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本文主要从以下几个部分展开论述:
第一部分 斑马鱼实验室的建立
目的:
建立用于科学研究的规范化斑马鱼实验室。
方法:
从六个方面进行了斑马鱼实验室的建设:1.引进国际上认可的斑马鱼品系;2.引进标准化斑马鱼养殖系统;3.建立可靠的水质控制系统;4.优化斑马鱼幼鱼及成鱼食物供应;5.优化斑马鱼繁殖方法;6.制定斑马鱼实验室日常管理规范。
结果:
首次在广西成功建立可用于科学研究的规范化斑马鱼实验室。
第二部分 斑马鱼胚胎试验比较4种抗肿瘤药物注射剂毒性
目的:
本实验运用斑马鱼胚胎试验(fish embryo test,FET)比较4种常用抗肿瘤药物注射剂的毒性强弱,评估斑马鱼胚胎试验用于药物毒性筛选的效果。
方法:
挑选6hpf时发育正常的受精卵进行药物暴露。四种待测药物分别设置7个实验组,包括:5个药物浓度组,A对照组(Holt Buffer溶液),B对照组(含0.5%DMSO的Holt Buffer溶液)。于72hpf观察斑马鱼胚胎的发育变化,并统计各实验组斑马鱼胚胎的死亡数、孵化数、畸形数以及各种发育缺陷,并据此求取在72hpf时,斑马鱼胚胎畸形率、死亡率、各药物毒力方程、相关系数和95%置信限及LD50、ED50和LD1/ED99。
结果:
斑马鱼胚胎试验中,测得四种常见抗肿瘤药物注射剂LD50从大到小依次排序为:环磷酰胺>盐酸阿糖胞苷>氟尿嘧啶>硫酸长春新碱。ED50由大到小依次排序为:环磷酰胺>盐酸阿糖胞苷>氟尿嘧啶>硫酸长春新碱。LD1/ED99由大到小依次排序为:硫酸长春新碱>氟尿嘧啶>环磷酰胺>盐酸阿糖胞苷。
结论:
本实验应用斑马鱼胚胎试验比较4种常用抗肿瘤药物注射液毒性强弱。结果表明,这一方法可适用于快速有效测试多种药物的毒性及评价药物安全性,达到高通量筛选药物的目的。
第三部分 氯化两面针碱对斑马鱼胚胎的毒性研究
目的:
选择斑马鱼来进行氯化两面针碱(nitidine chloride,NC)的毒性研究,一方面为了解氯化两面针碱的毒性及安全性情况,另一方面建立一套以斑马鱼为模式生物评价药物安全性的实验方法。
方法:
1.挑选发育正常6hpf的胚胎分别置于各实验溶液中进行处理,计算24hpf、48hpf、72hpf、96hpf、120hpf的胚胎累计死亡率及LD50。2.观察各类畸形指标:48hpf、72hpf、96hpf、120hpf出膜率(hatching rate);24hpf胚胎自主运动次数;观察48hpf、72hpf、96hpf时的心率(heart rate)及心包水肿率(pericardial edema rate);72hpf、96hpf、120hpf脊柱畸形率(curved body axis rate)。3.NC作用前后斑马鱼胚胎形态学观察:普通光学显微镜下观察各类胚胎畸形;吖啶橙染色法(acridine orange staining,AO)及TUNEL(TdT-mediated dUTP nick end labeling)检测胚胎凋亡。4.通过流式细胞术(flow cytometry method,FCM)检测NC作用前后斑马鱼胚胎细胞周期及细胞凋亡率差异。
结果:
1.从24hpf开始至120hpf胚胎死亡率逐渐升高。72hpf时LD50为17.41mg/L,96hpf时LD50为12.57mg/L,提示NC在斑马鱼体内可能存在蓄积作用。药物作用时间长短与死亡率相关。在各发育时间点,随药物浓度增加,胚胎死亡率增加,显示NC浓度与死亡率存在相关关系。
2.各种毒性指标中,胚胎出膜率、胚胎自主运动次数、心率、脊柱畸形、心包水肿的结果均显示,畸形发生率及其严重程度均与NC浓度正相关。
3.通过普通显微镜观察发现,NC诱导发生的发育畸形主要包括:心包水肿、幼鱼不能出膜、尾部弯曲、脊柱畸形、出血。
4.AO、TUNEL染色检测结果发现,NC能诱导斑马鱼胚胎细胞的凋亡,细胞凋亡是NC毒性发生的一个重要方式。
5.FCM检测发现,NC能引起斑马鱼胚胎细胞G1期阻滞。
6.FCM检测发现给药组细胞凋亡率显著高于对照组。
结论:
NC的各种毒性强度与其浓度呈相关关系;伴随各类毒性的发生,胚胎细胞发生凋亡。AO、TUNEL染色发现凋亡的程度与药物浓度相关。FCM证实,与对照组相比,给药组凋亡率增加并且伴随G1期阻滞。
第四部分 氯化两面针碱对斑马鱼胚胎毒性的机制研究
目的:
通过氯化两面针碱对斑马鱼胚胎毒性的机制进行示范性研究,建立研究药物对完整生命体的发育毒性及其机制的实验方法。
方法:
1.利用Affymctrix芯片筛选出给药前后表达差异基因;
2.根据基因芯片结果筛选出8个基因Real-time PCR进行验证,这些基因分别是:p53、p21、bax、bcl-2、mdm2、apaf-1、caspase-9、caspase-3。
结果:
1.Affymctrix芯片共检测了15504探针组,其中药物组与对照组比较共有125个基因表达发生了显著变化,分别对应于63个上调(倍率≥2.00),62下调(倍率≤0.05)。
2.8个基因中,p53、p21、bax、mdm2、caspase-3上调,apaf-1、caspase-9下调,bcl-2变化不明显。
结论:
NC能通过p53信号途径,引起p53及p21等相关基因上调,细胞G1期阻滞,最后引起细胞凋亡。
第五部分 氯化两面针碱对斑马鱼胚胎血管发育的影响
目的:
了解氯化两面针碱(NC)的是否有抑制血管生成的作用,以了解其是否有潜在成为新型抗肿瘤血管生成药物的可能性。
方法:
1.显微镜观察NC对斑马鱼节间血流的影响。
2.碱性磷酸酶染色法观察NC对斑马鱼血管发育的影响。
3.观察NC对转基因血管荧光斑马鱼(AB型)的血管荧光的影响。
结果:
1.NC具有抑制斑马鱼节间血流的作用,此抑制作用具有浓度依赖性。
2.NC溶液处理后,48hpf仔鱼的节间血管数量和72hpf肠下血管网的长度与对照组差异不显著。
3.各NC给药组均对斑马鱼血管荧光没有明显影响。
结论:
NC虽然具有抑制斑马鱼节间血流的作用,但这种抑制作用不是由于血管壁的不完整性引起的,可能是影响了血细胞或者心脏的发育而导致的。本实验中未观察到NC具有抗血管生成作用,但此结论仍需进一步的机制研究证实。
第一部分 斑马鱼实验室的建立
目的:
建立用于科学研究的规范化斑马鱼实验室。
方法:
从六个方面进行了斑马鱼实验室的建设:1.引进国际上认可的斑马鱼品系;2.引进标准化斑马鱼养殖系统;3.建立可靠的水质控制系统;4.优化斑马鱼幼鱼及成鱼食物供应;5.优化斑马鱼繁殖方法;6.制定斑马鱼实验室日常管理规范。
结果:
首次在广西成功建立可用于科学研究的规范化斑马鱼实验室。
第二部分 斑马鱼胚胎试验比较4种抗肿瘤药物注射剂毒性
目的:
本实验运用斑马鱼胚胎试验(fish embryo test,FET)比较4种常用抗肿瘤药物注射剂的毒性强弱,评估斑马鱼胚胎试验用于药物毒性筛选的效果。
方法:
挑选6hpf时发育正常的受精卵进行药物暴露。四种待测药物分别设置7个实验组,包括:5个药物浓度组,A对照组(Holt Buffer溶液),B对照组(含0.5%DMSO的Holt Buffer溶液)。于72hpf观察斑马鱼胚胎的发育变化,并统计各实验组斑马鱼胚胎的死亡数、孵化数、畸形数以及各种发育缺陷,并据此求取在72hpf时,斑马鱼胚胎畸形率、死亡率、各药物毒力方程、相关系数和95%置信限及LD50、ED50和LD1/ED99。
结果:
斑马鱼胚胎试验中,测得四种常见抗肿瘤药物注射剂LD50从大到小依次排序为:环磷酰胺>盐酸阿糖胞苷>氟尿嘧啶>硫酸长春新碱。ED50由大到小依次排序为:环磷酰胺>盐酸阿糖胞苷>氟尿嘧啶>硫酸长春新碱。LD1/ED99由大到小依次排序为:硫酸长春新碱>氟尿嘧啶>环磷酰胺>盐酸阿糖胞苷。
结论:
本实验应用斑马鱼胚胎试验比较4种常用抗肿瘤药物注射液毒性强弱。结果表明,这一方法可适用于快速有效测试多种药物的毒性及评价药物安全性,达到高通量筛选药物的目的。
第三部分 氯化两面针碱对斑马鱼胚胎的毒性研究
目的:
选择斑马鱼来进行氯化两面针碱(nitidine chloride,NC)的毒性研究,一方面为了解氯化两面针碱的毒性及安全性情况,另一方面建立一套以斑马鱼为模式生物评价药物安全性的实验方法。
方法:
1.挑选发育正常6hpf的胚胎分别置于各实验溶液中进行处理,计算24hpf、48hpf、72hpf、96hpf、120hpf的胚胎累计死亡率及LD50。2.观察各类畸形指标:48hpf、72hpf、96hpf、120hpf出膜率(hatching rate);24hpf胚胎自主运动次数;观察48hpf、72hpf、96hpf时的心率(heart rate)及心包水肿率(pericardial edema rate);72hpf、96hpf、120hpf脊柱畸形率(curved body axis rate)。3.NC作用前后斑马鱼胚胎形态学观察:普通光学显微镜下观察各类胚胎畸形;吖啶橙染色法(acridine orange staining,AO)及TUNEL(TdT-mediated dUTP nick end labeling)检测胚胎凋亡。4.通过流式细胞术(flow cytometry method,FCM)检测NC作用前后斑马鱼胚胎细胞周期及细胞凋亡率差异。
结果:
1.从24hpf开始至120hpf胚胎死亡率逐渐升高。72hpf时LD50为17.41mg/L,96hpf时LD50为12.57mg/L,提示NC在斑马鱼体内可能存在蓄积作用。药物作用时间长短与死亡率相关。在各发育时间点,随药物浓度增加,胚胎死亡率增加,显示NC浓度与死亡率存在相关关系。
2.各种毒性指标中,胚胎出膜率、胚胎自主运动次数、心率、脊柱畸形、心包水肿的结果均显示,畸形发生率及其严重程度均与NC浓度正相关。
3.通过普通显微镜观察发现,NC诱导发生的发育畸形主要包括:心包水肿、幼鱼不能出膜、尾部弯曲、脊柱畸形、出血。
4.AO、TUNEL染色检测结果发现,NC能诱导斑马鱼胚胎细胞的凋亡,细胞凋亡是NC毒性发生的一个重要方式。
5.FCM检测发现,NC能引起斑马鱼胚胎细胞G1期阻滞。
6.FCM检测发现给药组细胞凋亡率显著高于对照组。
结论:
NC的各种毒性强度与其浓度呈相关关系;伴随各类毒性的发生,胚胎细胞发生凋亡。AO、TUNEL染色发现凋亡的程度与药物浓度相关。FCM证实,与对照组相比,给药组凋亡率增加并且伴随G1期阻滞。
第四部分 氯化两面针碱对斑马鱼胚胎毒性的机制研究
目的:
通过氯化两面针碱对斑马鱼胚胎毒性的机制进行示范性研究,建立研究药物对完整生命体的发育毒性及其机制的实验方法。
方法:
1.利用Affymctrix芯片筛选出给药前后表达差异基因;
2.根据基因芯片结果筛选出8个基因Real-time PCR进行验证,这些基因分别是:p53、p21、bax、bcl-2、mdm2、apaf-1、caspase-9、caspase-3。
结果:
1.Affymctrix芯片共检测了15504探针组,其中药物组与对照组比较共有125个基因表达发生了显著变化,分别对应于63个上调(倍率≥2.00),62下调(倍率≤0.05)。
2.8个基因中,p53、p21、bax、mdm2、caspase-3上调,apaf-1、caspase-9下调,bcl-2变化不明显。
结论:
NC能通过p53信号途径,引起p53及p21等相关基因上调,细胞G1期阻滞,最后引起细胞凋亡。
第五部分 氯化两面针碱对斑马鱼胚胎血管发育的影响
目的:
了解氯化两面针碱(NC)的是否有抑制血管生成的作用,以了解其是否有潜在成为新型抗肿瘤血管生成药物的可能性。
方法:
1.显微镜观察NC对斑马鱼节间血流的影响。
2.碱性磷酸酶染色法观察NC对斑马鱼血管发育的影响。
3.观察NC对转基因血管荧光斑马鱼(AB型)的血管荧光的影响。
结果:
1.NC具有抑制斑马鱼节间血流的作用,此抑制作用具有浓度依赖性。
2.NC溶液处理后,48hpf仔鱼的节间血管数量和72hpf肠下血管网的长度与对照组差异不显著。
3.各NC给药组均对斑马鱼血管荧光没有明显影响。
结论:
NC虽然具有抑制斑马鱼节间血流的作用,但这种抑制作用不是由于血管壁的不完整性引起的,可能是影响了血细胞或者心脏的发育而导致的。本实验中未观察到NC具有抗血管生成作用,但此结论仍需进一步的机制研究证实。