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目的:人类胚胎期乙醇暴露对心血管系统有严重致畸作用。通过观察不同浓度的乙醇处理对斑马鱼躯干部血管发育的影响,为探讨乙醇对人类心血管系统发育和胎儿酒精综合征的机制提供一定的线索。
方法:选取绿色荧光蛋白特异性标记血管的转基因斑马鱼,在体观察乙醇对其躯干部血管发育的影响。用不同浓度(0%,1%,1.5%,1.75%V/V)乙醇处理斑马鱼胚胎(从出生后4.3小时至3天),观察乙醇对斑马鱼胚胎致死率,致畸率,心跳和身长、和血管发育的影响。用共聚焦显微镜在体观察斑马鱼躯干部血管发育情况。RT-PCR方法检测相关基因RNA水平的表达变化。最后采用过表达恢复实验进一步证明与之相关基因蛋白水平的功能。
结果:乙醇对斑马鱼胚胎致死率,致畸率,心跳和身长都有明显影响,并呈浓度依赖性的特点。乙醇导致斑马鱼躯干部血管发育明显异常:背主动脉(DA)和后主静脉(PCV)直径变细,背部纵向血管(DLAV)到PCV距离(躯干宽度),DA到PCV间距离以及体节间血管(ISV)距离都显著变短,ISV生长的角度也明显异常。另外,乙醇抑制了脊索旁血管(PAV)的生长,这些变化与乙醇剂量都有一定的关系。通过反转录聚合酶链反应(RT-PCR)方法和荧光强度统计得出,血管内皮细胞生长因子受体2(VEGFR2),随乙醇浓度增高表达降低。与PAV生长相关因子Netrin 1a,Unc5b的表达与乙醇浓度呈反比。进一步Netrin 1a 过表达实验表明该分子能部分地恢复乙醇对PAV血管的抑制作用,提示乙醇可能通过抑制Netrin 1a的表达,进而抑制PAV血管的形成。
结论:乙醇可导致斑马鱼躯干部血管发育明显异常,并呈浓度依赖性,这可能与Flk1基因表达降低有关。另外,乙醇还可能通过抑制Netrin 1a基因的表达,进而抑制PAV血管的形成。