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Eya1-Six1信号在斑马鱼侧线神经丘毛细胞再生过程中的表达

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上海海洋大学学报 2013年第6期22卷 801-806页

作者：周婷婷范纯新邹莎宋佳坤上海海洋大学水产与生命学院上海201306 上海海洋大学海洋生物系统和神经科学研究所上海201306

机械感觉毛细胞对于脊椎动物的听力和平衡能力至关重要，低等脊椎动物毛细胞在遭受损伤后具有很强的再生能力。鱼类侧线神经丘毛细胞与内耳毛细胞具有相似的结构、功能、发育和再生过程。我们将受精后5~6 d的斑马鱼仔鱼置于400 μmol/L... 详细信息

机械感觉毛细胞对于脊椎动物的听力和平衡能力至关重要，低等脊椎动物毛细胞在遭受损伤后具有很强的再生能力。鱼类侧线神经丘毛细胞与内耳毛细胞具有相似的结构、功能、发育和再生过程。我们将受精后5~6 d的斑马鱼仔鱼置于400 μmol/L新霉素溶液中处理1 h破坏神经丘毛细胞。分别对处理后2、4、8、12及24 h的斑马鱼仔鱼进行组织学切片及功能基因eya1和six1b的整体原位杂交。组织学切片结果显示：对照组神经丘毛细胞与支持细胞形态及排布都很规则，毛细胞和支持细胞分别位于上层和下层；处理后2~4 h，上层毛细胞数量显著下降；处理后8~12 h，支持细胞和毛细胞之间界限模糊，部分支持细胞变长，且与基膜脱离；处理后24 h，部分神经丘内毛细胞及支持细胞数量、形态及排布接近对照组水平。整体原位杂交结果显示：eya1和six1b在对照组斑马鱼仔鱼整个神经丘都有表达；处理后4 h内神经丘中央毛细胞中eya1和six1b的表达量显著下降，周围的支持细胞中仍保持一定量的表达；这两个基因的表达量从处理后8 h起逐渐提高，在处理后12~24 h恢复甚至超过对照组。综上结果表明：神经丘毛细胞再生过程中可能有支持细胞的参与，且重启了神经丘毛细胞发育过程中的功能基因eya1和six1b。

关键词：斑马鱼神经丘毛细胞再生 eya1 six1b

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一种仿侧线神经丘的MEMS矢量水听器设计

微纳电子技术 2019年第7期56卷 535-541页

作者：张小勇沈倪鑫尚珍珍纪松祥张国军中北大学动态测试省部共建实验室太原030051 太原学院计算机工程系太原030032

基于仿生学原理,设计了一种仿侧线神经丘的微电子机械系统(MEMS)矢量水听器。该水听器采用环形纤毛模拟鱼类侧线神经丘中的纤毛束与胶质顶,通过4个十字梁与集成在梁上的压敏电阻将声信号转换为电阻变化量,由电阻构成Wheatstone电桥将电... 详细信息

基于仿生学原理,设计了一种仿侧线神经丘的微电子机械系统(MEMS)矢量水听器。该水听器采用环形纤毛模拟鱼类侧线神经丘中的纤毛束与胶质顶,通过4个十字梁与集成在梁上的压敏电阻将声信号转换为电阻变化量,由电阻构成Wheatstone电桥将电阻变化量转换为电压信号。使用ANSYS软件对水听器结构进行了仿真,得到环形纤毛的结构参数。制作了水听器样机,通过比较校准法进行测试。测试结果表明该水听器带宽为20~1 000 Hz,灵敏度达到了-179.81 dB@1 kHz,在带宽内较单个十字梁与纤毛结构的纤毛式矢量水听器平均提高了15.55 dB,测试结果与仿真结论基本一致。

关键词：矢量水听器仿生学灵敏度纤毛结构神经丘

斑马鱼中Wnt信号对神经丘特异表达基因Six2b的调控

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斑马鱼中Wnt信号对神经丘特异表达基因Six2b的调控

作者：葛玲玲上海海洋大学

学位级别：硕士

Six基因家族编码一类重要的转录因子。Six蛋白与Hox蛋白类似,都具有同源异型结构域。Six蛋白广泛参与多种器官的发育,尤其在鱼类侧线发育中发挥重要作用。从促进头部神经基板的形成和分化,到与Eya1协同激活Atoh1a促进毛细胞的分化,都离... 详细信息

Six基因家族编码一类重要的转录因子。Six蛋白与Hox蛋白类似,都具有同源异型结构域。Six蛋白广泛参与多种器官的发育,尤其在鱼类侧线发育中发挥重要作用。从促进头部神经基板的形成和分化,到与Eya1协同激活Atoh1a促进毛细胞的分化,都离不开Six蛋白的参与。除此之外,Six家族成员在染色体上成簇排列,且在脊椎动物进化过程中极为保守。Six各亚家族成员的表达模式具有组织特异性,它们在胚胎中的表达与其在染色体上的排列呈现相关性(共线性),如Six1/2主要表达在侧线系统,Six3/6主要表达在眼部。目前Six1基因在头部神经基板中的研究以及对侧线发育的研究比较多,Six2与Six1和都属于so亚家族,Six2基因是否与Six1类似,也参与侧线系统的发育尚不清楚。Six基因的表达模式的精确调控对其功能的发挥是很重要的。Wnt信号通路在胚胎发育、细胞凋亡和神经系统发育等过程发挥重要作用,也参与头部神经基板,以及内耳和侧线系统的发育调控。目前,Six2b基因的表达是否也受到Wnt信号通路的调控也是我们关注的问题。我们实验室的189b转基因鱼是通过Tol2转座子介导的大规模增强子诱捕建立的转基因斑马鱼。我们发现:该转基因鱼的绿色荧光蛋白(EGFP)16hpf时在前侧线基板出现,19hpf时在后侧线基板表达,30hpf、48hpf时在听囊、嗅囊、腺垂体、鳃弓和神经丘处表达,且在正在迁移的侧线原基处表达。我们进一步通过荧光免疫组化实验发现,189b转基因鱼的EGFP在神经丘中的表达,与神经丘标记分子Claudinb的免疫荧光信号重合,进一步说明189b转基因斑马鱼的EGFP确实在神经丘中表达。我们又利用染色体步移技术鉴定出该189b转基因鱼的EGFP插入位点位于Six2b基因的上游。进一步通过原位杂交实验发现Six2b基因的表达模式和189b转基因斑马鱼的绿色荧光信号出现的时空模式完全一致,说明189b转基因斑马鱼的绿色荧光信号可反映Six2b基因的表达。因此,我们可以用189b转基因斑马鱼来研究Six1/2基因的表达调控。为研究Six1/2基因上游的调控信号,我们利用了Wnt信号的热激诱导表达系统,hsp:wnt8a-egfp和hsp:dkk1-egfp。Wnt8a是斑马鱼经典Wnt信号通路的正向信号蛋白,而Dkk1(Dickkopf1)是Wnt信号通路中重要的拮抗分子之一,能够特异地抑制经典Wnt信号通路。我们热激处理hsp:wnt8a-egfp和hsp:dkk1-egfp转基因斑马鱼胚胎,通过碱性磷酸酶染色、YO-PRO-1染色和毛细胞计数技术,我们发现热激诱导Wnt8a和DKK1的表达后,斑马鱼的侧线系统的神经丘不能正常形成,证明了Wnt信号通路在斑马鱼侧线系统的发育过程中发挥调控作用。我们将189b转基因斑马鱼与hsp:dkk1-egfp转基因斑马鱼进行杂交。在18-19hpf时热激杂交胚胎,在40hpf和48hpf神经丘中EGFP的表达显著下降。这表明189b转基因斑马鱼的EGPF的表达受Wnt信号通路的控制。我们又通过整体原位杂交技术进一步证实了热激诱导Wnt和Dkk1的表达后,Six2b和相关基因在斑马鱼神经丘中表达量发生变化。为了进一步研究Six2b基因对斑马鱼侧线系统早期发育的影响,利用技术敲除Six2b基因,采用显微注射技术将Cas9 mRNA和Six2b gRNA混合后对斑马鱼第一细胞期受精卵动物极进行注射,利用测序与比对、T7EI酶酶切方法成功检测到了Six2b基因的缺失。然后通过fluorescent PCR和毛细管电泳技术成功筛选出Six2b缺失的F1成鱼。缺失Six2b的F1斑马鱼可以用于后续关于侧线系统发育的研究。综上,我们建立了一个检测Six2基因表达的转基因斑马鱼系统;同时发现Wnt信号可调控Six2b基因在斑马鱼神经丘中的表达。这为进一步研究鱼类侧线发育和脊椎动物Six基因家族的表达调控奠定了基础。

关键词：斑马鱼神经丘 Six2b CRISPR/Cas9 Wnt信号通路

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斑马鱼侧线神经丘再生模型的构建

成都医学院学报 2022年第6期17卷 686-691页

作者：李圆圆张可黄四洲张利娟成都医学院第二附属医院·核工业四一六医院神经内科成都610057 成都医学院基础医学院人体解剖与组织胚胎学教研室成都610500 成都医学院发育与再生四川省重点实验室成都610500

目的建立斑马鱼侧线神经丘再生模型。方法通过碱性磷酸酶催化底物氯化硝基四氮唑兰(NBT)及5-溴-4-氯-3-吲哚基-磷酸盐(BCIP)反应显色方法观察受精后2~5 d斑马鱼侧线神经丘的发育状态;运用新霉素或硫酸铜对受精后2~5 d斑马鱼侧线神经丘... 详细信息

目的建立斑马鱼侧线神经丘再生模型。方法通过碱性磷酸酶催化底物氯化硝基四氮唑兰(NBT)及5-溴-4-氯-3-吲哚基-磷酸盐(BCIP)反应显色方法观察受精后2~5 d斑马鱼侧线神经丘的发育状态;运用新霉素或硫酸铜对受精后2~5 d斑马鱼侧线神经丘进行杀伤并用NBT/BCIP显色分析杀伤情况及再生情况。结果斑马鱼侧线神经丘在受精后2 d出现,受精后2~4 d斑马鱼头部和躯干部位神经丘不断增加及长大;受精后2~3 d,斑马鱼侧线神经丘对新霉素或硫酸铜处理不敏感。受精后4 d,新霉素或硫酸铜可对斑马鱼头部及躯干部位神经丘进行杀伤,但新霉素杀伤效果较好;在神经丘杀伤后再生过程中,斑马鱼侧线神经丘经125μmol/L新霉素处理24 h后可完全恢复,但经250、500μmol/L新霉素处理后恢复所需时间较长;而25、50μmol/L硫酸铜处理后斑马鱼侧线神经丘的再生均较慢。结论斑马鱼侧线神经丘再生模型在受精后4 d被成功构建,此时利用新霉素或硫酸铜可对神经丘进行有效杀伤,经125μmol/L新霉素杀伤后斑马鱼侧线神经丘可迅速恢复。

关键词：斑马鱼神经丘再生碱性磷酸酶显色

Eya1-Six1对斑马鱼侧线神经丘毛细胞再生的调控

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Eya1-Six1对斑马鱼侧线神经丘毛细胞再生的调控

中国海洋湖沼学会鱼类学分会、中国动物学会鱼类学分会2012年学术研讨会

作者：周婷婷范纯新宋佳坤上海海洋大学海洋科学研究院海洋生物系统和神经科学研究所上海海洋大学水产与生命科学学院

哺乳动物内耳毛细胞缺乏再生能力,而低等脊椎动物感觉毛细胞遭到破坏后能够再生,但其再生机制目前尚不清楚。鱼类侧线神经丘毛细胞与哺乳动物内耳毛细胞结构、功能和发育起源相近,我们以经过400μM新霉素处理过出膜后5天斑马鱼仔鱼躯干... 详细信息

哺乳动物内耳毛细胞缺乏再生能力,而低等脊椎动物感觉毛细胞遭到破坏后能够再生,但其再生机制目前尚不清楚。鱼类侧线神经丘毛细胞与哺乳动物内耳毛细胞结构、功能和发育起源相近,我们以经过400μM新霉素处理过出膜后5天斑马鱼仔鱼躯干部初级神经丘毛细胞为研究对象,分析了再生过程中毛细胞的

关键词：斑马鱼神经丘毛细胞再生 Eyal-Sixl信号

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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鱼类的侧线机械感受系统和仿生学等应用研究

科学通报 2017年第22期62卷 2509-2519页

作者：李超王晓杰宋佳坤上海海洋大学水产与生命学院海洋生物系统和神经科学研究所上海201306

鱼类和水生两栖类(或幼体),具有特殊的侧线机械感受系统,以感受和分析周围水流微小的时空动态变异,提供鱼体即时的位向和环境水动态信息,助其判断水流属性,完成摄食、避敌、生殖、集群、导航和通讯等复杂行为.侧线机械感受的外周感觉器... 详细信息

鱼类和水生两栖类(或幼体),具有特殊的侧线机械感受系统,以感受和分析周围水流微小的时空动态变异,提供鱼体即时的位向和环境水动态信息,助其判断水流属性,完成摄食、避敌、生殖、集群、导航和通讯等复杂行为.侧线机械感受的外周感觉器官主要为两类"神经丘":感受流体加速度(或压力差)和平行于体轴的流向信息,一般是位于体表侧线管道中的"管道神经丘";感受流体速度和垂直于体轴的流向信息,位于鱼体表面的"表面神经丘".两者都由感觉毛细胞和包裹的胶质顶组成.当接触流体的振动波时,胶质顶带动其内部的纤毛束发生定向摆动和偏转,打开毛细胞膜的离子通道,改变细胞的内外电位差,将流体机械信息转换成神经电信号传入.两类神经丘的大小、形状和排列方位(互成90°)不同,并由各自的神经支配.神经丘数目繁多,以特定的模式遍布鱼表,全方位地收集各部位不同瞬间的水动力变化信息,并由专一的侧线传入神经分支至中枢神经各级侧线中心,系统地综合分析.侧线感受器结构的精致程度和侧线系统在鱼体分布空间模式的复杂性,是依鱼的种类(系统进化地位)、水流生境及特殊行为等多方面需求形成.该系统已吸引了科学家近百年的研究,在物种间表观形态和生态行为多样性等,尤其是功能形态和神经电生理学方面,颇有进展.近年来,运用数学、物理、计算科学和纳米技术等多学科交叉研究,正起步开拓其仿生学应用.为进一步推动对侧线生物学和水动力机械感受器模式及其智能仿生学交叉研究领域的发展,本文以鱼类侧线研究的新发现和认识为基础,结合近年来有关侧线系统的研究文献,对侧线机械感受器的结构机理、发育模式、神经功能特性以及仿生学研究的进展与展望等方面进行综述.

关键词：侧线系统机械感受器神经丘人工侧线系统智能仿生

鳜(Siniperca chuatsi)后部侧线系统胚后发育

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海洋与湖沼 2021年第1期52卷 222-230页

作者：张瑞祺赵金良上海海洋大学农业农村部淡水水产种质资源重点实验室上海201306 上海海洋大学水产动物遗传育种中心上海市协同创新中心上海201306

利用神经丘荧光染色、组织切片、扫描电镜对鳜(Siniperca chuatsi)后部侧线系统的胚后发育过程与结构特点进行了研究。结果显示,在6-10 dpf期间躯干已出现前体管道神经丘(L1-L7),至58 dpf后部侧线系统主要结构发育完成,23-58 dpf后部侧... 详细信息

利用神经丘荧光染色、组织切片、扫描电镜对鳜(Siniperca chuatsi)后部侧线系统的胚后发育过程与结构特点进行了研究。结果显示,在6-10 dpf期间躯干已出现前体管道神经丘(L1-L7),至58 dpf后部侧线系统主要结构发育完成,23-58 dpf后部侧线系统神经丘结构变化、数量增长均较为明显,同时侧线管道也在这一时期建立完成;躯干上由水平、垂直方向敏感的表面神经丘交替排列,躯干侧线管道系统属于完整弓形结构,管道侧线与表面神经丘均集中排列于躯干背侧。研究结果表明,鳜侧线管道结构、神经丘结构发育与排布方式增强了其后部侧线系统对上层水体的感知能力,上述结构特征与鳜底栖生活习性相适应。本研究为解读鳜侧线系统结构提供了重要研究资料,也为鲈形目其他鱼类的比较研究提供了具体参考。

关键词：鳜后部侧线系统发育神经丘侧线管道

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鳜颅部侧线系统的胚后发育

南方水产科学 2020年第6期16卷 57-66页

作者：张瑞祺赵金良郝月月宋银都上海海洋大学/农业农村部淡水水产种质资源重点实验室/水产动物遗传育种中心上海市协同创新中心/水产科学国家级实验教学示范中心上海201306

该研究利用神经丘荧光染色、扫描电镜对鳜(Siniperca chuatsi)颅侧线系统的胚后发育过程与结构进行了观察研究。结果显示,鳜颅部侧线系统胚后发育中,受精后第4天(4 dpf,day post fertilization)前体管道神经丘(Presumptive canal neurom... 详细信息

该研究利用神经丘荧光染色、扫描电镜对鳜(Siniperca chuatsi)颅侧线系统的胚后发育过程与结构进行了观察研究。结果显示,鳜颅部侧线系统胚后发育中,受精后第4天(4 dpf,day post fertilization)前体管道神经丘(Presumptive canal neuromast,PCN)出现,至30 dpf数量趋于稳定,表面神经丘(Superficial neuromast,SN)在16 dpf出现,之后在颅顶部大量分布,前鳃盖表面少量分布,下颌未见;颅部侧线管道建立始于19~22 dpf,于37 dpf完成,主要为上眶线、下眶线、下颌线和前鳃盖线,同时耳后线将上下眶线与前鳃盖线连通,颞上线起始于前鳃盖线背侧末端与上眶线旁线向颅顶部延伸;背侧管道神经丘发育速度快于腹侧,颅顶部管道系统相对密集,SN分布较集中。研究表明,鳜颅部侧线系统是其侧线系统的重要组成部分,颅部侧线管道属于简易分支型,颅顶部管道系统相对密集和SN相对集中构成了鳜颅顶部完善的侧线系统结构。

关键词：鳜颅部侧线系统侧线管道神经丘发育

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西伯利亚鲟仔鱼侧线系统的发育

Zoological Research 2012年第3期33卷 261-270页

作者：宋炜宋佳坤上海海洋大学海洋生物系统和神经科学研究所上海201306 上海海洋大学水产与生命学院上海201306 农业部东海与远洋渔业资源开发利用重点实验室中国水产科学研究院东海水产研究所上海200090

鲟鱼属软骨硬鳞鱼,在电感受器的进化中占据着极为重要的地位。该文以光镜和扫描电镜手段研究了西伯利亚鲟侧线系统早期发育,包括侧线基板发育及感觉嵴的形成、侧线感受器的发育和侧线管道的形成。1日龄,听囊前后外胚层增厚区域出现6对... 详细信息

鲟鱼属软骨硬鳞鱼,在电感受器的进化中占据着极为重要的地位。该文以光镜和扫描电镜手段研究了西伯利亚鲟侧线系统早期发育,包括侧线基板发育及感觉嵴的形成、侧线感受器的发育和侧线管道的形成。1日龄,听囊前后外胚层增厚区域出现6对侧线基板;除后侧线基板细胞向躯干侧面迁移外,其他侧线基板均形成感觉嵴结构;每一侧线基板中均有神经丘原基形成。7日龄,壶腹器官在吻部腹面两侧出现,壶腹器官的发育比神经丘晚一周左右。9日龄,神经丘下的表皮略有凹陷,侧线管道开始形成。29日龄,在吻部腹面两侧可见少数个别的壶腹器官表皮细胞覆盖壶腹器官中央区域留下3～4个小的开口;壶腹管内可见大量的微绒毛存在,在其他鲟形目鱼类、软骨鱼类中也存在类似的结构。57日龄,躯干侧线管道已完全埋于侧骨板中;壶腹器官主要分布在吻部腹面,3～4个聚集在一起,呈"梅花状",分布紧密,并且该部分皮肤表面凹陷,形成花朵状凹穴;侧线系统发育完善。

关键词：鲟鱼神经丘壶腹器官电感受器侧线基板