脊椎動(dòng)物的器官形成是一個(gè)復(fù)雜而又難以看到的發(fā)育過(guò)程。然而，依賴于轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展起來(lái)的細(xì)胞命運(yùn)追蹤和組織特異呈像技術(shù)，就像黑暗中的燈光，可以照亮器官發(fā)現(xiàn)難以觀察到的細(xì)節(jié)。就肝臟器官發(fā)育研究來(lái)說(shuō)，本世紀(jì)以來(lái)雖已獲得過(guò)幾個(gè)標(biāo)示肝臟發(fā)育的轉(zhuǎn)基因斑馬魚(yú)品系，但迄今還沒(méi)有報(bào)道過(guò)能標(biāo)示肝臟全程發(fā)育特別是前期發(fā)育的轉(zhuǎn)基因魚(yú)。

 

最近，中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所桂建芳研究員主持的實(shí)驗(yàn)室在對(duì)銀鯽和石斑魚(yú)14kDa阿樸脂蛋白（Apo-14）進(jìn)行了分子和表達(dá)特征研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了Apo-14在斑馬魚(yú)胚胎發(fā)育中的時(shí)空表達(dá)圖式，分離出斑馬魚(yú)Apo-14的啟動(dòng)子序列，構(gòu)建出由Apo-14啟動(dòng)子序列驅(qū)動(dòng)綠色熒光蛋白報(bào)告基因表達(dá)的轉(zhuǎn)基因斑馬魚(yú)Tg(Apo14: GFP)，并觀察到其母源表達(dá)和受精后轉(zhuǎn)位。

 

用該轉(zhuǎn)基因魚(yú)雄魚(yú)與野生型雌魚(yú)交配，在其雜合胚胎中可以追蹤綠色熒光蛋白起始表達(dá)的細(xì)胞及其詳細(xì)的發(fā)育行為。有意思的是，當(dāng)胚胎發(fā)育至10小時(shí)尾芽剛剛顯現(xiàn)時(shí)，Apo-14啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的綠色熒光蛋白開(kāi)始在卵黃多核層（YSL）表達(dá)，并在16至17小時(shí)胚胎發(fā)育到14體節(jié)時(shí)，其典型的鹽椒狀表達(dá)圖式在卵黃多核層中明顯可見(jiàn)。到20小時(shí)時(shí)，一個(gè)綠色熒光點(diǎn)出現(xiàn)在脊索和卵黃囊之間靠近視泡的區(qū)域，該熒光點(diǎn)隨后被證實(shí)為發(fā)育成肝臟的肝原基。

 

進(jìn)而，他們以此為標(biāo)記，詳細(xì)觀察記錄了肝臟器官發(fā)生的動(dòng)態(tài)過(guò)程，因?yàn)锳po-14啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的綠色熒光蛋白持續(xù)地表達(dá)在肝原基和成魚(yú)肝臟中的成肝細(xì)胞、肝祖細(xì)胞和肝細(xì)胞中。此外，還觀察到肝祖細(xì)胞和卵黃多核層中的陽(yáng)性細(xì)胞核有相似的形態(tài)特征，推測(cè)它們可能起源于早期胚胎的同一前體細(xì)胞?？傊?，這一成果為研究肝臟發(fā)育及其器官發(fā)生提供了一個(gè)從早期內(nèi)胚層細(xì)胞就開(kāi)始表達(dá)，直到完整的肝臟器官形成都可觀察的新的轉(zhuǎn)基因魚(yú)。

 

該研究得到國(guó)家基礎(chǔ)研究973計(jì)劃和國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主研究項(xiàng)目的資助，主要由博士研究生王銳等完成，研究論文于7月22日在《公共科學(xué)圖書(shū)館—綜合》（PLoS ONE）上在線發(fā)表。