斑马鱼深度科研定制化服务

涵盖从药效评价分析到分子作用机制研究的各个步骤

 

相关案例:

 

脑心通(NXT)作为一种中药制剂,由黄芪、丹参、赤芍、当归、桂枝等16种药材组成,具有益气活血、化瘀通络等得作用,临床上已广泛应用于冠心病等心脏疾病的治疗。最近的研究表明,NXT通过影响炎症、凋亡、氧化应激、新生血管形成、胰岛素敏感性和脂/糖代谢,以及恢复缺血损伤,发挥了心脏保护作用。


为了研究NXT对心肌病的心肌保护作用,我们利用特非那定(TFD)构建了斑马鱼心肌病模型,对NXT的药效进行评价。结果显示斑马鱼心肌病模型的心包水肿、静脉充血、血流明显减少、心包面积增大、心率减慢、SV-BA距离异常增加等表型在NXT治疗后得到了显著恢复。因此,NXT可以显著恢复斑马鱼TFD诱导的心肌病的表型。

 

NXT 治疗恢复了斑马鱼胚胎中 TFD 诱导的心肌病。A 4 dpf 时斑马鱼幼鱼的侧视图。TFD 处理组出现心包水肿(红色虚线)和血流减慢(红色箭头)。B 基于红细胞像素密度变化的斑马鱼幼鱼的血流运动比率。C NXT 的最佳回收浓度。D 四组斑马鱼幼虫的心包面积(n=15 个胚胎/组)。E 斑马鱼幼鱼的心率(n=15 胚胎/组)。F 四组斑马鱼幼鱼的 SV-BA 距离。G 96hpf 幼鱼的心脏形态。注意 TFD 治疗组的心室扩大(V 心室;A 心房)。

 

为了确定NXT在治疗心肌病中的分子靶点,从Tg(cmlc2:eGFP)中分离了斑马鱼胚胎心脏,包括对照组、TFD、TFD+NXT和NXT处理组,进行了RNA-Seq分析,然后对筛选基因的表达模式进行聚类分析。

NXT治疗心肌病斑马鱼心脏差异表达基因的转录组分析。A 96 hpf时分离心脏转基因荧光鱼的心脏组织进行转录组分析。B 维恩图和C 热图分析显示对照、TFD、TFD+NXT和NXT组中的差异基因。

 

基于斑马鱼心脏的RNA-Seq数据,总结出斑马鱼中30个与人类同源的DCM相关基因,通过热图聚类分析探索和qRT-PCR验证心肌相关基因和心血管发育相关基因,从结果发现heg1可能是NXT潜在的分子作用靶点。

NXT靶向节点筛选和下游通路验证。通过热图聚类分析探索心肌相关基因 A和心血管发育相关基因 B,并通过qRT-PCR (C,D)进行验证。

 

为了进一步研究heg1信号,利用基因编辑技术CRISPR/Cas9系统构建了heg1△25突变体斑马鱼。heg1△25突变体存在心血管畸形包括心包面积、血流量、心率和SV-BA距离等指标指标异常,在NXT治疗下可以恢复,表明HEG1信号传导可能是NXT治疗心肌病的重要分子靶点之一。

 

NXT修复了heg1△25突变体的心血管畸形。A 96 hpf斑马鱼胚胎的侧视图。heg1△25突变体存在心包水肿(红色虚线)和静脉充血(红色箭头)。B 基于红细胞像素密度变化的三组斑马鱼胚胎的血流运动比率。

 

NXT改善了heg1△25突变体的心血管异常。A Tg(heg1△25;cmlc2:eGFP)接受NXT治疗后改善荧光鱼心脏异常。(V心室;心房)。B Tg(heg1△25;flk1:eGFP)接受NXT治疗后改善荧光鱼血管异常。(DA背主动脉;PCV后主静脉)。