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利用模式生物进行研究是推动生命科学发展的重要手段之一。斑马鱼具有繁殖能力强、体外受精和体外发育、胚胎透明等诸多优点，且在基因组成上与人类具有高度相似性，这些特点使斑马鱼成为继小鼠之后的又一个重要的模式脊椎动物，其研究内容已深入到生命科学研究的各个领域。近年来研究发现，斑马鱼的尾鳍和损伤约20%的心脏能够完全再生，其出色的组织再生能力受到越来越多干细胞和再生医学研究者的关注。以斑马鱼为模式动物的再生生物学研究，将进一步推动干细胞和再生医学研究的发展。像其它的大多数可再生动物一样，斑马鱼能够通过形成芽基再生复杂的组织结构。芽基被认为是由一群处于未分化状态的间质样的细胞所组成，但对芽基细胞的起源及其分化机制方面的研究尚无定论，组织再生过程相关基因和关键调控因子等的活动情况报道较少。为了弄清芽基如何再生并恢复原有的复杂结构，我们对斑马鱼下颌进行剪切处理对其造成一定程度的损伤，进行组织再生机制的相关研究。已知在胚胎发育时期，斑马鱼的下颌的组织形成主要受颅神经嵴干细胞迁移分化的调控，包括皮肤、骨骼、肌肉、色素细胞以及其他结缔组织等，结构相对复杂。以此为模型，将有助于了解更复杂的组织再生机制。我们首先通过整体标本透明染色、显微观察、组织切片多重染色技术等组织形态学研究手段，对斑马鱼下颌的整个再生过程进行观察研究。发现在切除约1/3下颌后的1-2天，创面已形成较完整的表皮组织；3-4天表皮下陡然出现大量的成纤维细胞样梭形细胞即芽基细胞；接着第5天开始，芽基细胞的形态再次发生改变，其形态和极性与邻近的组织细胞十分相似，并逐步分化形成各种组织，包括软骨、成骨、肌肉以及黑色素细胞在内的各种丢失的组织，可在1-2个月内重新长出。据于以上再生过程的发现，我们认为一周内为斑马鱼下颌再生的主要发生期，其中包括炎症反应及上皮组织再生、芽基细胞形成、芽基细胞的再分化（芽基重塑）三个细胞形态转变关键时期，其各自的发生起始时间约为剪切后的2小时、2天和5天，此关键时间点的确定将是寻找芽基细胞起源、解析再生芽基重塑机制的重要细胞形态学依据。通过免疫组化实验，进行CK19（细胞角蛋白19）和α-SMA（平滑肌动蛋白）检测，发现芽基细胞均呈不同程度的阳性表达，说明芽基细胞可能具有多种细胞特性，处于多潜能性分化状态；运用qRT-PCR和转录组测序（RNA-Seq）等分子技术，结合组织切片的观察分析，发现有核血细胞、成纤维细胞、受损肌肉细胞以及色素细胞等首先转变为芽基细胞，后者起源于两类前体细胞，即foxi1表达阳性的神经嵴样细胞和isl阳性的中胚层祖细胞，随后发生芽基细胞的间质化和软骨成骨等；据于关键时间点的RNA-Seq分析发现，部分Hox定位基因适时调控斑马鱼的下颌再生，且有相同数量的3’和5’端Hox基因在芽基结构重塑期呈明显高表达；通过组织切片的RNA原位杂交，对芽基结构重塑期的组织特异性基因的表达模式进行分析，显示hoxa2b基因在将要形成的软骨中心表达，并与foxi1和sox9a基因的表达区域部分重叠，而hoxa11b和pax3a基因分别表达于芽基间质和肌肉前体细胞。这些结果表明斑马鱼下颌芽基再生保留了两类先祖细胞的调控信号通路，这些信号共同调控了芽基骨骼形成和中胚层间质区域分划。据于以上实验，我们提出了一个新型的再生诱导模型：组织损伤诱导一系列调节因子释放，后者实时地诱导芽基形成和特异性分化。