富马酸二甲酯对斑马鱼胚胎早期发育的影响

作者:王雪;彭维兵;王希敏;刘可春;陈锡强;张云 刊名:动物学杂志 上传者:吴联晖

【摘要】为研究富马酸二甲酯对斑马鱼(Danio rerio)胚胎早期发育的影响,选取不同发育阶段的斑马鱼胚胎,用富马酸二甲酯进行染毒处理,观察胚胎形态发育的异常,计算其对不同发育时期胚胎的24 h、48 h半数致死浓度(LC50)和胚胎72 h孵化率,并考察富马酸二甲酯对胚胎血管发育的影响。结果表明,富马酸二甲酯影响斑马鱼胚胎的早期发育,呈剂量依赖性特点,并与开始处理的时间点有关。富马酸二甲酯引起2 hpf(受精后2 h,2 hours post-fertilization)、10 hpf、24 hpf斑马鱼胚胎死亡的24 h LC50值分别为:13.33μmol/L、17.98μmol/L、32.50μmol/L,48 h LC50值分别为:13.31μmol/L、16.35μmol/L、22.50μmol/L;长期低浓度富马酸二甲酯(≥6μmol/L)作用引起胚胎72 h孵化率下降。27.5μmol/L富马酸二甲酯作用后会显著降低胚胎血管内皮生长因子受体2(VEGFR2)的表达水平。

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富马酸二甲酯(dimethylfumarate,DMF),又名延胡索酸二甲酯,是一种具有高抗菌活性的化合物,对微生物具有广谱、高效的抑菌杀菌作用。动物实验表明DMF属低毒物质,无致畸、致癌作用,人畜代谢后无残留(秦钰慧等1989,魏庆仪等1990)。自发现其活性以来,DMF被广泛用于各种日常消费品的防霉、防腐、防虫,并一度作为添加剂用于食品和饲料。近几年欧洲多个国家相继发生因接触DMF处理过的商品引起消费者皮肤炎症的事件(Lefrancetal.2011),DMF应用带来的安全性问题不断暴露。研究表明,DMF易被皮肤吸收,接触低剂量的DMF会引起皮肤过敏和刺激症状(Lefrancetal.2011),在某些情况下甚至会引起急性呼吸系统疾病,2009年欧盟委员会通过了禁止含有DMF的消费品进入欧洲市场的指令。国内也己将DMF从食品和饲料添加剂目录中删除,并禁止产品或包装内使用含有DMF的干燥剂或防霉剂。在国外,DMF作为一种口服药物用于银屑病等皮肤病的治疗己有50多年的历史,能有效缓解炎症反应程度,缩小皮肤损伤面积,长期应用安全性高(Breweretal.2007)。研究发现,它能下调多种促炎性细胞因子的表达水平(Rostami-Yazdietal.2009),如E-选择素、钙黏蛋白,具有免疫调节和神经保护作用,能诱导T细胞的凋亡(Zhuetal.2001),并通过抑制金属蛋白酶活性而降低黑色素瘤细胞的浸润和转移(Valeroetal.2010,Yamazoeetal.2009);能强化肿瘤放疗和药物化疗的疗效(Boivinetal.2011)。与肿瘤类似,临床多种慢性炎症性疾病,如银屑病、糖尿病、风湿性关节炎等均伴有血管数量增加,新生血管的生成有助于维持或增加组织血供,与疾病发展及预后密切相关(Meissneretal.2011)。血管内皮生长因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)是一种重要的血管生成调控因子,通过与几种高亲和力受体(vascularendothelialgrowthfactorreceptor,VEGFR)结合,对血管生成、血管结构完整及功能维持具有重要作用。其中VEGFR2特异性表达于血管内皮细胞或其前体细胞,对血管生成尤为重要。体外实验发现DMF能降低人脐静脉内皮细胞VEGFR2表达,导致内皮细胞无法形成管样结构(Meissneretal.2011),具有抑制血管生成作用。DMF在临床抗炎、抗肿瘤治疗方面具有良好的应用前景。目前国内已报道的DMF毒性方面的研究多应用啮齿动物模型,对DMF应用安全性方面的研究资料尚不全面(刘晓庚2010),DMF在不同动物体内的代谢机理和具体活性代谢物需要进一步明确。斑马鱼(Daniorerio)作为一种理想的脊椎模式动物,广泛用于化合物毒性、药物研发及人类疾病研究,在毒性研究方面胚胎比成鱼具有更高的灵敏性,一些国家已用斑马鱼胚胎替代传统的成鱼进行急性毒性实验。本文以斑马鱼胚胎为动物模型,研究了DMF对斑马鱼胚胎早期发育的影响,为进一步用斑马鱼胚胎进行DMF抗炎、抗肿瘤和体内代谢动力学研究提供基础实验数据。1材料与方法1.1材料1.1.1实验动物实验所用AB系野生斑马鱼(wildtype,ABstrain)和Tg(vegfr2:GFP)转基因斑马鱼,于本实验室参照Westerfield(1995)方法养殖。在正常Tg(vegfr2:GFP)斑马鱼体内,绿色荧光蛋白特异性表达于胚胎和成鱼的血管内皮细胞及其前体细胞。挑选612月龄的健康斑马鱼成鱼用于产卵,

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