с рыбками данио. Мы рекомендуем исследователям использовать эти диетические формулы в своих исследованиях с рыбками данио.

    Таблица 1.

    Диетическая смесь для личинок рыбок данио (от 5 до 29 дней после оплодотворения)

    2,00
    . Основная подача . Высокое содержание сахара . С высоким содержанием жира . С низким содержанием азота . 90 782
    Сырье (г / 100 г рациона)
    Казеин 46,00 46,00 46,00 32,00
    Желатин 11.00 11.00  11.00  8.00 
    00 32,00
    Лярд масло 8,00
    Соевое масло 3,50 8,00 6,00
    масло печени трески 3,50 2.00 4.00 4,00 4,00
    сои Lecithin 2,00 2,00 2,00 2,00
    Lysine 0.37 0,37 0,37
    ВК фосфата 0,10 0,10 0,10 0,10
    витаминный премикс 1 0,20 0,20 0,20 0,20
    Минерал Premix 2 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20
    Phosphate 2 00 2,00 2,00 2,00
    Холин хлорид 0,20 0,20 0,20 0,20
    альгинат натрия 4,00 4,00 4,00 4,00
    Зеолит порошок 4.93 0,93 3.93 9.30 9.30
    Всего 100.00 100.00 100.00 100,00
    Анализ Непосредственные композиция
    Сырой протеин (оценка) 48,09 48,09 48,09 33,75
    Сырой жир (оценка) 9,01 4,01 22,01 12,01
    00 10.00 10.00 32.00
    Общая энергия (KJ / G) 15.13 14.75 18.02 15.53
    — 0.20
    . Основная подача . Высокое содержание сахара . С высоким содержанием жира . С низким содержанием азота .
    Сырье (G / 100 г Диета)
    Casein 46.00 46,00 46,00 32,00
    Желатин 11,00 11,00 11,00 8,00
    декстрин 22,00 31,00 10,00 32,00
    олеостеарин 5 —
    Соевое нефть 3,50796 3,50796 900 6.00
    печени трески масло 3,50 2,00 4,00 4,00
    Соевый лецитин 2,00 2,00 2,00 2,00
    Лизин 0,37 0,37 0.37
    VC Phosphate 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10
    Витамин Premix 1 0.20 0,20 0,20 0,20
    минеральный премикс 2 0,20 0,20 0,20 0,20
    однозамещенный фосфат кальция 2,00 2,00 2,00 2,00
    Choline Holide 0.20 0.20 0.20 0.20 0,20
    Alginate натрия 4.00 4,00 4,00 4,00
    Цеолит порошок 4,93 0,93 3,93 9,30
    Итого 100,00 100,00 100,00 100,00
    Непосредственные Анализ состава
    09 48,09 33,75
    Сырой жир (оценка) 9,01 4,01 22,01 12,01
    Азот-экстракт (оценка) 22.00 31,00 10,00 32.00
    Total Energy (KJ / G) 15.13 14.75 18.02 18.02 15.53
    Таблица 1.

    Диета Диетировала для личинок Zebrofish (5-29 D пост оплодотворения)

    хлорид 98.09
    . Основная подача . Высокое содержание сахара . С высоким содержанием жира . С низким содержанием азота . 90 782
    Сырье (г / 100 г рациона)
    Казеин 46,00 46,00 46,00 32,00
    Желатин 11.00 11.00 11.00 8,00
    декстрин 22,00 31,00 10,00 32,00
    Сало масло 8,00
    Соевое масло 3,50 80796 807999 607996 607996
    Масло печени трески 3,50796 3,50796 2,00 4,00 4,00
    Соевый лецитин 2.00 2,00 2,00 2,00
    Лизин 0,37 0,37 0,37
    ВК фосфата 0,10 0,10 0,10 0,10
    Витамин Premix 1 9 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20
    Mineral Premix 2 0.20 0.20 0,20 0,20
    однозамещенный фосфат кальция 2,00 2,00 2,00 2,00
    Холин 0,20 0,20 0,20 0,20
    Альгинат натрия 4,00 4,00 4,00 4,00 4,00 4,00
    Zeolite Powder 4,93 0,93 3.93 9,30
    Итого 100,00 100,00 100,00 100,00
    Анализ Непосредственные композиция
    Сырой протеин (оценка) 48,09 48.09 48.09 33.75
    Сырой жир (оценочный) 9.01 9.01 4,01 22.01 12.01
    азот-бесплатный экстракт (приблизительно) 22.00 31.00 10.00 32.00
    15.13 14.75 18.02 15.53
    . Основная подача . Высокое содержание сахара . С высоким содержанием жира . С низким содержанием азота .
    Сырье (г / 100 г рациона)
    Казеин 46,00 46,00 46,00 32,00
    Желатин 11.00 11.00 11.00 807996 807996
    DEXTRIN 22.00 22.00 31.00 10.00 32.00
    Lard Oil 8. 8.00
    Соевое масло 3,50 8,00 6,00
    печени трески масло 3,50 2,00 4,00 4,00
    Соевый лецитин 2,00 2.00 2,00 2,00 2,00
    Lysine 0.37 0.37 0.37
    VC Фосфат 0.10 0,10 0,10 0,10
    витаминный премикс 1 0,20 0,20 0,20 0,20
    минеральный премикс 2 0,20 0,20 0,20 0.20
    Кальций дигидроген фосфат 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00
    Choline хлорид 0.20 0,20 0,20 0,20
    альгинат натрия 4,00 4,00 4,00 4,00
    Цеолит порошок 4,93 0,93 3,93 9,30
    Всего 100.00 100.00 100.00 100.00 10000
    Безейматная композиция Анализ
    Грубый белок (оценка) 48.09 48,09 48,09 33,75
    Сырой жир (оценка) 9,01 4,01 22,01 12,01
    Азот-экстракт (оценка) 22.00 31,00 10.00 32.00
    Total Energy (KJ / G) 15.13 14.75 18.02 15.53
    Таблица 2.

    Диетическая смесь для рыбок данио (возраст от 1 до 3 месяцев)

    60780
    . Основная подача . Высокое содержание сахара . С высоким содержанием жира . С низким содержанием азота .
    Сырье (диета G / 100G)
    Casein 40.00 40.00 40.00 40.00 28,00
    Желатин 10,00 10,00 10,00 7,00
    декстрин 28,00 38,00 16,00 38,50
    Сало масло 80796 807996
    Соевое масло 60796 60 2,00 800 6.00
    Lysine 0.33 0,33 0,33
    ВК фосфата 0,10 0,10 0,10 0,10
    витаминный премикс 1 0,20 0,20 0,20 0,20
    Минерал Premix 2 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20
    Phosphate 2 00 2,00 2,00 2,00
    Холин хлорид 0,20 0,20 0,20 0,20
    альгинат натрия 2,00 2,00 2,00 2,00
    Целлюлоза микрокристаллическая 4,00 4,00 4,00 4,00
    97 8,97 11,80
    Итого 100,00 100,00 100,00 100,00
    Анализ Непосредственные композиция
    Сырой протеин (оценка) 42.19 42.19 42.19 42.19 29.53
    Сырой жир (оценочный) 6.01 2,01 16.01 6,01
    Азот-экстракт (оценка) 28,00 38,00 16.00 38,50
    Суммарная энергия (кДж / г) 14,02 14,18 15,77 13.65
    хлорид
    . Основная подача . Высокое содержание сахара . С высоким содержанием жира . С низким содержанием азота .90 782
    Сырье (г / 100 г диеты)
    Казеин 40.00 40.00 40.00 28,00
    Желатин 10,00 10,00 10.00 70799 9 9
    Dextrin 28.00 38.00 38.00 16.00 38.50 38.50
    Lard Oil 8.00
    Соевое масло 6,00 2,00 8,00 6,00
    Лизин 0,33 0,33 0,33
    ВК фосфата 0,10 0.10 0.10 0.10 0.10
    9079 9 1 0.20 0.20 0.20 0.20
    Минерал Premix 2 0.20 0,20 0,20 0,20
    однозамещенный фосфат кальция 2,00 2,00 2,00 2,00
    Холин 0,20 0,20 0,20 0,20
     Альгинат натрия 2,00 2,00 2,00 2,00
     Микрокристаллическая целлюлоза 9 6 4 0 4,00 4,00 4,00
    Цеолит порошок 6,97 0,97 8,97 11,80
    Итого 100,00 100,00 100,00 100,00
    Непосредственные Анализ состава
    19 42,19 29,53
    Сырой жир (оценка) 6,01 2,01 16,01 6,01
    Азот-экстракт (оценка) 28,00 38,00 16.00 38.50
    9
    Общая энергия (KJ / G) 14.02 14.18 15.77 13.77 13.65
    Таблица 2

    Диета . . Основная подача . Высокое содержание сахара . С высоким содержанием жира . С низким содержанием азота . 90 782 Сырье (г / 100 г диеты) Казеин 40.00 40.00 40.00 28,00 Желатин 10,00 10,00 10.00 7,00 Декстрин 28,00 38,00 16.00 38,50 Лярд масло — — 8,00 — Соевое масло 6,00 2.00 80796 807996 6.00 6078996 Lysine 0.33 0.33 0.33 — 5 — VC Фосфат 0.10 0,10 0,10 0,10 витаминный премикс 1 0,20 0,20 0,20 0,20 минеральный премикс 2 0,20 0,20 0,20 0.20 Кальций дигидроген фосфат 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 Choline хлорид 0.20 0,20 0,20 0,20 альгинат натрия 2,00 2,00 2,00 2,00 микрокристаллическая целлюлоза 4,00 4,00 4,00 4,00 Цеолитовый порошок 6,97 0,97 8,97 11,80 Итого 100795 100,096 900,09000 100,00 100,00 Непосредственные композиции Анализ Сырой протеин (оценка) 42,19 42,19 42,19 29,53 Сырой жир ( 6,01 2,01 16,01 6,01 00 38.00 16.00 38.50 Total Energy (KJ / G) 14.02 14.02 14.77 13.65

    1 .
    Основная подача . Высокое содержание сахара . С высоким содержанием жира . С низким содержанием азота .
    Сырье (диета G / 100G) 6
    Casein 40.00 40,00 40,00 28,00
    Желатин 10,00 10,00 10,00 7,00
    декстрин 28,00 38,00 16,00 38,50
    олеостеарин 800
    Соевое масло 60796 6.00 2,00 800 6.00
    Лизин 0,33 0,33 0,33
    ВК фосфата 0,10 0,10 0,10 0,10
    витаминный премикс 1 0,20 0.20 0.20 0.20 0.20
    Mineral Premix 2 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20
    Dohydrogen Phosphate 2.00 2,00 2,00 2,00
    Холин хлорид 0,20 0,20 0,20 0,20
    альгинат натрия 2,00 2,00 2,00 2,00
    Целлюлоза микрокристаллическая 4,00 4,00 4,00 4,00
    97 8,97 11,80
    Итого 100,00 100,00 100,00 100,00
    Анализ Непосредственные композиция
    Сырой протеин (оценка) 42.19 42.19 42.19 42.19 29.53
    Сырой жир (оценочный) 6.01 2,01 16.01 6,01
    Азот-экстракт (оценка) 28,00 38,00 16.00 38,50
    Суммарная энергия (кДж / г) 14,02 14,18 15,77 13.65

    Количество корма варьируется на разных стадиях роста рыбы и зависит от стадии роста. Начиная с 5-го дня после оплодотворения личинки рыбок данио в основном питаются зоопланктоном, таким как парамеции и коловратки, а молодых личинок можно кормить искусственным кормом размером до 100 мкм или живым кормом.У взрослых рыб размер сухого корма может колебаться от 300 до 400 мкм (Авдеш и др., 2012). Размер сухого корма может увеличиваться с увеличением размера рыбы. Обычно практикуемое соотношение кормления рыбок данио составляет около 4% от их массы тела. Перекармливание может повысить концентрацию нитратов в воде и повлиять на физиологию рыб. Кроме того, переедание может привести к гибели рыбы.

    Почему из рыбок данио получаются такие хорошие модели животных?

    Критерии выбора животных моделей для биомедицинских исследований напрямую связаны с конечной целью исследования.Использование рыбок данио в качестве биомедицинской модели было предложено Джорджем Стрейзингером и его коллегами из Орегонского университета, которые положили начало современной эре рыбок данио в области биомедицинских исследований (Clark and Ekker, 2015). Рыбки данио являются популярными моделями животных, потому что они имеют многочисленные преимущества перед другими видами. Наиболее выгодными особенностями рыбок данио являются полностью секвенированный геном, простота манипуляций с его геномом, высокая плодовитость, короткое время генерации (около 3 месяцев), быстрое эмбриональное развитие (24 часа) и внешнее оплодотворение.Полупрозрачный эмбрион рыбки данио позволяет изучать различные стадии развития, начиная с ранней стадии эмбриогенеза. Кроме того, эмбрионы рыбок данио формируют полные системы органов, включая сердце, кишечник и кровеносные сосуды, в течение 48 часов после оплодотворения. Было создано более 10 000 мутантов в генах, кодирующих белок (Howe et al., 2013), и было создано несколько трансгенных линий рыбок данио для изучения болезней человека. Наличие нескольких штаммов рыбок данио является еще одним важным преимуществом этого вида.Кроме того, также очень доступно содержать большое количество рыбок данио в относительно небольшом пространстве лаборатории. Несмотря на то, что рыбкам данио требуется относительно простой уход, особое внимание необходимо уделять обеспечению здорового питания и надлежащего качества воды для оптимизации здоровья и роста рыб. Хотя в мире существует несколько штаммов рыбок данио, наиболее широко используемыми в биомедицинских исследованиях штаммами являются AB, Casper, Ekkwill, Nadia, Wild Indian Karyotype, пойманный в дикой природе и Tubingen. По данным сайта ZFIN, более 800 биологических лабораторий по всему миру проводят фундаментальные и прикладные исследования с рыбками данио (https://zfin.org/search?q=зебрафиш+лаборатории&категория). Многие из этих лабораторий используют рыбок данио для изучения заболеваний человека, включая нервные расстройства, рак, инфекционные заболевания, сердечно-сосудистые заболевания, заболевания почек, диабет, слепоту, глухоту, заболевания пищеварения, кроветворения и мышечные заболевания.

    Мутантные рыбки данио были созданы путем нокаута или нокаута в определенных генах. Эти изменения создают новые биомедицинские модели. Например, если у пациента есть заболевание, связанное с обменом веществ, можно произвести различные мутации в генах рыбок данио, связанных с обменом веществ, а затем можно отслеживать изменения в экспрессии генов с помощью различных молекулярных методов.Короткое время генерации рыбок данио затрудняет получение стабильных трансгенных взрослых особей или гомозиготных мутантных эмбрионов, для чего обычно требуется около 4 месяцев. В последнее время ученые разработали множество технологий для ускорения трансгенного процесса (Burger et al., 2016). Наличие или отсутствие событий геномной дупликации у рыбок данио затрудняет изучение некоторых заболеваний человека, таких как сахарный диабет. Рыбки данио также важны для разработки новых методов лечения или скрининга новых лекарств для лечения или профилактики заболеваний человека.

    Несмотря на то, что рыбки данио являются важной биомедицинской моделью, у них есть некоторые ограничения, включая несходство некоторых органов, таких как дыхательная система и репродуктивная система. Таким образом, трудно использовать рыбок данио в качестве модели дыхания или размножения у людей. Кроме того, поскольку рыбки данио живут в водной среде обитания, еще одним ограничением является скрининг некоторых водорастворимых лекарств у рыбок данио.

    Рыбка данио как модель метаболических заболеваний

    Существует несколько примеров заболеваний человека, которые были успешно смоделированы у рыбок данио, таких как мышечная дистрофия Дюшенна, меланома человека, острый лимфобластный лейкоз, поликистоз почек, нефронофтиз, острая почечная недостаточность, болезнь Паркинсона, болезнь Хантингтона, болезнь Альцгеймера, инфаркт миокарда, и некоторые метаболические заболевания.Как показано на рисунке 3, в дополнение к геномному сходству наличие консервативных органов и систем органов у человека и рыбок данио способствует развитию ряда успешных моделей болезней человека.

    Рисунок 3.

    Рисунок 3.

    Мы сосредоточимся на общих метаболических заболеваниях человека, успешно смоделированных у рыбок данио, включая ожирение, сахарный диабет 2 типа, неалкогольный стеатогепатит и атеросклероз. Нарушение нормального процесса превращения пищи в энергию в клетке приводит к различным нарушениям обмена веществ.Несмотря на то, что рыбки данио и люди имеют разные потребности в основных питательных веществах, разные метаболические механизмы могут не требоваться. Для поддержания баланса между производством и использованием энергии задействованы несколько органов, включая мозг, кишечник, печень, скелетные мышцы и жировую ткань. Для изучения всего процесса обмена веществ необходимы модели целых животных. Рыбки данио являются подходящей моделью для изучения метаболической дисфункции, поскольку у них есть все органы, участвующие в энергетическом гомеостазе и метаболизме, включая регуляцию аппетита и инсулина, а также система хранения липидов, которая консервативна по сравнению с той, что имеется у людей (Nishio et al., 2012).

    В отчете Всемирной организации здравоохранения указано, что среди заболеваний человека, связанных с обменом веществ, сердечно-сосудистые заболевания в настоящее время являются наиболее распространенными смертельными заболеваниями (Lozano et al., 2012). Ожирение (Ng et al., 2014), сахарный диабет 2 типа и неалкогольная жировая болезнь печени (LaBrecque et al., 2014) повышают риск сердечно-сосудистых заболеваний. Поскольку рыбки данио и люди имеют схожие метаболические органы (включая органы пищеварения, жировую ткань и мышцы), рыбки данио являются популярной моделью для изучения нарушений обмена веществ.Кроме того, наличие нескольких новых инструментов и подходов, таких как talens, CRISPR/Cas9 (Wu et al., 2018), лечение соединениями (Poureetezadi et al., 2016), полярная метаболомика на основе масс-спектрометрии и липидомика (Zhang et al. ., 2018) и визуализация флуоресцентных красителей in vivo (Minchin et al., 2018) позволяют исследовать молекулярные механизмы метаболических процессов у рыбок данио.

    Исследователи также использовали рыбок данио в качестве модельного организма для изучения различных типов метаболических заболеваний, таких как врожденные нарушения обмена веществ, гипер- и гипотиреоз, нарушения оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники, нарушение регуляции циркадианных часов и раковый метаболизм ( Гут и др., 2017). В этом обзоре мы сосредоточимся на нарушениях обмена веществ, вызванных диетой.

    Рыбка данио как модельное животное для диетического ожирения

    Использование рыбок данио в исследованиях ожирения, вызванного диетой, впервые было разработано Oka et al. (2010) путем кормления взрослых рыбок данио науплий артемии . В этих исследованиях у рыб наблюдалось увеличение индекса массы тела, развился стеатоз печени, гипертриглицеридемия и нарушение регуляции некоторых генов метаболизма липидов. Чен и др.(2018) кормили рыбок данио диетой с высоким содержанием холестерина, что приводило к увеличению массы тела, повышению уровня триглицеридов и отложению липидов в печени. Перекармливание рыбок данио с высоким содержанием жира из разных источников или холестерина также приводит к гипергликемии и эктопическому накоплению липидов, увеличению массы тела, увеличению жировой ткани, перегрузке сердечно-сосудистой системы и стеатозу (Forn-Cuní et al., 2015). Ландграф и др. (2017) использовали рыбок данио, чтобы сравнить результат перекармливания с нормальной диетой и диетой с высоким содержанием жиров на развитие ожирения.Они пришли к выводу, что обе диеты показали увеличение жировой ткани, а у рыб, которых кормили нормальным жиром, развилось ожирение, но эти рыбы были метаболически здоровы. Другие рыбы, которых кормили пищей с высоким содержанием жиров, были нездоровы. Подобно приведенным выше результатам, в нашей лаборатории мы также обнаружили, что у личинок и взрослых рыбок данио, получавших диету с высоким содержанием жиров, развился стеатоз печени, как показано на рисунке 4. У рыбок данио ожирение, вызванное диетой, также используется для оценки типа пищи и Влияние питательных соединений на разработку, тестирование и открытие различных лекарств для предотвращения или лечения ожирения и изменения метаболизма жиров.Модель индуцированного диетой ожирения рыбок данио, перекормленных Artemia , имеет общие патофизиологические пути с ожирением млекопитающих и может быть использована для идентификации предполагаемых фармакологических мишеней ожирения человека (Oka et al., 2010). Таким образом, подход к ожирению, вызванному диетой, позволяет нам понять болезнь в контексте систематического ожирения, тем самым имитируя наиболее распространенный процесс, происходящий у людей, страдающих этим заболеванием.

    Рисунок 4.

    Рацион с высоким содержанием жиров (HFD) вызывал стеатоз печени у взрослых и личиночных рыбок данио.( а ) Взрослые рыбки данио (возраст 1 мес) и личинки рыбок данио (5 дней после оплодотворения). ( b ) Репрезентативное гистологическое изображение печени с окрашиванием гемотоксилином и эозином (H&E) и окрашиванием масляным красным O (ORO) взрослых рыбок данио, получавших контрольную диету или HFD в течение 4 недель. Масштабная линейка составляет 50 мкм. ( c ) Репрезентативное гистологическое изображение кишечника с помощью окрашивания H&E и окрашивания ORO взрослых рыбок данио, которых кормили контрольной диетой или HFD в течение 4 недель. Масштабная линейка составляет 100 мкм. ( d ) Репрезентативное изображение полного окрашивания ORO у личинок рыбок данио, получавших контрольную диету и HFD в течение 7 дней.Масштабная линейка составляет 200 мкм. (Неопубликованные данные нашей лаборатории рыбок данио.)

    Рис. 4.

    Рацион с высоким содержанием жиров (HFD) вызывал стеатоз печени у взрослых и личиночных рыбок данио. ( а ) Взрослые рыбки данио (возраст 1 мес) и личинки рыбок данио (5 дней после оплодотворения). ( b ) Репрезентативное гистологическое изображение печени с окрашиванием гемотоксилином и эозином (H&E) и окрашиванием масляным красным O (ORO) взрослых рыбок данио, получавших контрольную диету или HFD в течение 4 недель. Масштабная линейка составляет 50 мкм. ( c ) Репрезентативное гистологическое изображение кишечника с помощью окрашивания H&E и окрашивания ORO взрослых рыбок данио, которых кормили контрольной диетой или HFD в течение 4 недель.Масштабная линейка составляет 100 мкм. ( d ) Репрезентативное изображение полного окрашивания ORO у личинок рыбок данио, получавших контрольную диету и HFD в течение 7 дней. Масштабная линейка составляет 200 мкм. (Неопубликованные данные нашей лаборатории рыбок данио.)

    Рыбки данио как модель метаболизма глюкозы и сахарного диабета 2 типа

    Основной причиной развития сахарного диабета является неспособность β-клеток поджелудочной железы вырабатывать инсулин, что приводит к дефициту инсулина. Эти функции и процессы сохраняются у рыбок данио и человека.Воздействие гиперкалорийной и богатой жирами диеты у рыбок данио быстро вызывает ожирение и заболевания, связанные с ожирением, и активирует метаболические пути, очень похожие на их аналоги у человека. Если в рационе присутствует глюкоза, инсулин вырабатывается поджелудочной железой, а глюконеогенез ингибируется за счет подавления генов, участвующих в этом пути. При отсутствии глюкозы в кровотоке глюконеогенез индуцируется действием глюкагона. Капиотти и др. (2014) показали, что у рыбок данио, погруженных в раствор с высоким содержанием глюкозы (111 мМ) в течение 14 дней, наблюдалось повышение уровня фруктозамина (гликозилированного белка) в глазах на 41%, снижение количества мРНК для рецепторов инсулина в мышцах и развитие гипергликемии. .Занг и др. (2017) разработали модель сахарного диабета 2 типа у рыбок данио путем перекармливания высококалорийной диетой (408 калорий на рыбу в день). Используя профилирование экспрессии генов в печени и поджелудочной железе, у рыбок данио и людей был обнаружен общий путь развития сахарного диабета 2 типа. Взаимосвязь между возрастом и сахарным диабетом 2 типа была разработана Connaughton et al. (2016) и выявили, что у молодых рыбок данио (в возрасте от 4 до 11 месяцев) гипергликемия развивалась медленнее, чем у старых рыбок данио, при повышении концентрации глюкозы.Концентрацию глюкозы в органах гомеостаза можно повысить, погрузив эмбрионы рыбок данио в раствор глюкозы. Глисон и др. (2007) показали, что погружение взрослых рыбок данио в 1% раствор глюкозы на 24 часа повышает уровень глюкозы в крови до 400 мг/дл. Две трансгенные модели резистентности к инсулину, установленные Zang et al. (2017) исследовали инсулинорезистентность скелетных мышц, достигаемую трансгенной экспрессией доминантно-негативного рецептора IGF-I в скелетных мышцах. Во второй модели резистентность к инсулину была достигнута путем специфичного для печени нокдауна гена рецептора инсулина с использованием CRISPR/Cas9 (Yin et al., 2015). Эти результаты показали, что рыбки данио являются подходящей моделью для изучения болезней человека, вызванных глюкозой. Марин-Хуес и др. (2014) также разработали модель гиперинсулинемии у рыбок данио путем инъекции человеческого рекомбинантного инсулина личинкам рыбок данио. Эти исследования продемонстрировали повышенную регуляцию отрицательного иммуномодуляторного протеина тирозинфосфатазы, не являющегося рецептором типа 6, у инсулинорезистентных личинок. Недавние результаты исследования Yang et al. (2018) показали, что у мутантных рыбок данио с нокаутом в генах рецепторов инсулина a и b при кормлении высокоуглеводной (41%) диетой наблюдалась гипергликемия, снижение передачи сигналов гормона роста, повышенное висцеральное ожирение и развитие жировой дистрофии печени, которые аналогичны признакам Липодистрофия человека.Уровень глюкозы у рыбок данио можно измерить с помощью двух ручных глюкометров, предназначенных для людей с диабетом (Eames et al., 2010). Кроме того, можно использовать голодание для проведения постпрандиального теста на глюкозу и внутрибрюшинного теста на толерантность к глюкозе. Существует несколько методов измерения уровня инсулина у рыбок данио, в том числе измерение уровня экспрессии мРНК инсулина с помощью количественной ПЦР (Michel et al., 2016), антител к инсулину для иммуноокрашивания (Kimmel et al., 2015) или полуколичественного дот-анализа. блот (Olsen et al., 2012). Чувствительность к инсулину также можно оценить путем внутрибрюшинной инъекции инсулина рыбкам данио с гипергликемией (Capiotti et al., 2014).

    Рыбки данио как модель дислипидемии и атеросклероза

    Повышение уровня холестерина, триглицеридов или холестерина липопротеинов высокой плотности приводило к дислипидемии, что, в свою очередь, приводило к развитию атеросклероза. Поскольку пищевые потребности рыбок данио известны, несколько исследователей разработали различные модели, изменив стандартную диету (например, кормление рыбок данио диетой с высоким содержанием жиров для развития ожирения, гипергликемии и дислипидемии), чтобы вызвать у рыб метаболический стресс.Гистопатологические изменения, наблюдаемые у рыбок данио, которых кормили высоким уровнем холестерина, очень похожи на симптомы, проявляющиеся при атеросклерозе человека (Fang and Miller, 2012). Составление диеты с высоким содержанием холестерина также важно для изучения дислипидемии (Oka et al., 2010). Миярес и др. (2014) описали метаболизм липидов и липопротеинов с использованием стадий метаболизма желтка эмбрионов рыбок данио и пришли к выводу, что включение экзогенных жирных кислот в систему кровообращения зависит от продукции липопротеинов в системе.

    Рыбки данио как модель неалкогольной жировой болезни печени и других заболеваний печени

    Неалкогольная жировая болезнь печени не связана с чрезмерным употреблением алкоголя. Это накопление избыточного жира в печени, что может привести к стеатозу, стеатогепатиту, фиброзу, коррихозу и гепатоцеллюлярной карциноме. Это заболевание может развиваться и быть связано с резистентностью к инсулину, диетой с высоким содержанием жиров, лекарственными поражениями печени и метаболическими синдромами. Результаты нескольких исследований показывают, что у рыбок данио также развивается стеатоз печени при воздействии гепатотоксичных химических веществ, голодания и чрезмерного потребления жиров, холестерина или углеводов.Эти механизмы сходны у рыбок данио и человека. Интересно, что публикация первой статьи о развитии рыбок данио (Roosen, 1937) исследовала влияние различных токсинов, алкоголя и различных уровней углеводов или жиров в рационе на эмбрионы, личинки и взрослые стадии развития рыбок данио. Нанесение токсинов на аквариум — простой метод, и этот метод делает рыбок данио популярной моделью для изучения механизмов химического скрининга.

    Печень рыбок данио напоминает человеческую печень по клеточной структуре, функциям и генетике.Это наблюдение побудило исследователей использовать рыбок данио для детального изучения эмбриологии и генетики, связанных с развитием печени человека, а также заболеваний печени и потенциальных методов лечения заболеваний печени. Развитие опухолей печени у рыбок данио с использованием канцерогенных веществ и сравнение с экспрессией генов в опухолях печени человека впервые указали на важность рыбок данио как подходящей биомедицинской модели. Тонин и др. (2018) показали, что рыбки данио, погруженные в 6% фруктозу, приводят к формированию стеатоза печени, аналогично симптомам, проявляющимся у людей, получающих диету с высоким содержанием углеводов.Используя стратегию дифференцированного кормления, Yang et al. (2019) показали, что перекармливание приводило к развитию ожирения печени и ускоряло канцерогенный процесс. Кроме того, гормон лептин, ответственный за ожирение, не регулировался у онкогенных и перекормленных рыбок данио. Они также обнаружили, что путем подавления передачи сигналов лептина можно уменьшить фенотип истощения мышц. Разработка мутантного гена фуа-гра у рыбок данио побудила ученых к изучению развития стеатоза печени и связанных с ним молекулярных механизмов.Кроме того, развитие gonzo мутантных рыбок данио показало, что развитие индуцированного алкоголем стеатоза печени было опосредовано факторами транскрипции белка, связывающего элемент ответа на стерол (Passeri et al., 2009). Шимада и др. (2015) применили транскриптомные и протеомные методы, используя модель диетического ожирения в печени рыбок данио, чтобы выделить гены, ответственные за формирование стеатоза печени. В этих исследованиях белок 3, связывающий жирные кислоты, и факторы транскрипции (E2F) были усилены у рыбок данио со стеатозом печени.Ховарт и др. (2013) разработали две модели с использованием рыбок данио для исследования стеатоза, спровоцированного туникамицином или этанолом, который приводит к печеночной недостаточности. Они предотвратили стеатоз, вызванный этанолом, путем блокирования активации белков, связывающих элементы ответа на стерол, с использованием мутантных рыбок данио. В этих исследованиях даже без накопления липидов происходила дисфункция гепатоцитов. Недавнее исследование Imran et al. (2018) с использованием личинок рыбок данио для проверки участия ремоделирования мембран в гепатотоксичности показали, что совместное воздействие бензо[а]пирена и этанола на личинок рыбок данио с ожирением индуцирует гепатотоксичность in vivo посредством ремоделирования мембран.Этот результат побудил ученых разработать терапию неалкогольной жировой болезни печени и связанных с ней факторов риска.

    Рыбки данио как модель для изучения кишечных заболеваний и взаимодействий хозяин-микроб

    Кишечник рыбок данио представляет собой длинную трубчатую структуру, которая разделена на луковицу кишечника, средний отдел кишечника и задний отдел кишечника, который дважды складывается в брюшной полости. Поглощающие энтероциты, бокаловидные клетки и эндокринные клетки представляют собой три типа клеток, которые дифференцировались из эпителия кишечника.С момента появления передовых методов генетического скрининга многие ученые использовали рыбок данио в качестве модели для изучения физиологии, функций и заболеваний кишечника человека. Весь кишечный тракт открывается через 6 дней после оплодотворения, и в это время личинки начинают питаться мелкими водными животными (Brugman, 2016). На этой стадии развития кишечник рыбы хорошо виден и его морфологию можно наблюдать под микроскопом. Из-за его прозрачного тела многие исследователи разработали модель воспаления кишечника у рыбок данио.Джи и др. (2018) разработали модель рыбок данио, чтобы оценить, как биологически активные соединения поглощаются кишечником. Они пришли к выводу, что биологически активные соединения способны преодолевать барьеры слизистой оболочки кишечника и проходить через собственную пластинку, чтобы достичь мышц. Ариас-Джайо и др. (2018) показали, что рыбки данио, которых кормили пищей с высоким содержанием жиров, состоящей из 10% (в весовом отношении) какао-масла, добавленного к обычному рациону, приводили к воспалению кишечника за счет активации NF-κβ. Также был поврежден кишечный барьер и увеличилась продукция муцина бокаловидными клетками.Олерс и др. (2011a) разработали модель с эмбрионами рыбок данио, инфицированными сальмонеллой, и показали, что истощение белков-детекторов бактерий NOD1 и NOD2 снижает экспрессию двойной оксидазы в эпителии кишечника. Это также ослабило способность рыб уменьшать внутриклеточную нагрузку бактерий. В целом, это открытие было хорошей моделью болезни Крона у людей.

    Рыбок данио также использовали для изучения взаимодействия хозяина и микробов в пищеварительной системе. Недавние исследования микробиома кишечника у рыбок данио с мутацией в гене myd88 показали, что изменения, связанные с микробиомом в организме (особенно кишечными лейкоцитами), зависят от гена иммунного адаптера myd88 (Koch et al., 2018). Также изучалось выращивание безмикробных рыбок данио для изучения влияния микробиоты на врожденную иммунную систему (Kostic et al., 2013), а вклад кишечных микробов в абсорбцию жирных кислот изучался Semova et al. (2012). В этих исследованиях с рыбками данио у рыб с микробами в кишечнике наблюдалось повышенное поглощение жирных кислот, более высокое накопление жиров в печени и организме по сравнению с данио без микробов. Микробиота кишечника человека и рыбок данио различна.Валенсуэла и др. (2018) показали, что личинки рыбок данио без микробов могут быть колонизированы кишечными микроорганизмами человека, такими как Clostridioides difficile и Bacillus . Этот результат открыл интересную область для изучения взаимодействия между этими микроорганизмами и хозяином. Роль кишечной микробиоты в биологии хозяина одинакова у рыбок данио и млекопитающих, и у обоих видов кишечная микробиота участвует в образовании иммунной системы, созревании кишечника и стимулировании метаболизма питательных веществ у хозяина (Bates et al., 2007). Таким образом, рыбки данио являются важной моделью для дальнейшего изучения кишечных заболеваний и связанных с ними аспектов биологии кишечника.

    Заключение

    Рыбки данио являются важной биомедицинской моделью во всех аспектах биологии. У рыбок данио есть несколько подходящих особенностей для изучения развития, физиологических и генетических исследований, включая внешнее оплодотворение и прозрачную природу эмбриона. Большая степень функциональной консервативности морфологии, генетики и физиологии между рыбками данио и людьми делает рыбок данио привлекательной моделью для некоторых заболеваний человека и разработки потенциальных методов лечения для людей.Развитие нанотехнологий и молекулярных методов также способствует использованию рыбок данио для изучения различных заболеваний у людей. В этом обзоре мы выделили некоторые биомедицинские области, в которых рыбки данио являются популярной моделью для исследования механизмов и процессов, связанных с метаболическими заболеваниями, включая ожирение, вызванное диетой, сахарный диабет 2 типа, дислипидемию и атеросклероз, заболевания, связанные с печенью, и кишечные заболевания. Ученые также использовали рыбок данио для разработки новых методов лечения и профилактики этих важных заболеваний человека.

    Благодарности

    Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (31872584, 3180131599, 31702354, 31602169, 31672294, 31572633), Пекинским целевым фондом для системы исследований современных технологий в агропромышленности (SCGWZJ 201-4) и поддержкой инновационных возможностей. Программа Шэньси (2018TD-021).

    Об авторах

    Цегай Тиме является аспирантом в лаборатории доктора.Жиган Чжоу и группа по инновациям в области кормов для водных животных Научно-исследовательского института кормов Китайской академии сельскохозяйственных наук, Пекин, Китай. Его исследования сосредоточены на влиянии диеты с высоким содержанием жиров на микробиоту кишечника рыбок данио. Он получил степень магистра наук. получил степень бакалавра аквакультуры и рыболовства в Университете Амбо, Эфиопия.

    Чжэнь Чжан получил докторскую степень в Китайской академии сельскохозяйственных наук, Пекин, Китай. В настоящее время является стажером докторантуры в лаборатории доктора наук.Жиган Чжоу и группа по инновациям в области кормов для водных животных Научно-исследовательского института кормов Китайской академии сельскохозяйственных наук, Пекин, Китай.

    Чао Ран получил докторскую степень в Обернском университете, Алабама, США. В настоящее время он является адъюнкт-профессором Научно-исследовательского института кормов Китайской академии сельскохозяйственных наук, Пекин, Китай.

    Ялин Ян получила докторскую степень в Китайской академии сельскохозяйственных наук, Пекин, Китай, и в настоящее время является заместителем научного сотрудника в области биохимии и молекулярной биологии в группе инноваций в области кормов для водных животных в Исследовательском институте кормов Китайской академии сельскохозяйственных наук. , Пекин, Китай.

    Qianwen Ding получила степень магистра в Китайской академии сельскохозяйственных наук, Пекин, Китай. В настоящее время она работает научным сотрудником в Ключевой лаборатории кормовой биотехнологии Министерства сельского хозяйства в Научно-исследовательском институте кормов Китайской академии сельскохозяйственных наук, Пекин, Китай.

    Минсю Се получила степень магистра наук в Даляньском океанологическом университете, Далянь, Китай. В настоящее время она работает научным сотрудником в Ключевой лаборатории кормовой биотехнологии Министерства сельского хозяйства в Научно-исследовательском институте кормов Китайской академии сельскохозяйственных наук, Пекин, Китай.

    Хунлин Чжан получила докторскую степень в Китайской академии сельскохозяйственных наук, Пекин, Китай. В настоящее время она проходит постдокторантуру в лаборатории доктора Чжигана Чжоу, Китайско-норвежской совместной лаборатории микробиоты желудочно-кишечного тракта рыб, Института исследований кормов Китайской академии сельскохозяйственных наук, Пекин, Китай.

    Ченчен Гао получила степень бакалавра наук в Юньнаньском педагогическом университете, Юньнань, Китай. В настоящее время она является научным сотрудником в Ключевой лаборатории биотехнологии кормов Министерства сельского хозяйства Института исследований кормов Китайской академии сельскохозяйственных наук, Пекин, Китай.

    Ye Yong’an в настоящее время является председателем комитета гепатологии Всемирной федерации обществ китайской медицины. Как один из самых выдающихся гепатологов в области вирусного гепатита В в Китае, он на протяжении десятилетий занимается лечением хронических заболеваний печени с помощью интегративных подходов традиционных китайских фитопрепаратов и современных методов лечения. Финансируемый Национальной комиссией здравоохранения КНР, он руководил пятью крупномасштабными клиническими исследованиями по всей стране, в результате которых он разработал серию инновационных терапевтических протоколов для хронического гепатита В и внес значительный вклад в борьбу с вирусным гепатитом В. в П.Р. Китай. Кроме того, он также хорошо известен в лечении рефрактерных заболеваний, таких как цирроз печени и рак желудочно-кишечного тракта, с помощью китайских травяных лекарственных средств.

    Мин Дуань получил докторскую степень в Институте гидробиологии Китайской академии наук. Он был постдокторантом в Научно-исследовательском институте рыболовства Восточно-Китайского моря Китайской академии рыбохозяйственных наук/Шанхайского океанологического университета. Его научные интересы связаны с экологией рыб. В настоящее время он работает младшим научным сотрудником в Институте гидрологии Китайской академии наук, Хубэй, Китай. Руководитель Китайско-норвежской совместной лаборатории микробиоты кишечника рыб и заместитель председателя Международного исследовательского консорциума по микробиоте желудочно-кишечного тракта водных животных.Его текущие исследовательские интересы сосредоточены на понимании взаимодействия между кишечной микробиотой и рыбой-хозяином. Он также заинтересован в микробных продуктах для поддержки устойчивой аквакультуры.

    Цитированная литература

    Arias-Jayo

    ]],

    N.

    ,

    Л.

    ABECIA

    ,

    L.

    ALONSO-SAEZ

    ,

    ALONSO-SAEZ

    ,

    A.

    RAMIREZ-GARCIA

    ,

    A.

    RODRIGUEZ

    , и

    М.А.

    Пардо

    .

    2018

    .

    Потребление пищи с высоким содержанием жиров вызывает дисбактериоз микробиоты и воспаление кишечника у рыбок данио

    .

    Микроб. Экол

    .

    76

    :

    1089

    1101

    . дои:

    Авдеш

    ]]],

    А.

    ,

    М.

    Чен

    ,

    М.Т.

    Martin-Iverson

    ,

    A.

    Mondal

    ,

    D.

    Ong

    ,

    S.

    Рейни-Смит

    , К. Таддей, М. Ларделли, Д.М. Грот, Г. Вердиль и Р.Н. Мартинс.

    2012

    .

    Регулярный уход и техническое обслуживание данио рерио ( Danio rerio ): введение

    .

    Дж. Вис. Опыт

    .

    69

    :

    e4196

    , дои:

    Bates

    ]]],

    J.M.

    ,

    J.

    Akerlund

    ,

    E.

    Mittge

    и

    K.

    Гиймен

    .

    2007

    .

    Кишечная щелочная фосфатаза детоксифицирует липополисахарид и предотвращает воспаление у рыбок данио в ответ на микробиоту кишечника

    .

    Микроб-хозяин клетки

    2

    :

    371

    382

    . дои:

    Бругман

    ]]],

    S

    .

    2016

    .

    Рыбка данио как модель для изучения воспаления кишечника

    .

    Дев. Комп. Иммунол

    .

    64

    :

    82

    92

    . дои:

    Burger

    ]],

    A.

    ,

    H.

    Lindsay

    ,

    A.

    ,

    A.

    Feleker

    ,

    C.

    Гесс

    ,

    C.

    Anders

    ,

    E.

    Chiavacci

    ,

    J.

    Zaugg

    ,

    LM

    Weber

    ,

    R.

    Catena

    ,

    M.

    Джинек

    ,

    и др.

    .

    2016

    .

    Максимизация мутагенеза с помощью солюбилизированных рибонуклеопротеиновых комплексов CRISPR-Cas9

    .

    Развитие

    ,

    143

    (

    11

    ):

    2025

    2037

    doi:

    Capiotti

    ]]],

    К.М.

    ,

    Р.

    Антониоли

    , младший,

    Л.В.

    Кист

    ,

    М.Р.

    Бого

    ,

    С.Д.

    Бонан

    и

    Р.С.

    Да Силва

    .

    2014

    .

    Стойкое нарушение метаболизма глюкозы в модели гипергликемии у рыбок данио

    .

    Комп. Биохим. Физиол. Б. Биохим. Мол. Биол

    .

    171

    :

    58

    65

    . дои:

    Castranova

    ]]],

    D.

    ,

    A.

    Lawton

    ,

    C.

    Lawrence

    ,

    D.P.

    BAUMANN

    ,

    J.

    Лучшие

    ,

    J.

    Coscolla

    ,

    A.

    Dohertyty

    ,

    J.

    RAMOS

    ,

    J.

    Hakkesteeg

    ,

    C.

    Ван

    и др.

    2011

    .

    Влияние плотности посадки на репродуктивную функцию лабораторных рыбок данио ( Danio rerio )

    .

    Рыбка данио

    8

    :

    141

    146

    . дои:

    Чен

    ]]],

    Б.

    ,

    Ю.М.

    Чжэн

    и

    JP

    Чжан

    .

    2018

    .

    Сравнительное исследование моделей НАЖБП у рыбок данио, вызванных различными диетами

    .

    Фронт. Эндокринол. (Лозанна)

    .

    9

    :

    366

    . дои:

    Clark

    ]]],

    KJ,

    и

    S.C.

    Ekker

    .

    2015

    .

    Как генетика рыбок данио влияет на биологию человека

    .

    Нац. Образование

    .

    8

    (

    4

    ):

    3

    .

    Connaughton

    ]]],

    В.П.

    ,

    C.

    Baker

    ,

    L.

    Fonde

    ,

    E.

    Gerardi

    и

    C.

    Slack 80.

    2016

    .

    Поочередное погружение во внешний раствор глюкозы по-разному влияет на уровень сахара в крови у пожилых и молодых взрослых рыбок данио

    .

    Рыбка данио

    13

    :

    87

    94

    . дои:

    Eames

    ]]],

    S.C.

    ,

    L.H.

    Philipson

    ,

    V.E.

    Принц

    и

    М.Д.

    Кинкель

    .

    2010

    .

    Измерение уровня сахара в крови у рыбок данио показывает динамику гомеостаза глюкозы

    .

    Рыбка данио

    7

    :

    205

    213

    .дои:

    Fang

    ]]],

    L.,

    и

    Y.I.

    Миллер

    .

    2012

    .

    Новые возможности применения рыбок данио в качестве модельного организма для изучения окислительных механизмов и их роли в воспалении и накоплении окисленных липидов в сосудах

    .

    Свободный радикал. биол. Мед

    .

    53

    :

    1411

    1420

    . дои:

    Форн-Куни

    ]]],

    G.

    ,

    М.

    Варела

    ,

    К.М.

    Фернандес-Родригес

    ,

    А.

    Фигерас

    ,

    Б.

    Новоа

    .

    2015

    .

    Иммунные реакции печени на воспалительные стимулы в модели ожирения рыбок данио, вызванного диетой

    .

    J Эндокринол

    224

    :

    159

    170

    . дои:

    Глисон

    ]]],

    М.

    ,

    В.

    Коннотон

    и

    Л.С.

    Арнесон

    .

    2007

    .

    Индукция гипергликемии у рыбок данио ( Danio rerio ) приводит к морфологическим изменениям сетчатки

    .

    Акта Диабетол

    .

    44

    :

    157

    163

    . дои:

    Gonzales

    ]]],

    JM,

    Jr и

    S.H.

    Закон

    .

    2013

    .

    Корм ​​и режим кормления влияют на скорость роста и гонадосоматический индекс взрослых рыбок данио ( Danio rerio )

    .

    Рыбка данио

    10

    :

    532

    540

    . дои:

    Gut

    ]]],

    P.

    ,

    S.

    Reischauer

    ,

    D.Y.R.

    Stainier

    и

    R.

    Arnaout

    .

    2017

    .

    Маленькая рыбка, большие данные: данио как модель сердечно-сосудистых и метаболических заболеваний

    .

    Физиол. Версия

    .

    97

    :

    889

    938

    . дои:

    Howarth

    ]]],

    D.L.

    ,

    C.

    Инь

    ,

    K.

    Yeh

    и

    K.C.

    Садлер

    .

    2013

    .

    Определение параметров печеночной дисфункции в двух моделях жировой болезни печени у личинок рыбок данио

    .

    Рыбка данио

    10

    :

    199

    210

    .дои:

    Howe

    ]]],

    K.

    ,

    M.D.

    Clark

    ,

    C.F.

    Torroja

    ,

    J.

    Torrance

    ,

    C.

    BertheLot

    ,

    M.

    MUFFATO

    ,

    J.E.

    Collins

    ,

    S.

    HUBPHRAY

    ,

    K.

    MCLAREN

    ,

    Л.

    Мэтьюз

    , и др.

    2013

    .

    Эталонная последовательность генома рыбки данио и ее связь с геномом человека

    .

    Природа

    496

    :

    498

    503

    . дои:

    IMRAN

    ]]],

    M.

    ,

    O.

    Sergent

    ,

    A.

    TETE

    ,

    I.

    Gallais

    ,

    M.

    Chevanne

    ,

    D.

    Lagadic -Gossmann

    и

    N.

    Podechard

    .

    2018

    .

    Ремоделирование мембран как ключевой фактор гепатотоксичности, вызванной совместным воздействием бензо[а]пирена и этанола на личинок рыбок данио с ожирением

    .

    Биомолекулы

    8

    :

    26

    . дои:

    Ji

    ]]],

    J.

    ,

    R.

    Thwaite

    и

    N.

    Roher

    .

    2018

    .

    Пероральное зондирование взрослых рыбок данио: модель для оценки поглощения биологически активных соединений кишечником

    .

    Дж. Вис. Опыт

    .

    139

    :

    e58366

    .

    Kimmel

    ]]],

    R.A.

    ,

    S.

    dobler

    ,

    N.

    Schmitner

    ,

    T.

    Walsen

    ,

    J.

    FreudenBlum

    и

    D.

    Meyer

    .

    2015

    .

    Диабетические pdx1-мутантные рыбки данио демонстрируют законсервированные реакции на перегрузку питательными веществами и антигликемическую обработку

    .

    Науч. Реп

    .

    5

    :

    14241

    . дои:

    Koch

    ]]],

    B.E.V.

    ,

    S.

    Yang

    ,

    G.

    Lamers

    ,

    J.

    Stougaard

    и

    H.P.

    Испанский

    .

    2018

    .

    Кишечный микробиом регулирует уставку врожденного иммунитета во время колонизации посредством негативной регуляции myd88

    .

    Нац. Коммуна

    .

    9

    :

    4099

    . дои:

    Kostic

    ]]],

    A.D.

    ,

    M.R.

    Howitt

    и

    W.S.

    Гаррет

    .

    2013

    .

    Изучение взаимодействия хозяина и микробиоты на моделях животных и людей

    .

    Гены Дев

    .

    27

    :

    701

    718

    . дои:

    LaBrecque

    ]]],

    D.Р.

    ,

    З.

    Аббас

    ,

    Ф.

    Анания

    ,

    П.

    Ференци

    ,

    А.Г.

    К.Л.

    Гох

    ,

    С.С.

    Хамид

    ,

    В.

    Исаков

    ,

    М.

    Лизарзабал

    ,

    М.М.

    Пеньяранда

    , и другие.

    2014

    .

    Глобальные рекомендации Всемирной гастроэнтерологической организации: неалкогольная жировая болезнь печени и неалкогольный стеатогепатит

    .

    Дж. Клин. Гастроэнтерол

    .

    48

    (

    6

    ):

    467

    473

    .

    Landgraf

    ]]],

    к.

    ,

    S.

    Schuster

    ,

    A.

    Meusel

    ,

    A.

    Garten

    ,

    T.

    RIEMER

    ,

    D.

    Schleinitz

    ,

    W.

    Kiess

    и

    A.

    Körner

    .

    2017

    .

    Кратковременное перекармливание рыбок данио с нормальным или высоким содержанием жиров как модель развития метаболически здорового ожирения по сравнению с нездоровым

    .

    ВМС Физиол

    .

    17

    :

    4

    . дои:

    Лозано

    ]]],

    R.

    ,

    м.

    Naghavi

    ,

    K.

    Foreman

    ,

    S.

    LIM

    ,

    K.

    Shibuya

    ,

    V.

    Aboyans

    ,

    Дж.

    Абрахам

    ,

    Т.

    Адэр

    ,

    Р.

    Аггарвал

    ,

    С.Я.

    Ан

    и др.

    2012

    .

    Глобальная и региональная смертность от 235 причин смерти для 20 возрастных групп в 1990 и 2010 годах: систематический анализ исследования глобального бремени болезней 2010

    .

    Ланцет

    380

    :

    2095

    2128

    . дои:

    Марин-Хуэз

    ]]],

    р.

    ,

    S.

    Jong-Raadsen

    ,

    S.

    Yang

    и

    H.P.

    Испанский

    .

    2014

    .

    Гиперинсулинемия вызывает резистентность к инсулину и подавление иммунитета через Ptpn6/Shp1 у рыбок данио

    .

    Дж. Эндокринол

    .

    222

    :

    229

    241

    . дои:

    Мишель

    ]]],

    М.

    ,

    P.S.

    Пейдж-МакКоу

    ,

    Вт.

    Чен

    и

    Р. Д.

    Конус

    .

    2016

    .

    Передача сигналов лептина регулирует гомеостаз глюкозы, но не адипостаз у рыбок данио

    .

    Проц. Натл. акад. науч. США

    .

    113

    :

    3084

    3089

    . дои:

    Minchin

    ]]],

    J.E.N.

    ,

    К.М.

    Scahill

    ,

    N.

    Staudt

    ,

    E.M.

    Busch-Nentwich

    и

    J.F.

    Rawls

    .

    2018

    .

    Глубокое фенотипирование у рыбок данио выявило генетические и диетические изменения ожирения, которые могут указывать на риск заболевания

    .

    J. Липидный рез

    .

    59

    :

    1536

    1545

    . дои:

    Миярес

    ]]],

    Р.Л.

    ,

    В.Б.

    де Резенде

    и

    S.A.

    Фарбер

    .

    2014

    .

    Обработка липидов желтка рыбок данио: удобный инструмент для изучения транспорта липидов и метаболизма позвоночных

    .

    Дис. Модель. Мех

    .

    7

    :

    915

    927

    . дои:

    NG

    ]]]]],

    м.

    ,

    т.

    Fleenning

    ,

    м.

    Robinson

    ,

    B.

    Thornson

    ,

    N.

    GRAETZ

    ,

    C.

    Маргоно

    ,

    Э.К.

    Абера

    ,

    и др.

    .

    2014

    .

    Глобальная, региональная и национальная распространенность избыточного веса и ожирения среди детей и взрослых в 1980–2013 гг.: систематический анализ для исследования глобального бремени болезней, 2013 г.

    .

    Ланцет

    ,

    384

    (

    9945

    ):

    766

    781

    .дои:

    Nishio

    ]]],

    S.

    ,

    Y.

    Gibert

    ,

    L.

    Berekelya

    ,

    L.

    Bernard

    ,

    F.

    Brunet

    ,

    E.

    Guillot

    ,

    J.C.

    Le Bail

    ,

    J.A.

    Санчес

    ,

    утра

    Галзин

    ,

    Г.

    Трикено

    и др.

    2012

    .

    Голодание вызывает подавление CART в нервной системе рыбок данио зависимым от каннабиноидного рецептора 1 образом

    .

    мол. Эндокринол

    .

    26

    :

    1316

    1326

    . дои:

    Oehlers

    ]]],

    S.H.

    ,

    М.В.

    Флорес

    ,

    К.С.

    Окуда

    ,

    CJ

    Холл

    ,

    К.Е.

    Crosier

    и

    P.С.

    Крозье

    .

    2011а

    .

    Модель химического энтероколита у личинок рыбок данио, который зависит от микробиоты и реагирует на фармакологические агенты

    .

    Дев. Дин

    .

    240

    :

    288

    298

    . дои:

    Ока

    ]]],

    Т.

    ,

    Ю.

    Нисимура

    ,

    Л.

    Занг

    ,

    М.

    Хирано 3 ,

    ,

    Shimada

    ,

    Z.

    Wang

    ,

    N.

    ,

    N.

    Umemoto

    ,

    J.

    Kuroyanagi

    ,

    N.

    Nishimura

    и

    T.

    Tanaka

    .

    2010

    .

    Ожирение, вызванное диетой у рыбок данио, имеет общие патофизиологические пути с ожирением млекопитающих

    .

    ВМС Физиол

    .

    10

    :

    21

    . дои:

    Олсен

    ]]],

    А.С.

    ,

    М.П.

    Саррас

    Младший

    ,

    А.

    Леонтович

    , и

    Р.В.

    Интине

    .

    2012

    .

    Наследственная передача диабетической метаболической памяти у рыбок данио коррелирует с гипометилированием ДНК и аберрантной экспрессией генов

    .

    Диабет

    61

    :

    485

    491

    . дои:

    Пассери

    ]]],

    М.J.

    ,

    A.

    Cinaroglu

    ,

    C.

    Gao

    и

    K.C.

    Садлер

    .

    2009

    .

    Стеатоз печени в ответ на острое воздействие алкоголя на рыбок данио требует активации белка, связывающего регуляторный элемент стерола

    .

    Гепатология

    49

    :

    443

    452

    . дои:

    Poureetezadi

    ]]],

    S.J.

    ,

    С.N.

    Cheng

    ,

    J.M.

    Чемберс

    ,

    BE

    Драммонд

    и

    Р.А.

    Вингерт

    .

    2016

    .

    Передача сигналов простагландина регулирует формирование паттерна сегмента нефрона почечных предшественников во время развития почек рыбок данио

    .

    eLife

    5

    :

    e17551

    .

    Ribas

    ]]],

    L.

    и

    P.

    Франсеск

    .

    2014

    .

    Рыбка данио ( Danio rerio ) в качестве модельного организма с упором на применение в исследованиях аквакультуры рыб

    .

    J. Rev. Aquac

    .

    6

    (

    4

    ):

    209

    240

    .

    Розен

    ]]],

    R.E

    .

    1937

    .

    Наблюдения за ранним развитием рыбок данио, Brachydanio rerio

    .

    Анат. Рек

    .

    70

    :

    103

    .

    Семова

    ]]],

    I.

    ,

    J.D.

    Carten

    ,

    J.

    Stombaugh

    ,

    L.C.

    Mackey

    ,

    R.

    Knight

    ,

    S.A.

    Farber

    и

    JF

    Rawls

    .

    2012

    .

    Микробиота регулирует кишечную абсорбцию и метаболизм жирных кислот у рыбок данио

    .

    Cell Host Microbe

    12

    :

    277

    288

    . doi:

    Shimada

    ]]],

    Y.

    ,

    S.

    Kuninaga

    ,

    M.

    Ariyoshi

    ,

    B.

    Zhang

    ,

    Y.

    Shiina

    ,

    Y.

    Takahashi

    ,

    N.

    Umemoto

    ,

    Y.

    Nishimura

    ,

    H.

    Enari

    , and

    T.

    Танака

    .

    2015

    .

    E2F8 способствует стеатозу печени посредством экспрессии FABP3 при ожирении, индуцированном диетой, у рыбок данио

    .

    Нутр. Метаб. (Лондон)

    .

    12

    :

    17

    . дои:

    Таварес

    ]]],

    B.

    и

    S.

    Сантос Лопес

    .

    2013

    .

    Значение рыбок данио в биомедицинских исследованиях

    .

    Акта Мед.Порт

    .

    26

    (

    5

    ):

    583

    592

    .

    Tonin

    ]]],

    FJ

    ,

    A.

    Raquel

    ,

    O.H.

    ,

    Тайцы

    ,

    Т.Р.

    да Силвейра

    и

    К.

    Урибе-Крус

    .

    2018

    .

    Экспериментальная модель стеатоза печени, вызываемого фруктозой, у взрослых рыбок данио: экспериментальное исследование

    .

    клин. Биомед. Рез

    .

    38

    (

    2

    ):

    151

    154

    .

    Valenzuela

    ]]],

    M.J.

    ,

    M.

    Caruffo

    ,

    Y.

    Herrera

    ,

    D.A.

    Медина

    ,

    М.

    Коронадо

    ,

    К.Г.

    Feijóo

    ,

    S.

    Muñoz

    ,

    D.

    Garrido

    ,

    M.

    Troncoso

    ,

    G.

    Фигероа

    и др.

    2018

    .

    Оценка способности кишечных микроорганизмов человека колонизировать личинок рыбок данио ( Danio rerio )

    .

    Фронт. Микробиол

    .

    9

    :

    1032

    . дои:

    Ян

    ]]],

    Q.

    ,

    C.

    Ян

    ,

    X.

    Ван

    , и

    Z.

    Гун

    .

    2019

    .

    Лептин вызывает истощение мышц в модели гепатоцеллюлярной карциномы (HCC), вызванной kras , у рыбок данио

    .

    Дис. Мод. Мех

    . 12(2): dmm038240. дои: 10.1242/dmm.038240

    Ян

    ]]],

    Б.Я.

    ,

    Г.

    Чжай

    ,

    Ю.Л.

    Гонг

    ,

    Дж.З.

    Вс

    ,

    X.Y.

    Пэн

    ,

    Г.Х.

    Шан

    ,

    Д.

    Хань

    ,

    Дж.Ю.

    Джин

    ,

    Х.К.

    Лю

    ,

    Z.Y.

    Ду

    и др.

    2018

    .

    Различные физиологические роли рецепторов инсулина в опосредовании метаболизма питательных веществ у рыбок данио

    .

    утра. Дж. Физиол. Эндокринол. Метаб

    .

    315

    :

    E38

    E51

    . дои:

    Инь

    ,

    Л.

    ,

    Мэддисон

    ,

    Л.А.

    ,

    Ли

    ,

    М.

    ,

    Кара

    ,

    Н.

    ,

    ЛаФав

    ,

    М.К.

    ,

    Варшней

    ,

    Г.К.

    ,

    С.М.

    Burgess

    и

    J.G.

    Паттон

    .

    2015

    .

    Мультиплексный условный мутагенез с использованием трансгенной экспрессии Cas9 и sgRNAs

    .

    Генетика

    200

    :

    431

    441

    . дои:

    Занг

    ]]],

    Л.

    ,

    Y.

    Shimada

    и

    N.

    Nishimura

    .

    2017

    .

    Разработка новой модели рыбок данио для сахарного диабета 2 типа

    .

    Науч. Реп

    .

    7

    :

    1461

    . дои:

    Чжан

    ]]],

    М.

    ,

    Дж.С.

    Ди Мартино

    ,

    Р.Л.

    Боумен

    ,

    Н.Р.

    Кэмпбелл

    ,

    С.C.

    Бакш

    ,

    T.

    Симон-Вермо

    ,

    И.С.

    Kim

    ,

    P.

    Haldeman

    ,

    C.

    Mondal

    ,

    V.

    Yong-Gonzales

    , et al.

    2018

    .

    Липиды, полученные из адипоцитов, опосредуют прогрессирование меланомы посредством белков FATP

    .

    Рак Дисков

    .

    8

    :

    1006

    1025

    . дои:

    Примечания автора

    © Teame, Zhang, Ran, Zhang, Yang, Ding, Xie, Gao, Ye, Duan и Zhou

    Эта статья в открытом доступе распространяется в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/), что разрешает неограниченное повторное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.

    Ядро функциональной геномики рыбок данио – Исследовательский медицинский колледж штата Пенсильвания

    При ссылке на Ядро функциональной геномики рыбок данио Медицинского колледжа в заявках на получение гранта можно использовать следующий шаблонный язык.

    Рыбка данио ( Danio rerio ) – давно зарекомендовавшая себя модель биологии развития благодаря своей оптической прозрачности, плодовитости, небольшому размеру, экономичному содержанию и регенеративным способностям – стала одной из выдающихся моделей генетических заболеваний человека, отчасти благодаря к наличию высококачественной аннотированной генетической последовательности и целевых инструментов редактирования генома, таких как TALEN и CRISPR/Cas9, которые можно использовать для быстрого создания стабильных трансгенных линий с помощью обратной генетики.Эти особенности делают его пригодным не только для скрининга мутагенеза, но и для целенаправленного мутагенеза с высокой пропускной способностью для визуализации целых животных и скрининга лекарств. Приблизительно 70 процентов генов человека, кодирующих белки, и 84 процента генов, связанных с болезнями человека, имеют функциональные генетические гомологи у рыбок данио. Эти особенности в сочетании с относительной экономичностью модели обеспечили рыбкам данио место среди классических модельных видов.

    Центр функциональной геномики рыбок данио в Медицинском колледже штата Пенсильвания был создан, чтобы предоставить исследовательскому сообществу штата Пенсильвания современное централизованное оборудование для содержания, разведения и проведения экспериментов с рыбками данио, а также интеллектуальную инфраструктуру для выполнения этой работы.Ядро имеет общую площадь 1242 квадратных фута и оснащено современной системой резервуаров Pentair Aquatic Habitats. В центральном корпусе (общая полезная площадь 975 квадратных футов) установлены две рециркуляционные системы по 16 стоек, оснащенные независимой фильтрацией/очисткой, что позволяет индивидуально контролировать состояние системы и качество воды.

    Система фильтрации состоит из

    • механическая фильтрация с вращающимся барабанным фильтром с сеткой 40 микрон
    • биологическая фильтрация, в которой используется биофильтр Kaldnes Moving Bead с плавучей полиэтиленовой биосредой для поддержания непрерывного движения воды и обеспечения отшелушивания старых, менее активных бактерий
    • химическая фильтрация с активированным углем для удаления растворенного хлора/хлорамина и других органических соединений
    • УФ-дезинфекция с использованием бактерицидного ультрафиолетового излучения типа С с длиной волны от 200 до 280 нм для наиболее эффективного диапазона стерилизации

    Аквариумы с рециркуляцией вмещают любую комбинацию одно-, трех- и 10-литровых аквариумов, а температура воды поддерживается на уровне 28 градусов С.Кроме того, ядро ​​также оснащено двумя резервуарами для генотипирования и двумя резервуарами для массового разведения Tecniplast Z-park. В нем также находятся три светонепроницаемых шкафа для размножения с независимым управлением для контроля производства эмбрионов для максимальной эффективности эксперимента. Изолированная карантинная комната (чистый квадратный фут 91), содержащая три автономные системы содержания, позволяет исследователям импортировать рыбу в объект, не ставя под угрозу благополучие центрального объекта содержания. Управляемое освещение в ядре имитирует рассвет и закат, а комнатная температура в ядре установлена ​​на уровне 25.5 градусов С круглый год.

    В соседнем процедурном кабинете (чистая площадь 176 квадратных футов) установлены четыре станции микроинъекции Eppendorf (одна FemtoJet Express, две FemtoJet и одна Femtojet 4i с нагнетанием внешнего воздушного компрессора), четыре микроскопа Zeiss Stereo Discovery V8 и одна Zeiss Stemi308. Stemi 308 можно подключить через Bluetooth к портативным устройствам, а также к OLED-телевизору для обучения и обучения. Ядро также оборудовано двумя фотокабинами, обеспечивающими яркое поле и флуоресцентную визуализацию.В одной из фотобудок находится флуоресцентный микроскоп AxioZoom с ApoTome, который обеспечивает превосходное широкопольное светлое поле, темное поле и флуоресцентную визуализацию. Zeiss ApoTome может делать оптические срезы для трехмерного рендеринга. Микроскоп оснащен цветной и монохромной камерами AxioCam 503 и имеет возможность Z-стека и мозаичного изображения с помощью моторизованного предметного столика. В другой фотобудке находится флуоресцентный микроскоп Olympus SZX10. В ядре также размещена система мониторинга и визуализации поведения рыбок данио от Noldus, которая способна отслеживать до 96 рыб одновременно, оснащена симуляцией постукивания и света, а также программным обеспечением для визуализации и анализа EthoVision.В ядре также есть один морозильник, один холодильник, два инкубатора для развития эмбрионов, одна посудомоечная машина, две системы для артемий/коловраток, один съемник игл P-97 Sutter Instruments и три компьютера.

    Более подробная информация о ядре доступна по адресу https://research.med.psu.edu/core-facilities/zebrafish.

    Одна рыба в большом пруду: история рыбок данио и других моделей рыб для исследовательских целей

    После нескольких получивших широкую огласку открытий с использованием рыбок данио, рыбка данио стала уникальной животной моделью в фундаментальных исследованиях, а также популярной моделью в биотехнологических исследованиях.В частности, в настоящее время он широко используется в биохимических исследованиях и исследованиях по редактированию генов, а также для создания моделей заболеваний человека (Li et al., 2013).

     

    Проект генома рыбок данио

    Еще одной важной вехой в исследованиях рыбок данио стал проект генома рыбок данио, который был завершен в Институте Сангера Wellcome Trust (2001-2013). В результате этого проекта было секвенировано более 26 000 генов, кодирующих белок, с максимально возможным качеством. Это самый большой набор генов среди секвенированных на сегодняшний день позвоночных, и он стал бесценным справочным инструментом для ученых (yourgenome, 2016).Интересно, что рыбки данио имеют 70% тех же генов, что и люди, и около 84% генов человека, которые, как известно, связаны с заболеванием, можно изучить у рыбок данио. Кроме того, основные органы и ткани рыбок данио функционируют так же, как и у людей (Gilbert, 2016). Поскольку рыбки данио были секвенированы с максимально возможным качеством, ученые смогли разработать около 15 000 мутаций у рыбок данио (Lo J et al., 2003). Как правило, исследователи сначала изучают генетические мутации, связанные с конкретным заболеванием человека, затем эти мутации воспроизводятся у рыбок данио и наблюдают по мере их развития.Благодаря использованию рыбок данио в качестве объектов фармакологических исследований и в качестве диагностических мер был достигнут значительный прогресс в понимании и лечении ряда заболеваний, таких как рак и сердечно-сосудистые заболевания.

     

    Преимущества системы моделирования рыбок данио

    Исследователи могут легко визуализировать развитие эмбриона, используя рыбок данио в качестве модельной системы, потому что рыбки данио прозрачны от стадии одной клетки до 5 dpf (дней после оплодотворения) и внешнего развития.Из-за его прозрачности все разработки, происходящие в это время, было бы легко отслеживать, и ученые в значительной степени полагаются на различные этапы, такие как инъекции CRISPR/ cas9 и Tol2, которые идеально подходят для проведения на этапе одной клетки. Это позволяет ученым проследить развитие от первых моментов оплодотворения до свободного плавания, активного питания личинок рыб. Детские рыбки данио вылупляются 2 dpf и начинают активно кормить 5 dpf. В течение первых 5 dpf все основные системы органов развиваются и начинают функционировать.Кроме того, данио может размножаться круглый год, а самки способны производить несколько сотен эмбрионов каждую неделю. Обилие потомства особенно выгодно для исследований генетического картирования и экспериментов, требующих больших размеров выборки (Veldman & Lin, 2008).

    Узнайте больше о наших услугах по редактированию генома рыбок данио

     

    Альтернативные модели рыб для изучения целевых заболеваний человека

    Медака (японская рисовая рыба)

    Обычно известный как медака, Oryzias latipes — это небольшая пресноводная рыба, откладывающая икру и костлявая, обитающая в основном в азиатских странах, таких как Япония, Корея и Китай (Shima & Mitani, 2004).Это эвритермная рыба, порог выживания которой выше, чем у других видов рыб — медака может выжить в открытом водоеме с температурой от 0°C до 400°C. Идея использовать медаку в исследованиях впервые возникла в 1975 году, когда Т. Ямамото из Университета Нагоя и его коллеги опубликовали книгу под названием «Медака (киллифиш) — биология и штаммы» (Shima & Mitani, 2004). Эта книга проложила путь другим ученым для изучения потенциала Медаки как одного из потенциальных модельных организмов (Shima & Mitani, 2004).

    Физиология рыб: рыбки данио, том 29

    Стив Перри

    Принадлежности и опыт

    Факультет биологии, Оттавский университет, Онтарио, Канада

    Марк Эккер

    9498 Принадлежности и экспертный центр, Департамент передовых исследований в области геномики 9000 Доктор биологии, Университет Оттавы, Онтарио, Канада

    Энтони Фаррелл

    Доктор Тони Фаррелл — профессор кафедры зоологии и факультета земельных и пищевых систем Университета Британской Колумбии и член Королевского общества Канады. .Его исследования позволили понять кардиореспираторные системы рыб и применили эти знания к миграционному пути лосося, преодолению стресса рыб и их восстановлению, устойчивой аквакультуре и водной токсикологии. Он имеет более 470 исследовательских публикаций в рецензируемых научных журналах и h-фактор 92. Он является соредактором 30 томов серии Fish Physiology, а также отмеченной наградами Encyclopedia of Fish Physiology. В рамках своего приложения физиологии к аквакультуре он изучил сублетальное воздействие морских вшей и рыбьего ортовируса на физиологию молоди лосося.Доктор Фаррелл получил множество наград, в том числе медаль Фрая, которая является высшей наградой для ученого из Канадского общества зоологов, медаль Бевертона, которая является высшей наградой для ученого из Рыболовного общества Британских островов, Награда за выдающиеся достижения, которая является высшей наградой Американского общества рыболовства, и премия Мюррея А. Ньюмана как за исследования, так и за охрану природы Ванкуверского центра морских наук. Он бывший президент Общества экспериментальных биологов и бывший главный редактор журнала Fish Biology.Он был членом Консультативного комитета по аквакультуре при министре по аквакультуре рыб Британской Колумбии и был членом Федеральной независимой экспертной группы по науке об аквакультуре.

    Принадлежности и квалификация

    Профессор кафедры зоологии и факультета земельных и пищевых систем Университета Британской Колумбии и член Королевского общества Канады, Ванкувер, Канада

    Колин Браунер

    Доктор Колин Браунер получил образование в Канаде в Университет Британской Колумбии (доктор философии), затем постдокторантуру в Орхусском университете и Университете Южной Дании, а также был научным сотрудником в Университете Макмастера.Он профессор зоологии Университета Британской Колумбии и директор Центра водных видов спорта Университета Британской Колумбии. Он был соредактором серии Fish Physiology с 2006 года. Его исследования посвящены адаптации к окружающей среде (как механистической, так и эволюционной) в отношении газообмена, кислотно-щелочного баланса и ионной регуляции у рыб, объединяя реакции молекулярных, клеточных и организменном уровне. Конечная цель состоит в том, чтобы понять, как эволюционное давление сформировало физиологические системы позвоночных, и определить степень, в которой физиологические системы могут адаптироваться/акклиматизироваться к естественным и антропогенным изменениям окружающей среды.Эта информация имеет решающее значение для фундаментальной биологии и понимания разнообразия биологических систем, но большая часть его исследований, проведенных на сегодняшний день, также может быть применена к вопросам аквакультуры, токсикологии и разработки критериев качества воды, а также управления рыболовством. Его достижения были признаны Обществом экспериментальной биологии Великобритании (медаль президента), Канадской конференцией по исследованиям в области рыболовства (лектор Мемориала Дж. К. Стивенсона) и Ванкуверским центром морских наук (Мюррей А.Премия Ньюмана за водные исследования). Он бывший президент Канадского общества зоологов.

    Принадлежности и опыт

    Профессор зоологии UBC и директор Центра водных видов спорта UBC, Канада

    Рыбки данио — тропические рыбки, развивающие генетику и молекулярную биологию

    Переливающиеся сине-полосатые рыбки данио носятся взад и вперед в крошечных аквариумах, сложенных от пола до потолка в подвале Медицинского колледжа Бэйлора.Пресноводные пескари — около 13 000 особей в своих квартирах-студиях — играют важную роль в инновационных биомедицинских исследованиях.

    Они являются частью лаборатории Горелика, одной из более чем 3250 лабораторий в 100 разных странах, использующих рыбок данио для развития медицины и лучшего понимания болезней человека. Под руководством Дэниела Горелика, доктора философии, доцента кафедры клеточной и молекулярной биологии в Бэйлоре, лаборатория изучает рыбок данио, чтобы узнать, как определенные гормоны и химические вещества влияют на развитие и функцию человеческого сердца и мозга, а также другие ткани.

    Горелик в лаборатории.

    Хотя наука и технологии постоянно развиваются, рыбки данио остаются актуальными исследовательскими инструментами вот уже почти 50 лет. Сегодня ученые используют возможности технологии CRISPR-Cas9, которая может редактировать сегменты генома, удаляя, вставляя или изменяя участки ДНК, для создания специфических мутаций у рыбок данио.

    «Это огромный прогресс, потому что он позволяет нам создавать мутантные штаммы рыбок данио с теми же мутациями, что и при заболеваниях человека», — сказал Горелик, чья лаборатория находится в Центре точной гигиены окружающей среды Бэйлора и в настоящее время проходит расширение для размещения до 30 000 рыб.

    Кроме того, ученые давно пытались составить карту развития животных от клетки к клетке, стремясь понять, как одна клетка развивается в триллионы клеток, которые составляют сложную биологическую систему органов. С помощью секвенирования одноклеточной РНК, технологии, названной журналом Science «Прорывом года 2018», ученые могут отслеживать различные сложные этапы развития эмбриона с беспрецедентной точностью, что позволяет таким исследователям, как Горелик, изучать каскадные эффекты на клеточном уровне.

    «Сейчас есть так много доказательств того, что многие лекарства, которые эффективны для людей, также эффективны для рыбок данио, поэтому люди теперь начинают использовать рыбу для открытия лекарств», — сказал Горелик. «Вы хотите знать, если вы принимаете наркотики или подвергаетесь воздействию какого-либо загрязняющего вещества, вызывает ли это врожденные дефекты? Как это влияет на жизнь людей? … Мы можем использовать рыбок данио в качестве инструментов исследования, чтобы понять, как химические вещества обычно работают в нормальном эмбрионе».

    Регенеративное сердце
    Рыбки данио названы в честь цветных горизонтальных полос на их теле и могут вырасти от 1.Длина от 5 до 2 дюймов. Тропические рыбы родом из Южной Азии.

    На первый взгляд рыбки данио совсем не похожи на людей, но исследования показывают, что 70 процентов человеческих генов обнаружены у рыбок данио, а 84 процента человеческих генов, связанных с человеческими заболеваниями, имеют аналоги у рыбок данио.

    Джордж Стрейзингер, американский молекулярный биолог и любитель аквариумов, впервые применил рыбок данио в биомедицине в Орегонском университете в 1972 году. Его обширные знания о рыбках данио заложили основу для методологий исследований, включая разработку стандартов разведения и ухода и создание инструментов для генная инженерия и анализ.Он провел один из первых генетических скринингов рыбок данио, используя гамма-лучи для случайной мутации ДНК определенных рыбок данио и выявления потомства с заметными фенотипами, такими как дефекты пигментации.

    «Это вызвало большой взрыв в поле, и тогда все действительно пошло в гору», — сказал Горелик.

    В настоящее время рыбки данио используются в качестве генетической модели для развития заболеваний человека, включая рак, сердечно-сосудистые заболевания, инфекционные заболевания и нейродегенеративные заболевания, и это лишь некоторые из них.Джон Кук, доктор медицинских наук, доктор медицинских наук, расположенный на улице рядом с лабораторией Горелика, использует рыбок данио для изучения атеросклероза, основной причины сердечных заболеваний в стране. Хотя у рыбок данио есть только один желудочек для перекачки крови к сердцу, тогда как у людей их два (левый и правый желудочек), их сосудистая система очень похожа на человеческую.

    «Рыбки данио могут помочь нам понять сердечно-сосудистую систему, получить эти базовые знания и преобразовать эти базовые знания в нечто потенциально полезное для людей», — сказал Кук, директор Центра сердечно-сосудистой регенерации в Хьюстонском методистском научно-исследовательском институте.

    Кук надеется, что изучение регенеративных способностей сердца рыбок данио приведет к новым открытиям, которые помогут людям.

    «Вы можете удалить 20 процентов их сердца, и они смогут его регенерировать», — объяснил Кук. «Это почему? Мы хотим знать. Есть группы, которые изучают удивительную регенеративную способность сердца рыбок данио, и выводы, полученные в результате этой работы, могут привести нас к новым методам лечения для восстановления человеческого сердца или, по крайней мере, улучшения заживления после сердечного приступа.

    Наблюдение за миграцией клеток
    Хотя мыши генетически ближе к людям, чем рыбки данио, имея на 85 процентов одинаковые геномы, у рыбок данио есть несколько ключевых преимуществ для исследователей.

    В среднем рыбки данио откладывают от 50 до 300 икринок за один раз каждые 10 дней. Их быстрое размножение позволяет ученым быстро проверить влияние генетических модификаций (таких как нокаут генов и генных нокаутов) на нынешних рыб, а также на последующие поколения.

    Кроме того, рыбки данио оплодотворяются и развиваются снаружи, то есть сперматозоиды встречаются с яйцеклетками в воде.Это позволяет ученым легче получить доступ к эмбрионам, в отличие от мышиных эмбрионов, которые развиваются внутри матки. В одном из своих исследовательских проектов Горелик просто добавляет лекарства в воду, чтобы посмотреть, как они повлияют на рыбок данио.

    «Большинство наркотиков в воде поглощается эмбрионом», — сказал Горелик. «Мы добавляем его в воду, и он поглощается на следующий день, когда им всего один день. … Все это открытие произошло с рыбками данио, потому что вы можете буквально наблюдать за ними вживую».

    Эмбрионы рыбок данио не только быстро развиваются, но и прозрачны.В течение двух-четырех дней у рыбок данио развиваются все основные органы, включая глаза, сердце, печень, желудок, кожу и плавники.

    «Мы можем буквально наблюдать, как эти клетки мигрируют из разных частей эмбриона, формируют трубку, сужаются, формируют песочные часы, образуют петлю, регулярно бьются и одновременно видят кровоток», — сказал Горелик. «Когда есть живот и матка, у вас нет доступа. Вы можете использовать такие вещи, как ультразвук, как мы это делаем с людьми, но… вы не можете перейти к разрешению одной клетки, как мы можем это сделать с рыбой.

    В конечном счете, рыбки данио оказались мощным ресурсом для исследователей. Хотя все исследования рыбок данио подтверждаются на крысах и мышах, а затем на тканях человека, они представляют собой важный этап.

    «Вы бы не хотели строить дом, используя только молоток и отвертку. Мне нужна дрель и ленточная пила», — сказал Горелик. «Рыба является частью этого. … Они не панацея. Это не единственный инструмент, но важный инструмент».

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.