斑马鱼胚胎发育过程高度有序且具有典型性,是研究胚胎发育机制的理想模型。在胚胎发育实验中,研究人员可以通过基因编辑技术,如CRISPR/Cas9系统,对斑马鱼的特定基因进行敲除或修饰,观察胚胎发育过程中的表型变化,从而确定这些基因在发育过程中的功能。例如,研究发现某些基因在斑马鱼胚胎的神经管形成过程中起着关键的调控作用,当这些基因发生突变时,胚胎会出现神经管闭合不全等畸形现象。利用斑马鱼胚胎透明的特性,还可以进行细胞追踪实验。通过将荧光标记物导入特定的细胞群体,能够实时观察这些细胞在胚胎发育过程中的迁移路径和分化命运。比如,在神经嵴细胞的研究中,借助荧光标记可以清晰地看到神经嵴细胞从神经管迁移到身体各处,并分化为多种不同类型的细胞,如色素细胞、神经元细胞等,这有助于深入理解细胞分化和组织形成的分子机制。斑马鱼的神经系统相对简单,便于研究神经信号传导机制。斑马鱼基因编辑科研

运用 CRISPR-Cas9 系统时,设计特异性引导 RNA(gRNA)精细靶向 Cdx 基因特定序列,Cas9 蛋白随即切割 DNA 双链,制造双链断裂。细胞自主修复过程中,通过插入、缺失或替换碱基,实现 Cdx 基因定点突变。这一操作能模拟人类先天性疾病相关基因突变场景,如敲除斑马鱼 Cdx 基因关键位点,幼鱼精细呈现脊柱发育不全、肠道畸形等表型,与人类患者病症高度相似,为探究疾病发病分子机制提供活的模型。TALEN 技术则利用人工设计的转录jihuo样效应因子核酸酶,同样精细定位 Cdx 基因,诱导突变。相较于 CRISPR-Cas9,它在某些复杂基因位点编辑上更具优势,脱靶率更低,保障实验精细性。这些基因编辑技术不仅用于构建疾病模型,还助力解析 Cdx 基因功能网络,通过逐一敲除上下游调控基因,勾勒完整调控图谱,明晰胚胎发育指挥链。关节炎斑马鱼模型低温环境会使斑马鱼的活动能力下降,代谢减缓。

斑马鱼与人类在基因水平上具有较高的相似度,许多人类疾病相关的基因在斑马鱼中也有保守存在。因此,斑马鱼实验在人类疾病研究中具有重要的应用价值。在心血管疾病研究方面,斑马鱼的心脏结构和功能与人类心脏有一定的相似性。通过诱导斑马鱼产生心血管系统的基因突变或使用药物处理,可以模拟人类心血管疾病的发生过程,如先天性心脏病、心肌病等。研究人员可以观察斑马鱼心脏的形态变化、心率异常以及血管的发育缺陷等表型,进而探究疾病的发病机制,并筛选潜在的医疗药物。例如,一些研究发现特定的化合物能够改善斑马鱼因基因突变导致的心脏功能障碍,这为开发医疗人类心血管疾病的新药提供了线索。
初期,Cdx 基因像是精细的 “导航仪”,带动细胞沿着特定分化路径前行。它深度参与中胚层与内胚层的早期分化抉择,决定哪些细胞会投身于肌肉组织的锻造,赋予斑马鱼幼鱼灵动游弋的力量;哪些又将致力于肠道系统的搭建,保障营养的摄取与消化。当科研人员巧妙运用基因编辑技术,特异性敲低斑马鱼的 Cdx 基因表达后,胚胎发育随即陷入混乱:原本笔直修长的脊柱出现严重弯曲,好似坍塌的桥梁;尾部发育不全甚至近乎缺失,令幼鱼丧失了在水中灵活转向、快速推进的能力;肠道更是 “溃不成军”,绒毛结构杂乱无章,蠕动功能瘫痪,营养吸收受阻。斑马鱼的脂肪组织可储存能量,在食物短缺时供能。

在斑马鱼胚胎发育的奇妙进程里,cdx基因宛如一位精细无误的指挥家,把控着关键节奏。cdx基因家族包含多个成员,它们早早就在胚胎中“崭露头角”,在受精卵分裂、分化初期便积极“发号施令”。斑马鱼胚胎要从一团初始的全能细胞逐步构建出复杂有序的躯体结构,cdx起着决定性引导作用。它精细调控中胚层与内胚层细胞的命运走向,决定哪些细胞将发育成肌肉组织、哪些投身肠道构建。研究发现,当cdx基因功能受干扰时,斑马鱼胚胎后部发育明显失常,脊柱弯曲、尾部短小甚至缺失,肠道也蜷缩不成形,蠕动功能大受影响。cdx基因通过jihuo一系列下游靶基因,促使细胞按预定程序分化、迁移,好似精密齿轮组有序运转,一步步搭建起斑马鱼幼体完整架构,为其后续健康生长筑牢根基。斑马鱼的染色体数目固定,为其遗传研究提供便利。cdx斑马鱼
斑马鱼的寿命较短,一般为 2 - 3 年,利于世代研究。斑马鱼基因编辑科研
仪器设备,是实验室功能的关键单元。在斑马鱼实验室设备领域,环特自主开发了10余类具备带动竞争力的智能化设备。比如斑马鱼养殖系统、斑马鱼独特成像系统、斑马鱼3D行为分析系统、斑马鱼2D行为分析系统、斑马鱼强迫游泳试验仪、斑马鱼胚胎分装系统、斑马鱼培养箱、斑马鱼臭氧干燥箱和斑马鱼高通量工作站等独特仪器设备,大幅提升实验室运营效率,加速技术成果产出。环特实验室已通过CNAS、CMA和AAALAC认证,拥有实验动物生产与使用许可证,自有8500m²实验室。环特实验室在技术研发与应用领域,已牵头起草发布团体标准17项,申请发明专利66项,自主开发斑马鱼模型170多种,发表SCI及核心期刊论文220多篇,已有7个新药项目成功将环特斑马鱼实验数据用于NMPA(国家药监局)的临床试验申报,累计完成项目8000多个,长期合作客户800多家。斑马鱼基因编辑科研