神经环路的信息传递通常需要构建拓扑映射图，使神经元胞体位置与突触靶位位置相互对应。为探究拓扑映射图的发育调控机制，本文研究斑马鱼迷走神经运动轴突向咽弓靶向投射的分子机制。研究发现，视黄酸通过赋予迷走运动神经元前后轴身份特征，构建神经拓扑结构；HgfMet 趋化信号是迷走神经支配咽弓所必需的信号通路。本研究证实：视黄酸调控 Hgf/Met 信号的时空动态变化，使轴突靶向投射与咽弓的发育进程协同匹配；实验人为改变 Hgf/Met 信号的激活时间，即可重定向轴突投射、破坏拓扑映射图。本研究揭示了一类拓扑映射图发育机制：依靠对趋化信号的时空调控，引导轴突完成靶向投射。【详细】

吞噬细胞清除死亡细胞是许多生物体内神经发育的重要环节。小胶质细胞是中枢神经系统（CNS）中的主要吞噬细胞，但其他胶质细胞的参与程度尚不明确，尤其是在稳态条件下。在斑马鱼视顶盖（OT）发育过程中，我们观察到放射状星形胶质细胞从其基底突起形成动态的球形突起。我们将这类突起称为“蝎形头”，其出现与视顶盖中神经元细胞死亡的波状过程相吻合。研究发现，蝎形头会在磷脂酰丝氨酸暴露后迅速包围大部分濒死神经元。但与传统吞噬体不同，蝎形头可存活数小时，且极少发生酸化或被内化。相反，小胶质细胞会侵入蝎形头并清除其内容物以完成降解。本研究揭示了放射状星形胶质细胞在稳态细胞清除中的主动作用，以及斑马鱼视顶盖发育过程中小......【详细】

胚胎细胞间隙液（IF）的积聚被认为对胚胎的模式形成和形态发生具有重要作用。本研究发现了细胞迁移与间隙液重新定位之间存在正向机械反馈环路，并证实该环路能够促进斑马鱼原肠胚形成过程中胚胎轴的形成。研究表明，前轴中胚层内胚层（脊索前板[ppl]）细胞会在卵黄细胞与深层细胞组织之间移动以延伸胚胎轴，它们会挤压上方的深层细胞层，从而使间隙液从深层细胞层流向卵黄细胞与深层细胞层之间的边界，且该流动方向直接位于脊索前板推进方向的前方。而这种间隙液的重新定位又会通过为脊索前板细胞的移动开辟空间，进而促进其突起的形成与迁移，同时也增强了脊索前板通过挤压上方深层细胞层来触发间隙液重新定位的能力。由此可见，胚胎轴的......【详细】

尽管利用模型系统研究具有较大效应的突变机制是常见做法，但我们在此重点介绍斑马鱼模型系统对基因 GRIK5 的研究如何帮助阐明血管生物学与眼部疾病相关的机制。GRIK5 基因是导致眼部疾病多基因易感性的因素之一。将参考转录组面板得出的基因表达预测应用于范德比尔特大学医学中心的大型电子健康记录（EHR）关联生物样本库 BioVU 后，发现 GRIK5 表达降低与多种眼部疾病相关。我们通过敲除斑马鱼中的 GRIK5 同源基因来验证其功能，观察到眼部血管数量和完整性减少，且血管通透性增加。对超过 260 万名范德比尔特受试者的电子健康记录分析显示，眼部疾病与血管疾病存在显著共病关系（相对风险为 2 至......【详细】

造血干细胞（HSCs）确保一生中所有血液谱系的持续供应。在应激状态下，造血干细胞具有广泛的增殖扩增能力，而在稳态状态下，造血干细胞主要保持静止状态以防止其耗竭。DNA复制是一个极为复杂的过程，众多因子需以完美协同的方式发挥功能。微小染色体维持蛋白10（Mcm10）是一种重要的复制因子，是真核复制叉正确组装所必需的。本研究利用斑马鱼研究mcm10在胚胎发育过程中的作用，发现mcm10特异性调控造血内皮细胞向造血干细胞的分化 emergence。研究表明，mcm10缺陷型胚胎在新生造血干细胞中出现DNA损伤积累，诱导其发生凋亡。敲低p53可挽救该表型。综上，本研究结果表明mcm10在确定性造血发生......【详细】

突触结合蛋白4（syt4）属于突触结合蛋白蛋白家族，人类和斑马鱼中分别有17个和28个家族成员。在斑马鱼和啮齿动物中，已知syt4在发育早期的整个中枢神经系统中大量表达。在成年啮齿动物体内，该基因的表达转而主要集中于小脑，且大多存在于浦肯野细胞（一种γ-氨基丁酸能神经元）中。然而，目前尚无关于syt4在成年斑马鱼脑中表达模式的相关报道。因此，我们推测syt4的表达在成年斑马鱼中具有保守性，且特异性定位于小脑的γ-氨基丁酸能神经元（很可能是浦肯野细胞）。为验证这一假设，我们首先证实斑马鱼基因组中仅保留一个syt4基因拷贝，且该基因与其他脊椎动物的syt4基因为直系同源基因。我们还在菱脑的多个结构......【详细】

器官形态发生涉及组织特性的动态变化，同时细胞会通过机械敏感通路适应其机械环境。机械信号在形态发生过程中如何影响细胞行为仍不明确。本研究以心脏瓣膜发育的斑马鱼房室管（AVC）形成为研究对象。研究发现，房室管形成于组织汇聚区域，该区域伴随肌动球蛋白网络激活增强以及细胞取向改变。研究证实，组织汇聚的发生是由机械力以及机械敏感通道TRPP2/TRPV4触发细胞体积减小所导致。此外，研究发现细胞外基质成分透明质酸可调控细胞体积变化。综合来看，研究数据表明多种力敏感信号通路共同作用以调节细胞体积。研究得出结论，细胞体积减小是心脏血管形态发生过程中由机械转导激活的关键细胞特征。该研究进一步揭示了机械力和细胞......【详细】

急性脑血管疾病（如缺血性中风）发作时，会对区域脑血管网络和神经元组织造成损伤。促进血管再生是最具前景的治疗方法。为探究脑血管再生背后的细胞和分子机制，我们利用基因消融和光化学血栓形成两种方法构建了斑马鱼脑血管损伤模型。尽管脑实质在生理上不存在淋巴管，但我们发现脑血管损伤会诱导脑膜淋巴管快速长入受损的脑实质。长入的淋巴管一方面形成管腔，引流组织液以缓解脑水肿；另一方面则作为新生血管的“生长轨道”发挥作用。脑血管再生完成后，长入的淋巴管会发生凋亡并被清除。本研究揭示了脑膜淋巴管的一种病理功能——其会以此前未被发现的方式长入脑实质，同时也明确了淋巴管作为血管“生长轨道”的全新功能。【详细】

大多数癌症会重新激活端粒酶以维持端粒长度，从而获得永生能力。包括黑色素瘤在内的多种癌症中均发现了端粒酶启动子激活突变。然而，端粒酶在肿瘤发生过程中是否以及何时被严格要求发挥作用，目前尚不清楚。我们将端粒酶突变体 ((tert ^{-1-} )) 与两种已建立的斑马鱼黑色素瘤模型相结合。研究发现，(tert ^{-1-}) 黑色素瘤的初始发生率和侵袭性与 (tert ^{+/+}) 肿瘤相似。但此类肿瘤最终会出现生长停滞并消退。晚期 (tert ^{-1-}) 肿瘤表现出细胞增殖减少、凋亡增加以及黑素细胞分化增强的特征。值得注意的是，这些肿瘤显示出免疫细胞浸润增强的现象，且当移植......【详细】

心脏损伤会导致心肌细胞丢失，在斑马鱼中，存活细胞的增殖会快速替代丢失的心肌细胞，但哺乳动物却无法做到这一点。无论是具有再生能力的斑马鱼还是无再生能力的哺乳动物，心脏损伤都会引发持续的巨噬细胞反应。在斑马鱼心脏再生过程中，巨噬细胞是心肌细胞增殖所必需的，但巨噬细胞促进这一关键过程的机制从根本上来说仍不明确。本研究利用斑马鱼幼虫心脏损伤模型中心跳同步的活体成像技术、RNA测序以及巨噬细胞缺失基因型，对巨噬细胞的功能进行了表征，并发现这些细胞会激活心外膜，进而诱导心肌细胞增殖。从机制上来看，巨噬细胞被特异性募集至心外膜-心肌微环境，触发心外膜的扩张，而心外膜会上调vegfaa的表达，从而诱导心肌细胞......【详细】