1 斑马鱼炎症模型

1.1 斑马鱼简介及研究优势

    斑马鱼Danio rerio是一种原产于南亚的热带淡水观赏鱼，因其体侧具有像斑马一样纵向的蓝色与银色相间的条纹而得名。20世纪七八十年代美国分子生物学家Streisinger及其同事率先将斑马鱼用作实验动物［9］，目前斑马鱼已广泛应用于发育生物学、肿瘤学、毒理学、遗传学、神经生物学等领域［10-13］，被认为是研究发育、免疫、生理、营养、遗传和行为的理想模型［13-16］。

    与其他模式动物相比，斑马鱼物种稳定，个体差异小；体积小，对病原体抵抗力强，易于大规模饲养，品系维护费用低；繁殖能力强，产卵量大，可实现基于表型的正向遗传学研究；繁殖周期短，可以明显缩短研究周期。与其他鱼类相比，斑马鱼的卵较大，胚胎体外发育且透明，便于胚胎操作和成像；发育快，器官发育与哺乳动物具有极高的相似性；并且具有易观察测试的发育行为，适用于进行形态学观察及解剖学研究。斑马鱼基因组已被完全测序，与人类基因组有70%～80%的相似性［17］；斑马鱼比其他脊椎动物模型（如小鼠）更易于进行遗传操作，基因编辑技术及各种细胞生物学技术在斑马鱼模型中已发展成熟，有利于斑马鱼中基因功能的研究；同时大量斑马鱼遗传品系的建立与发展，为以斑马鱼为模型的研究提供了巨大便利。

    斑马鱼的免疫系统高度保守，其免疫细胞类型和形态与人类相似，存在中性粒细胞、单核巨噬细胞、淋巴细胞等。斑马鱼成鱼与哺乳动物一样拥有天然免疫系统和获得性免疫系统，天然免疫系统的细胞（中性粒细胞和巨噬细胞）首先出现，并在受精后3～4周发展出获得性免疫［18］。斑马鱼对感染和组织损伤的天然免疫反应迅速，并且容易诱发炎症反应，使其成为研究炎症和伤口修复的理想系统［19］。出生后前2周完全透明的斑马鱼胚胎以及免疫细胞荧光标记的转基因斑马鱼品系的建立与发展，使得在斑马鱼胚胎这一完整有机体中跟踪观察免疫反应具有可行性［20］。

1.2 常用的转基因斑马鱼品系

    通过特异性基因启动子控制下游的荧光蛋白在特定的器官或细胞中表达而建立的斑马鱼转基因系，可实现对某一特定器官或细胞的示踪。目前已开发和利用的一系列标记中性粒细胞和巨噬细胞的转基因斑马鱼品系，实现了炎症情况下细胞反应的可视化，使得在体内三维环境中追踪中性粒细胞和巨噬细胞的迁移成为可能，为观察炎症反应提供了独特视角。

Mathias等［21］、Renshaw等［22］开发了新型的中性粒细胞特异性表达eGFP荧光的转基因斑马鱼Tg（MPO：eGFP），其中性粒细胞在特异性髓过氧化物酶（MPO或mpx）启动子的调控下表达eGFP。Mathias等［21］利用Tg（MPO：eGFP）斑马鱼观察了组织损伤诱导的炎症反应，其特征是损伤发生时中性粒细胞迅速向伤口部位趋化，损伤后期中性粒细胞向血管系统定向逆行趋化。Renshaw等［22］利用Tg（MPO：eGFP）斑马鱼首次提出证据表明抑制中性粒细胞凋亡与延迟炎症消退有关。Hall等［23］建立了新的转基因斑马鱼报告基因系Tg（lysC：：EGFP）和Tg（lysC：：DsRED2），利用溶菌酶C（lysC或lyz）启动子驱动荧光蛋白表达，并且报告基因的表达模式与内源性LysC表达模式一致，实验数据表明荧光蛋白标记巨噬细胞群体，但后来发现斑马鱼Lyz与Mpx共定位，因此该品系应作为中性粒细胞标记品系使用。Li等［24］构建了可以同时标记巨噬细胞和中性粒细胞的斑马鱼转基因品系Tg（coro1a：eGFP），该品系是eGFP在coro1a调控序列的驱动下表达。Coronin 1a是一种肌动蛋白结合蛋白，其RNA是在白细胞中被特异性合成的。Li等［24］利用Tg（coro1a：eGFP；lyz：Dsred）斑马鱼记录了组织再生过程中巨噬细胞和中性粒细胞的不同行为和功能，Tg（coro1a：eGFP；lyz：Dsred）可以同时观察并区分巨噬细胞和中性粒细胞，绿色荧光标记巨噬细胞，黄色荧光标记中性粒细胞。

部分斑马鱼品系价格如下：