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        斑馬魚黑色素瘤模型研究進(jìn)展

        2022-07-15 06:11:50劉詩成張瑞唐景峰陳興珍
        關(guān)鍵詞:斑馬魚黑色素瘤黑色素

        劉詩成,張瑞,唐景峰*,陳興珍*

        (1. 湖北工業(yè)大學(xué)生物工程與食品學(xué)院,武漢 430068;2. 湖北工業(yè)大學(xué)科技部/教育部細(xì)胞調(diào)控與分子藥物“111”引智基地,武漢 430068)

        斑馬魚(Danio rerio)是生活在印度和南亞的熱帶淡水魚,成年野生型雄性斑馬魚身體細(xì)長(zhǎng),雌性斑馬魚腹部有微微隆起,長(zhǎng)度3 ~6 cm,背部有深色條紋縱橫類似斑馬,壽命約為3 ~5 年。 斑馬魚具有其他模式動(dòng)物(如小鼠)所不具備的天然優(yōu)勢(shì),例如體外授精、體外發(fā)育、性成熟快、繁殖力強(qiáng)及飼養(yǎng)成本低。 斑馬魚最獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)是斑馬魚胚胎發(fā)育在體外進(jìn)行,早期胚體透明,適用于整體成像和實(shí)時(shí)活體觀察[1]。

        斑馬魚在生命科學(xué)研究領(lǐng)域發(fā)揮著越來越明顯的作用,因?yàn)槠浠蚪M與人類基因組有著高度同源性,在調(diào)控疾病的一些信號(hào)通路高度保守,在血液、視覺、神經(jīng)系統(tǒng)等方面與人類有著相似的機(jī)制[2-4]。 使得其本身可以作為模式生物應(yīng)用于大部分人類的生態(tài)和疾病研究。 同時(shí),因?yàn)楝F(xiàn)階段各種針對(duì)性基因下調(diào)技術(shù)或者敲除技術(shù)的發(fā)展,更高效的異種移植技術(shù),極大程度地推進(jìn)了斑馬魚在各種疾病機(jī)制與病理上的研究進(jìn)度。

        惡性黑色素瘤是較為常見的惡性皮膚癌的一種,是目前全球增速最快的惡性腫瘤,且具有高度轉(zhuǎn)移性以及強(qiáng)致死性。 它們遍布全身,通常存在于皮膚中,部分還可滲透進(jìn)葡萄膜,腦膜和粘膜組織等組織[5]。 中國(guó)黑色素瘤患者在不斷增多且呈年輕化,5 年生存率僅為65%,遠(yuǎn)低于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的80%。 目前對(duì)于黑色素瘤的治療主要還是外科手術(shù),早期黑色素瘤患者經(jīng)過手術(shù)治療可以獲得較好的控制[6]。 然而,近幾十年來對(duì)中晚期黑色素瘤的治療尚未有效果明顯的治療方法。 除大劑量注射IL-2 和達(dá)卡巴嗪以外,世界各國(guó)還未批準(zhǔn)過任何一種新藥用于晚期黑色素瘤患者的治療。 黑色素瘤發(fā)生受到多種基因的調(diào)控,比如黑色素細(xì)胞誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因 子 (melanocyte inducing transcription factor,Mitf)、B-Raf 原癌基因(B-Raf proto-oncogene,serine/threonine kinase,BRAF)、細(xì)胞質(zhì)多聚腺苷酸化原件結(jié)合蛋白4 (cytoplasmic polyadenylation element binding protein 4,CPEB4)等[7]。 黑色素瘤極易發(fā)生轉(zhuǎn)移,初期進(jìn)入到皮下組織。 之后色素瘤細(xì)胞會(huì)通過血管系統(tǒng)和淋巴系統(tǒng)擴(kuò)散至繼發(fā)部位[8]。

        當(dāng)前,利用斑馬魚模型研究黑色素腫瘤,有一系列的報(bào)道。

        1 斑馬魚作為動(dòng)物模型研究黑色素瘤的優(yōu)勢(shì)

        目前常用的模式生物有果蠅、酵母、小鼠、斑馬魚等。 黑色素瘤是皮膚癌的一種,黑色素前體細(xì)胞的胚胎發(fā)育在小鼠上高度保守,這使得小鼠更適合模擬人黑色素瘤的病理特征。 目前主要是小鼠黑色素瘤模型,通常是將黑色素瘤細(xì)胞注入裸鼠體內(nèi)來觀察成瘤情況。 惡性黑色素瘤的高轉(zhuǎn)移性一直是棘手的問題,腫瘤的轉(zhuǎn)移以及微環(huán)境間的相互作用對(duì)腫瘤的治療有著很大的影響,小鼠模型在實(shí)時(shí)追蹤腫瘤以及觀測(cè)微環(huán)境變化這一方面還是有一定的限制[9-10]。

        斑馬魚作為在機(jī)體內(nèi)研究黑色素腫瘤發(fā)生和發(fā)展的模型具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。 斑馬魚與人類黑色素細(xì)胞相關(guān)的信號(hào)通路高度保守,透明的轉(zhuǎn)基因斑馬魚可以應(yīng)用活體成像幫助我們更好的觀察體內(nèi)的黑色細(xì)胞變化。 斑馬魚和哺乳動(dòng)物的黑色素細(xì)胞高度相似。 在這兩個(gè)類群中,黑色素細(xì)胞前體(黑素母細(xì)胞,起源于背部的神經(jīng)嵴細(xì)胞的一個(gè)子集)遷移到它們?cè)趧?dòng)物皮中的最終目的地。 調(diào)節(jié)黑素細(xì)胞的規(guī)格,增殖,存活,遷移。 參與分化成黑素細(xì)胞這一過程的蛋白質(zhì)在序列和功能上高度保守。惡性黑色素瘤的發(fā)生和轉(zhuǎn)移,涉及到Ras/Raf/MEK/ERK(MAPK)和PI3K/AKT 多種信號(hào)通路的調(diào)控,斑馬魚為這類研究提供了一個(gè)可靠的載體[11]。

        斑馬魚作為黑色素瘤的模式生物,在黑色素瘤的相關(guān)調(diào)控途徑中與哺乳動(dòng)物具有高度同源性,例如小眼癥相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子 Mitf。 Raf/Ras/PI3K-AKT等多種黑色素瘤發(fā)生相關(guān)信號(hào)通路高度保守[12]。相較于小鼠模型,斑馬魚因其通體透明可以更好地觀察色素的沉積,血管內(nèi)的細(xì)胞流動(dòng),同時(shí)也可以實(shí)時(shí)觀察黑色素瘤的轉(zhuǎn)移,這一直是腫瘤研究的熱點(diǎn)。 并且早期的胚胎沒有成熟的自體免疫系統(tǒng),可通過異種移植腫瘤,達(dá)成更快的成瘤速度,使得用更短的實(shí)驗(yàn)周期來檢測(cè)藥物效果。 同時(shí)斑馬魚所需要的實(shí)驗(yàn)面積相較于小鼠需要的更少,以及遺傳易操作性等多方面優(yōu)勢(shì)使得斑馬魚模型為疾病的研究提供了更好的幫助。

        2 斑馬魚黑色素瘤模型的建立

        當(dāng)前,已利用斑馬魚模型建立了多種人類疾病模型(圖1)[9,13]。 科學(xué)家已開發(fā)出多種實(shí)驗(yàn)技術(shù)以建立斑馬魚黑色素瘤模型。 主要方法包括化學(xué)誘變方法,利用基因編輯技術(shù)構(gòu)建特異的轉(zhuǎn)基因模型和異種移植的方法。

        圖1 斑馬魚黑色素瘤模型的建立流程圖Figure 1 Flow chart of zebrafish melanoma model

        2.1 異種移植斑馬魚模型的建立

        斑馬魚在早期的時(shí)候尚未形成成熟的免疫系統(tǒng),腫瘤異種移植的成功率較高,利用這個(gè)優(yōu)勢(shì)可以在短時(shí)間內(nèi)讓斑馬魚獲得人類腫瘤細(xì)胞,模擬腫瘤在體內(nèi)環(huán)境的“運(yùn)動(dòng)”。 運(yùn)用斑馬魚異種移植模型可以在初期對(duì)藥物進(jìn)行篩選,同時(shí)可以利用這個(gè)特點(diǎn)來觀察腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。

        Casper 品系的斑馬魚敲除了線粒體內(nèi)膜蛋白(mitochondrial inner membrane protein,ROY)和黑色素細(xì)胞誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子( melanocyte inducing transcription factor a,NACRE),使其色素生成能力缺失[14],通體透明,易于觀察。 Zhang 等[15]基于轉(zhuǎn)基因技術(shù)使黑色素瘤細(xì)胞系與基因敲除的透明斑馬魚相結(jié)合,將斑馬魚特異性黑色素瘤細(xì)胞系(ZMEL1-GFP)通過不同部位注射入Casper 斑馬魚體內(nèi),觀察黑色素瘤與脂肪細(xì)胞相關(guān)作用。

        建立斑馬魚異種移植模型,可以將熒光標(biāo)記好的人類轉(zhuǎn)移性黑色素瘤細(xì)胞移植到囊胚期斑馬魚卵黃囊中。 移植的卵細(xì)胞表現(xiàn)出存活,增殖,運(yùn)動(dòng)性,能夠分裂但不發(fā)展腫瘤,也沒有整合進(jìn)入器官。細(xì)胞散布在整個(gè)囊胚的間隙中,通常被定義為原發(fā)腫瘤細(xì)胞。 之前有發(fā)現(xiàn)一種從在牛肝菌蘑菇中提取出的新型凝集素(boletus edulis lectin β-trefoil,BEL β-Trefoil)存在著抗腫瘤的作用,為了研究BEL β-Trefoil 對(duì)黑素瘤遷移能力的影響,Valenti 等[16]在胚胎受精2 d 后用Tricaine(三卡因)麻醉,將培養(yǎng)好的腫瘤細(xì)胞與BEL β-Trefoil 孵育,后經(jīng)顯微注射技術(shù),注射到麻醉后的斑馬魚幼蟲卵黃囊中,在不同的注射時(shí)間后觀察,發(fā)現(xiàn)BEL β-Trefoil 可以有效地降低黑素瘤在斑馬魚體內(nèi)的擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移。 Ogryzko等[17]建立斑馬魚異種移植黑色素瘤模型,使用電腦軟件在斑馬魚體內(nèi)對(duì)黑色素瘤細(xì)胞與巨噬細(xì)胞之間的相互作用進(jìn)行成像處理,發(fā)現(xiàn)了巨噬細(xì)胞會(huì)與黑色素瘤相互作用,通過血管內(nèi)運(yùn)輸,從而轉(zhuǎn)移到更遠(yuǎn)的地方。

        斑馬魚的適宜溫度為28℃,而腫瘤細(xì)胞的適宜溫度為37℃。 這種差異使得異種移植技術(shù)不能長(zhǎng)久的觀察腫瘤細(xì)胞變化,腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)受到影響。最近新發(fā)現(xiàn)了1 種敲除了DNA 依賴性蛋白激酶的催化亞基 (protein kinase,DNA-activated,catalytic subuni,PRKDC)和白細(xì)胞介素 2 受體(interleukin 2 receptor,gamma a,il2rga)的斑馬魚模型[18],可以讓斑馬魚適應(yīng)人體溫度37℃,并利用該模型結(jié)合Casper 魚系。 直接從患者處得到腫瘤細(xì)胞,在斑馬魚體內(nèi)觀察生長(zhǎng)發(fā)育的研究,為個(gè)性化治療提供一種有效思路。

        2.2 斑馬魚黑色素瘤轉(zhuǎn)基因模型的建立

        在斑馬魚中,有兩個(gè)Mitf 基因(Mitfa 和Mitfb),Mitfa 對(duì)于神經(jīng)C 衍生的黑素細(xì)胞的發(fā)育至關(guān)重要?;谵D(zhuǎn)基因技術(shù),將特異性黑色素瘤細(xì)胞系與基因敲除的透明斑馬魚相結(jié)合,Kim 等[19]建立了一個(gè)由神經(jīng)特異性Mitfa 啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的人BRAFV600E基因,并融合熒光蛋白的轉(zhuǎn)基因斑馬魚品系,從而獲得了帶綠色熒光標(biāo)記的斑馬魚特異性黑色素瘤細(xì)胞系——ZMEL1-GFP。 將 ZMEL1-GFP 癌細(xì)胞注射到斑馬魚體內(nèi)。 21 dpf,100%的局部植入的皮膚腫瘤出現(xiàn)色素異常堆積,黑色素瘤出現(xiàn)轉(zhuǎn)移并表現(xiàn)出了分化特征[19]。 綠色熒光追蹤了黑色素瘤的轉(zhuǎn)移,腫瘤色素沉積的表型標(biāo)志了黑素瘤的分化,利用該模型可以實(shí)時(shí)觀察腫瘤轉(zhuǎn)移過程中的分化狀態(tài),幫助我們更好的認(rèn)識(shí)黑色素瘤細(xì)胞在機(jī)體內(nèi)遷移的過程,因此,此模型可以更好的幫助醫(yī)療人員了解疾病發(fā)生的進(jìn)程。 在人類黑色素瘤細(xì)胞中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)BRAF 和 NRAS 的 激 活 突 變。 Mitfa 驅(qū) 動(dòng) 的NRASQ61K,在P53 缺失的情況下,也可以穩(wěn)定的觀察到黑色素瘤的生成。 Kita 在發(fā)育中的黑素細(xì)胞組細(xì)胞中表達(dá), 在 Kita 啟動(dòng)子下表達(dá)致癌基因HRASG12V。 2 ~4 周后黑色素細(xì)胞在尾部積累,并逐漸形成黑色素瘤[13]。 目前使用的各種斑馬魚黑色素瘤模型都與人類黑素瘤模型有一定的相似性,都在黑色素瘤的研究中取得了一定的進(jìn)展。 對(duì)比各個(gè)模型發(fā)現(xiàn)影響黑色素瘤的更高的滲透率和更早的發(fā)作可能是由于癌基因表達(dá)的水平和持續(xù)性,而不是由于Kita 和Mitfa 兩個(gè)啟動(dòng)子的細(xì)胞特異性不同。 Scahill 等[20]發(fā)現(xiàn)7 個(gè)月大的賴氨酸(K)特異性脫甲基酶2Aa(lysine(K)-specific demethylase 2Aa,kdm2aa)缺陷型的魚可以生成腫瘤,同時(shí)發(fā)現(xiàn)了黑色素細(xì)胞的異常沉積,也是目前發(fā)現(xiàn)的第1 個(gè)單基因敲除的黑色素瘤動(dòng)物模型。

        3 斑馬魚在黑色素瘤研究中的應(yīng)用

        3.1 黑色素瘤藥物安全性評(píng)價(jià)模型

        斑馬魚因其體型小,胚胎透明,一次繁殖可以多達(dá)幾百條。 同時(shí)斑馬魚和哺乳動(dòng)物在藥物毒性評(píng)估上具有高度一致性[21]。 這些優(yōu)勢(shì)使得斑馬魚可以在多孔板內(nèi)進(jìn)行高通量的藥物安全性測(cè)試,測(cè)試各種藥物濃度的危險(xiǎn)范圍及其可能的副作用,一方面可以檢查藥物對(duì)動(dòng)物發(fā)育表型的不利影響,另一方面通過熒光顯微鏡觀察腫瘤的動(dòng)態(tài)。 根據(jù)各種藥物的性質(zhì)不同,給藥方式可以采用水溶,卵黃注射或血液循環(huán)注射等方式。 一般來說,判斷藥物毒性可以通過觀察心跳變化,生長(zhǎng)發(fā)育變化等方法。

        Fisetin 是一種膳食類黃酮,在抗關(guān)節(jié)炎和抗癌活性都有一定的作用,為了探究Fisetin 對(duì)黑色素細(xì)胞的作用,使用24 hpf 的斑馬魚,用不同濃度的Fisetin 進(jìn)行處理,同時(shí)用立體顯微鏡觀察幼蟲的體形與心率,算出每組的每分鐘平均心跳數(shù),可以發(fā)現(xiàn)心率與對(duì)照組無差,但同時(shí)黑色素細(xì)胞有增多。再用FH535(WNT/β-catenin 抑制劑)處理后加入Fisetin 發(fā)現(xiàn)FH535 顯著下調(diào)了Fisetin 誘導(dǎo)的斑馬魚幼蟲中黑色素的生成,同樣無明顯心臟變化。 證實(shí)了Fisetin 可以在沒有毒性的情況下作用于Gsk-3β,抑制其活性,阻斷對(duì)于β-catenin 的降解,來促進(jìn)斑馬魚幼蟲黑色素的生成[22]。 蓽茇酰胺(piperlongumine,PL),一種天然生物堿,可以通過增加活性氧水平,來選擇性殺死癌細(xì)胞。 對(duì)6 hpf 的斑馬魚胚胎進(jìn)行了不同濃度的藥物處理,雖然PL 在一定程度上對(duì)斑馬魚胚胎黑色素產(chǎn)生有抑制作用,可高濃度的PL 使斑馬魚幼蟲有明顯的脊柱彎曲,PL 表現(xiàn)出了極大的發(fā)育毒性[23],高通量的斑馬魚藥物篩選實(shí)驗(yàn)大大提高了人類藥物的安全性。

        傳統(tǒng)的腫瘤藥物往往帶有強(qiáng)烈的副作用,藥物到達(dá)患病處也會(huì)受到多種生物學(xué)阻礙[24]。 納米治療技術(shù)的發(fā)展,可以將藥物靶向到患病部位,減少藥物副作用,這將對(duì)癌癥治療提供更高效安全的方法。 斑馬魚模型的無創(chuàng)實(shí)時(shí)成像技術(shù)將為這項(xiàng)技術(shù)提供一個(gè)很好的幫助。 Kocere 等[25]驗(yàn)證了載藥納米顆粒在斑馬魚體內(nèi)的功能。 在顯微鏡下可以看到斑馬魚體內(nèi)納米顆粒協(xié)助藥物聚集到了血管周圍的腫瘤區(qū)域,并有效減少了癌細(xì)胞的增殖與凋亡,保證了更高的存活率,大大降低了腫瘤藥物的毒性。

        針對(duì)不同的藥物,要采取不同的給藥方式,以達(dá)到最好的效果。 TLD1433 化合物作為光敏劑可以治療結(jié)膜黑色素細(xì)胞[26],使用3 種不同的給藥方式:水溶暴露、靜脈注射和眼后注射,觀察各個(gè)部位的最大耐受劑量,同時(shí)在高劑量下評(píng)判該藥物的治療效果,發(fā)現(xiàn)在經(jīng)眼后注射中,該藥物對(duì)眼部的異位腫瘤有著明顯的抑制作用。 硫磺粉菌凝集素(laetiporus sulphureus lectin,LSL)被發(fā)現(xiàn)廣泛存在于傳統(tǒng)藥物中,與其同類型的乙醇提取物(ethanol extract,LSE)共同作用能有效抑制腫瘤生長(zhǎng)發(fā)育,為了驗(yàn)證LSL 的發(fā)育毒性,將6 hpf 的斑馬魚胚胎暴露在不同濃度的LSL 和LSE 中,120 hpf 后檢查存活胚胎的心率無異常,在400 mg/mL 的高劑量下仍沒有誘導(dǎo)出毒性。 目前,骨髓抑制和中性粒細(xì)胞減少是目前多數(shù)抗癌藥會(huì)讓患者引起的副作用。 使用轉(zhuǎn)基因型斑馬魚胚胎Tg(mpx:GFP)進(jìn)行了LSL 和LSE 的骨髓毒性評(píng)測(cè),處理后使用熒光顯微鏡觀察,相較于目前市面上的一些抗腫瘤藥物,沒有發(fā)現(xiàn)中性粒細(xì)胞減少等副作用,證實(shí)了LSL 和LSE 不是影響中性粒細(xì)胞減少的原因,證明了LSL 和LSE 無毒性[27],為L(zhǎng)SL 用作抗黑色素瘤的安全佐藥作出了一定貢獻(xiàn)。

        3.2 黑色素瘤生成機(jī)制的研究

        Mitf 是黑色素瘤整個(gè)調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的中心位置[28],且Mitfa 是黑色素存活和分化的主要調(diào)節(jié)因子。 同時(shí)Mitf 影響了多條黑色素瘤相關(guān)的信號(hào)通路,例如bmp 信號(hào)通路的抑制會(huì)影響到Mitfa 表達(dá),導(dǎo)致黑色素細(xì)胞的降低[29]。 之前也有發(fā)現(xiàn)低Mitf 活性加上P53 突變可以導(dǎo)致黑素瘤的發(fā)生[30]。 Santoriello等[31]在斑馬魚珍珠母突變型(Mitfa-/-)中培養(yǎng)了Kita-GFP-Ras 魚系,9 個(gè)月后觀察到?jīng)]有黑素瘤的形成。 足以發(fā)現(xiàn)Mitfa 表達(dá)對(duì)于黑素細(xì)胞存活的重要性,而致癌因子HRASV12的突變不足以使黑色素瘤生成。 Lister 等[32]使用條件性Mitfa 溫度敏感的斑馬魚突變體(Mitfavrc7)模型揭示了Mitf 在黑素瘤中的作用,該模型會(huì)因?yàn)闇囟鹊牟煌{(diào)節(jié)體內(nèi)Mitf的活性,通過控溫將溫度控制在32℃時(shí)關(guān)閉Mitfa活性發(fā)現(xiàn)黑素瘤消退,但在將水溫重新調(diào)回到26℃以下時(shí),黑色素瘤仍舊會(huì)出現(xiàn),這一現(xiàn)象表明靶向Mitf 活性可能是一種有效的抗黑色素瘤機(jī)制。Taylor 等[33]用色素作為標(biāo)記,從胚胎頭部觀察黑色素細(xì)胞的發(fā)育。 再結(jié)合熱敏感斑馬魚突變體Mitfavrc7,觀察斑馬魚胚胎發(fā)育出黑色素細(xì)胞后追蹤不同的Mitf 活性下的斑馬魚黑色素細(xì)胞分化生長(zhǎng),發(fā)現(xiàn)Mitf 的活性變化可以使黑色素細(xì)胞分裂的增加,進(jìn)一步說明了Mitf 在黑色素瘤中的重要地位。

        BRAF 作為Raf 家族中的一員,有超過80%的黑色素瘤患者存在 BRAF 或 RAS 突變[13],且在MAPK 信號(hào)通路中有著一定的影響。 從數(shù)據(jù)上看,很大一部分黑色素瘤患者有發(fā)生BRAFv600E的突變[34]。 目前,針對(duì)BRAF 突變患者的治療也是以抑制MAPK 和BRAF 為主,盡管有很好的效果,但耐藥性的發(fā)展使得效果不持久也一直是研究的重點(diǎn)。Das 等[35]發(fā)現(xiàn)AXL 受體酪氨酸激酶(AXL receptor tyrosine kinase,AXL)和細(xì)胞質(zhì)膜小凹蛋白(caveolin-1,CAV-1)與蛋白耐藥性有關(guān),同時(shí)受到 TH1579(MTH1 抑制劑)的影響。 利用斑馬魚異種移植模型,觀察藥物聯(lián)合TH1579 可以有效增強(qiáng)對(duì)黑素瘤的抑制作用,為藥物治療的耐藥性提供了一種解決方案。

        3.3 黑色素瘤轉(zhuǎn)移機(jī)制的研究

        黑色素瘤是皮膚癌中轉(zhuǎn)移能力較強(qiáng)的一種,其高致死性也是因?yàn)檗D(zhuǎn)移所導(dǎo)致的。 腫瘤的轉(zhuǎn)移通常包括了血管內(nèi),淋巴道等途徑,惡性黑色素瘤常常表現(xiàn)出較強(qiáng)的血管傾向性[36]。 轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的患者治愈后存活率低,癌癥的轉(zhuǎn)移問題也一直是國(guó)內(nèi)癌癥研究的熱點(diǎn)。 斑馬魚被認(rèn)為是最好的觀察腫瘤轉(zhuǎn)移過程的模式生物,因?yàn)槠潴w態(tài)透明。 利用斑馬魚黑色素瘤模型可以很好的在顯微鏡下實(shí)時(shí)觀察到腫瘤由原發(fā)到繼發(fā)的整個(gè)轉(zhuǎn)移過程,這在小鼠腫瘤模型中很難辦到,大量的數(shù)據(jù)可以更直觀的評(píng)估腫瘤轉(zhuǎn)移的能力。 為了評(píng)估細(xì)胞的擴(kuò)散,通常將分散在整個(gè)魚體內(nèi)的細(xì)胞被定義為轉(zhuǎn)移細(xì)胞,而聚集在注射部位卵黃囊間隙的細(xì)胞為非轉(zhuǎn)移細(xì)胞。 利用斑馬魚模型可以更好的揭示腫瘤轉(zhuǎn)移方式,幫助我們更好的研究腫瘤運(yùn)動(dòng)。

        將BEL β-Trefoil 與腫瘤細(xì)胞一同注射到斑馬魚體內(nèi)明顯可以看到對(duì)細(xì)胞擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移形成有一定的抑制作用[16],最后,通過分析總的RNA 水平,以及 RUNX 家族轉(zhuǎn)錄因子 2 ( RUNX family transcription factor 2,RUNX2)的表達(dá)水平,發(fā)現(xiàn)BEL β-Trefoil 可以通過抑制 RUNX2(其 Hunt 結(jié)構(gòu)域與黑色素瘤的增殖和遷移有關(guān))來達(dá)到抑制腫瘤細(xì)胞擴(kuò)散轉(zhuǎn)移的作用[37-38]。

        絲氨酸肽酶抑制劑(serine peptidase inhibitor,Kunitz type 1,Spint1)突變存在于10%的皮膚黑色素瘤患者中。 用 Spint1ahi2217/hi2217的母魚[39]分別與Spint1a+/+(野生型)和Spint1ahi2217/hi2217的公魚雜交,對(duì)比與野生型雜交,發(fā)現(xiàn)Spint1 缺陷型會(huì)顯著增加皮膚黑色素瘤的發(fā)生率,對(duì)成年斑馬魚注射Spint1a缺失的皮膚黑色素瘤細(xì)胞也能觀察到更強(qiáng)的侵襲性。 用斑馬魚模型揭示了 Spint1 對(duì)黑素瘤的調(diào)節(jié)[34]。 Bcl-2 家族中的Bcl-xl 是一種常見的抗凋亡蛋白。 有研究指出葡萄膜黑色素瘤細(xì)胞逃避治療誘導(dǎo)的凋亡的主要手段之一是通過上調(diào)生存Bcl-2家族蛋白中的 Bcl-Xl[40-41]。 除了抗凋亡外,Gabellini 等[42]還發(fā)現(xiàn)Bcl-xl 可以調(diào)節(jié)腫瘤轉(zhuǎn)移的過程,通過NF-κB 途徑來影響白細(xì)胞介素-8(C-X-C motif chemokine ligand 8,CXCL8)的分泌,CXCL8 可以通過激活CXCR1 與CXCR2 受體來影響黑色素瘤的進(jìn)展,將穩(wěn)定表達(dá)Bcl-xl 蛋白的黑色素細(xì)胞異種移植到斑馬魚卵黃囊中,對(duì)比干擾CXCL8 細(xì)胞表面受體CXCR1,發(fā)現(xiàn)在干擾CXCR1 后斑馬魚黑色素瘤未發(fā)生明顯侵襲,說明Bcl-xl 調(diào)控腫瘤侵襲依賴CXCL8 的分泌,進(jìn)一步揭示了Bcl-xl 調(diào)控黑色素瘤轉(zhuǎn)移機(jī)制。

        4 總結(jié)與展望

        目前,已利用斑馬魚建立了多種黑色素瘤模型用于相關(guān)的研究。 近年來,更多的研究定位于通過可視化的斑馬魚體內(nèi),觀察腫瘤形成與治療,同時(shí)隨著新型轉(zhuǎn)基因型斑馬魚模型的出現(xiàn),給人類移植細(xì)胞提供了一個(gè)合適的觀察場(chǎng)所。 同時(shí),斑馬魚作為黑色素瘤模型,基因編輯后的成年魚也能保持全身透明,便于觀察。 納米治療技術(shù)的發(fā)展,可以靶向到患病部位,更好的減少藥物副作用,這將對(duì)癌癥治療提供更有效更安全的方法,斑馬魚模型的無創(chuàng)實(shí)時(shí)成像技術(shù)將為這項(xiàng)技術(shù)提供一個(gè)很好的幫助。 相信隨著科學(xué)進(jìn)步,斑馬魚的應(yīng)用將會(huì)更多的被開發(fā),也將為疾病的解決提供更多的可能性。

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