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目的:本课题利用已建立的可示踪的转基因斑马鱼系 TG(zLmo2:Loxp-DsRed-Loxp-EGFP)和TG(zC-myb:EGFP),通过实时跟踪观察,从而动态观测原始造血干细胞和定向造血干细胞的迁移过程,以期了解斑马鱼原始造血和定向造血的关系,为进一步研究斑马鱼血液系统发育提供可能的理论依据。 方法:分别收集红色荧光蛋白(DsRed)标记原始造血干细胞的转基因系 TG(zLmo2:Loxp-DsRed-Loxp-EGFP)和绿色荧光蛋白(EGFP)标记定向造血干细胞的转基因斑马鱼系TG(zC-myb:EGFP)自交和侧交的斑马鱼胚胎,于12hpf(hours post-fertilization,hpf)去卵膜,进行局部麻醉,利用激光共聚焦显微镜对全胚胎进行连续实时的动态扫描,从12hpf开始观察,直至48hpf,期间每隔两小时拍摄一次进行追踪观察。 结果:(1)红色荧光蛋白(DsRed)标记原始造血干细胞的转基因系 TG(zLmo2:Loxp-DsRed-Loxp-EGFP)自交后,观察胚胎发现lmo2+的细胞在14hpf开始表达红色荧光,主要表达的部位是在斑马鱼胚胎的头部中胚层(anterior paraxial mesoderm,ALM),随后在中间细胞群(intermediate cell mass,ICM)表达;18-22hpf发现红色荧光标记的lmo2+的细胞在ICM区表达逐渐增强,24hpf达到高峰,30hpf在尾部造血组织(caudal hematopoietic tissue,CHT)开始表达,持续至48hpf。(2)绿色荧光蛋白(EGFP)标记定向造血干细胞的转基因斑马鱼系TG(zC-myb:EGFP)自交后,观察绿色荧光标记的c-myb+的细胞,24hpf开始表达,最初表达的部位是PBI(posterior bloodisland,PBI)区,随后在28hpf表达逐渐增强,并沿着AGM区向原肾导管迁移,28hpf在PBI区和AGM区的表达逐渐增强,持续到36hpf;此外发现在28hpf斑马鱼的头部和胸腺有少量c-myb+细胞的存在;32-36hpf PBI区、AGM区和头部的c-myb+细胞逐渐增多;42-48hpf在斑马鱼头部 c-myb+细胞逐渐减少(3) TG(zLmo2:Loxp-DsRed-Loxp-EGFP:TG(zC-myb:EGFP)侧交的斑马鱼胚胎,观察发现受精后24小时可以看到PBI区有少量的又红又绿的lmo2+和c-myb+的双阳性细胞和红色的lmo2+的细胞;26hpf PBI区lmo2+和c-myb+双阳性细胞逐渐增多,28hpf lmo2+和c-myb+双阳性细胞在PBI区逐渐增多并向主动脉-性腺-中肾(aorta-gonad-mesonephros,AGM)迁移,30-38hpf lmo2+和c-myb+双阳性细胞在尾部 PBI区逐渐增多达到高峰,其中在此过程中 lmo2+和c-myb+的双阳性细胞一部分沿着原肾导管迁移至原肾,另一部分沿着尾静脉(caudal vein,CV)向尾部造血组织(CHT)迁移。提示定向造血干细胞的一部分可能由PBI区原始造血干细胞分化而来。此外追踪观察的过程中发现在原肾导管处有 c-myb+的细胞,这群细胞与lmo2+和c-myb+双阳性细胞一起沿着原肾导管向原肾迁移,提示可能一部分定向造血干细胞来源于内皮祖细胞。此外在侧交后的胚胎中追踪观察到,在斑马鱼头部的延髓部位有少量lmo2+和c-myb+双阳性的细胞存在,随后逐渐增多,持续到34hpf,提示斑马鱼头部的延髓可能是定向造血早期一个新的造血位点。 结论:①追踪观察斑马鱼原始造血和定向造血的发生和细胞迁移过程,提示斑马鱼定向造血干细胞可能有少部分来源于原始造血干细胞。②在斑马鱼胚胎延髓部位观察到lmo2+和c-myb+双阳性细胞的存在,提示斑马鱼的延髓可能是定向造血一个新的造血位点。