Эмбрионы рыб Zebrafish – модель эмбриотоксичности нового поколения

  • Ольга Александровна Аверина ИЦ ВЭК ООО «НИИ Митоинженерии МГУ», Москва, Россия
  • М. Л. Ловать ИЦ ВЭК ООО «НИИ Митоинженерии МГУ», Москва, Россия
  • Е. А. Кушнир ИЦ ВЭК ООО «НИИ Митоинженерии МГУ», Москва, Россия

Аннотация

В течение последних двух десятилетий рыба сем. карповых Brachydanio rerio (Zebrafish) стала одной из наиболее популярных in vivo моделей. За 2016 год было опубликовано 2854 исследований на данной модели, из них 394 - на эмбрионах. Причиной этого является большая трудоемкость и затратность исследований эмбриотоксичности на млекопитающих. Лабораторные рыбы, напротив, имеют ряд уникальных преимуществ: высокая степень сходства молекулярных механизмов развития, функций белков и клеточной физиологии с млекопитающими; высокая плодовитость (самка откладывает до 200 икринок за один акт нереста), что способствует получению статистически достоверных результатов; внешнее оплодотворение, быстрое эмбриональное развитие, прозрачность эмбрионов - позволяет наблюдать и производить манипуляции в режиме реального времени; легкость введения препаратов и возможность их точного дозирования; полностью генотипированы (70% совпадений с человеком), много мутантных линий, 84% генов, связанных с заболеваниями человека, встречаются у Zebrafish; поведенческие реакции могут быть соотнесены с таковыми у грызунов и человека; согласно требованиям биоэтики, эмбрионы относятся к животным только с 144 hpf (часа после оплодотворения). Для демонстрации сферы использования Zebrafish в моделировании патологий человека мы воспроизвели модель фетального вальпроатного синдрома на мальках (эмбриотоксичность противоэпилептического препарата Вальпроат (VPA)). Эмбрионы с 0 по 120 hpf содержались в растворе Egg Water (обратноосмотическая вода, 60мкг/мл морской соли, с добавлением метиленового синего), при температуре воды 28±1°С, со световым режимом 12/12. Мальки опытных групп были инкубированы в растворе VPA125µМ на двух критических стадиях эмбриогенеза: Pharyngula 24-48 hpf (30 день беременности у человека и 12,5 день – у крысы), и Hatching 48-72 hpf (55 и 17 соответственно). На 120 hpf наблюдали: тератогенный эффект VPA по искривленности оси тела и отеку перикарда, скорость развития малька по размеру желточного мешка и наличию плавательного пузыря, а также локомоторную активность при чередующейся освещенности (20Lux/145Lux/ 20Lux). Было показано, что мальки, подверженные VPA125µМ на стадии Hatching 48-72 hpf имеют характерное для крысят и младенцев с фетальным вальпроатным синдромом искривление оси тела и отек перикарда (р<0,01 относительно здоровых мальков). У мальков обеих опытных групп снижена скорость развития (р<0,01) – отсутствует плавательный пузырь, желточный мешок больше на 325% (инкубация 24-48hpf) и 20% (инкубация 48-72 hpf). Локомоторная активность также была снижена относительно здоровых мальков (р<0,03), что можно рассматривать, как повреждающее воздействие VPA на формирование возбуждающих нейромедиаторных систем. У мальков, инкубируемых с VPA125µМ на стадии Hatching 48-72 hpf, подавлена активность на свету на 70% относительно периодов темноты (р<0,01), что может свидетельствовать об отставании в развитии (у позвоночных ганглиозные клетки сетчатки с OFF-ответом созревают раньше, чем с ON-ответом). Таким образом, у эмбрионов рыб Zebrafish выявлены специфические признаки эмбриотоксичности, что позволяет считать их адекватным объектом научных исследований.
Опубликован
2017-07-05
Раздел
Материалы конференций