论文网
生物学相关论文范文资料,与生物医学鱼走向相关论文查重免费
本论文是一篇生物学相关论文查重免费,关于生物医学鱼走向相关本科论文范文。免费优秀的关于生物学及遗传学及斑马方面论文范文资料,适合生物学论文写作的大学硕士及本科毕业论文开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
摘 要：1972年美国俄勒冈大学GeeStreisinger教授开始研究斑马鱼（Daniorerio）至今,斑马鱼以其独特的优点,已经成为现代遗传学、发育生物学研究的重要模式动物.世界范围内斑马鱼研究群体的工作已奠定了较为完善的胚胎学、分子遗传学研究基础,并且斑马鱼已被应用于开发人类重大疾病模型和药物筛选平台,取得了许多有价值的研究成果.文章简述了斑马鱼成为模式动物的历史,侧重介绍了业已建立的白血病、黑色素瘤、感染免疫疾病、神经疾病等斑马鱼模型,以及利用斑马鱼进行小分子化合物/药物筛选和研发的现状.
关 键 词：斑马鱼；发育生物学；疾病模型；药物研发
1994年,以斑马鱼（Daniorerio）发育和遗传‖为主题的国际会议在美国冷泉港实验室召开.Nature和Science杂志均为此发表了相关的专题评述,标志着以GeeStreisinger发表的斑马鱼开拓性工作为起始,斑马鱼作为新的脊椎动物模型为学术界所接受[1～3].随后美国国立卫生院将斑马鱼列为仅次于小鼠的第二优先资助模式脊椎动物,英国也宣布启动斑马鱼研究计划[4,5].我国20世纪90年代后期开始组建研究斑马鱼的实验室.短短十几年,斑马鱼俨然已成为生物医学领域研究的明星和热点,越来越多的科学家已认识到斑马鱼作为独特研究遗传和发育生物学及人类疾病机理和治疗的理想脊椎动物模型的优越性和重要性[6].斑马鱼与人类重大疾病的成因和治疗相结合,将推动斑马鱼研究由发育生物学向生物医学的转化.
斑马鱼具有其他模式脊椎动物（如小鼠）所不具备的体外授精,体外发育,性成熟快,繁殖力强,饲养成本低、空间场地小等优势.在实验室饲养条件下,斑马鱼性成熟期一般为3个月,繁殖期可持续12月以上.一尾雌鱼每周可产卵,每次产卵200～400枚,因此可获得足够数量的胚胎以满足各种实验需求.斑马鱼胚胎发育在母体外进行,早期胚体透明,在受精后24h内许多器官已发育成形,适用于整体成像和实时活体观察,因此才能较容易地筛选特定组织器官发育和行为异常的突变体[6,7].
斑马鱼在生命科学研究领域发挥着越来越明显的作用,为阐明脊椎动物特异的组织器官如肾、心脏、脊索、神经脊细胞和血细胞的发育和功能,复杂的神经系统调控和疾病发生机制提供了十分有利的载体.近年来,通过建立人类白血病及黑色素瘤、感染/免疫疾病等斑马鱼模型,搭建化学遗传学药筛平台,已获得一些具临床应用价值的候选药物.这些尝试推动了斑马鱼研究由基础生物学向生物医学的拓展和转化.
1斑马鱼研究历史
1.1主要开拓者及其成就
已故著名遗传学家GeeStreisinger的早期研究成就包括利用T4噬菌体破译遗传密码,揭示遗传密码突变的性质及T4噬菌体基因组的结构,证明体外推导出的遗传密码与体内密码的一致性,从而为诱导突变的分子机制及T4噬菌体的遗传结构提供了新的见解[8～11].利用化学、物理诱变的方法研究相关基因及其功能的成功,除了加速理解细菌基因调控机制外,也激发了人们通过遗传突变的分析方法来解构复杂、多细胞生物体基因功能的信心.正如1963年分子生物学的奠基人之一SydneyBrenner致信MaxPerutz所预言,（基于细菌和噬菌体基因调控研究）,分子生物学的未来将有赖于向其他生物学研究领域的延伸,其中最重要的领域应该是发育生物学和神经生物学[12].
1972年,GeeStreisinger在美国尤金（Eugene）的俄勒冈大学首先利用斑马鱼开始了脊椎动物发育生物学和建立模式动物的研究.作为热带鱼爱好者,他的灵感来源于对世界的好奇和对真理的渴求.从饲养方法到γ射线诱导突变产生同源二倍体,GeeStreisinger用近10年时间开发了斑马鱼的研究系统[1],发展突变技术,建立遗传图谱,分析有价值的突变体,发展转基因斑马鱼技术,迈出了斑马鱼研究奠基性的第一步.1981年,GeeStreisinger关于斑马鱼（人工）雌核发育的研究在Nature上发表后[1],逐渐受到人们的关注.1984年8月,正当俄勒冈大学斑马鱼团队积极推进探索进程时[13,14],Streisinger突然离世,这在一定程度上阻碍了利用突变分析研究斑马鱼发育生物学的计划.尽管如此,俄勒冈的研究者们逐渐建立了一套有效的斑马鱼饲养、遗传学及胚胎解剖学的流程,由MonteWesterfield编写的一本斑马鱼实验室使用指南也被广泛传阅[15],成为斑马鱼研究的圣经‖.
Streisinger的开创性工作也影响并带动了相当一批世界著名的科学家.比如在德国马克斯-普朗克研究所研究果蝇发育分子机制的ChristianeNüsslein-Volhard也开始将目光转向脊椎动物.Streisinger去世不久,Nüsslein-Volhard在德国Tübingen的马普所开展大规模筛选斑马鱼突变体的工作[16].在波士顿（Boston）麻省总医院,Driever等[17]通过建立大规模发育遗传分析所需要的饲养条件,开发诱导突变的流程并制定标准化恢复隐性突变的多代杂交操作指南[17],建立了大规模突变体筛选体系.经过几年的筛选,Tübingen和Boston总共得到了约4000个斑马鱼突变体,获得的突变体以及对突变体初步的分析结果均于1996年发表在Development杂志斑马鱼专刊‖上[18].这是人类第一次对脊椎动物进行大规模正向遗传突变体筛选,也使斑马鱼在模式动物中占据了独特的地位.1995年,Nüsslein-Volhard因为早期果蝇遗传和发育生物学机制研究的杰出贡献,被授予诺贝尔生理学及医学奖.毋须讳言,这一成就奖也间接、有力推动了世界范围内斑马鱼的分子遗传学研究.由于初期研究斑马鱼的胚胎学手段几近空白,Streisinger只能用为数不多的斑马鱼遗传性状,如改变鱼体表面颜色的一些自然突变性状,来探索斑马鱼早期胚胎细胞命运决定状态.结果他发现斑马鱼囊胚期细胞均可以成为任何分化组织的一员（即命运未决定）[19].他的研究组还开展了世界上首次斑马鱼突变体筛选,根据特定胚胎性状,他们发现了变异轴向生长因子、缺失肌纤维组织和神经系统异常的突变体[20～22],证明了用斑马鱼进行遗传突变体筛选的可行性.Streisinger用灭活的精子（即无实质遗传贡献）激活未受精卵,产生单倍体胚胎,以避开通过与雄性或雌性的杂合体交配再产生纯和突变后代的途径,进行突变筛选.1976年末,Streisinger和他的助手CharlineWalker已经能够培育全部或部分纯和的二倍体子代[1,14].其中遗传操作及建立不含致死突变克隆品系的大部分内容发表于Nature（选为该杂志封面推介文章）[1],而斑马鱼突变体诱导的工作于1983年发表在Geics[14].
同在俄勒冈大学的CharlesKimmel和随后加入生物系的MonteWesterfield和JudithEisen都为利用斑马鱼在神经发育生物学、生理学及行为学研究领域做出过贡献.Kimmel较早意识到斑马鱼胚胎对于发育生物学研究的价值,并与Streisinger共同启动了一系列斑马鱼胚胎神经解剖学的研究,试图揭示脑部分节的结构[23～26].另外,Kimmel研究组通过spadetail突变体很巧妙地证明斑马鱼能解决发育生物学中有趣的科学问题.他们通过单细胞移植产生嵌合体胚胎的方式来鉴定spadetail功能[22],提示其作用于调控原肠胚细胞的形态及行为,对构建脊椎动物体轴发育图式极为重要[22].这一细胞自主性行为分析方法简便、准确,已逐渐成为斑马鱼研究领域研究的一个常规和独特的方法.他们还首次描述了斑马鱼神经元的多样性[25],并提出了神经元程序性重复发育的概念.而Westerfield、Eisen研究组利用染料标记的方法描述了斑马鱼胚胎及成体中不同脊柱运动神经元规则的排列方式,并且指出由于胚胎的透明性,
生物学相关论文范文资料,与生物医学鱼走向相关论文查重免费参考文献资料：