徕卡征文大赛好文分享| 斑马鱼的“精彩”世界
以下内容来自徕卡征文大赛投稿文章，作者薛钰，来自闽南师范大学，拍摄所用徕卡显微镜型号为徕卡SP8共聚焦显微镜和:THUNDER 3D cell culture 高分辨快速活细胞成像系统
作者风采
薛钰
博士 副教授 闽南师范大学
福建省菌类活性物质工程技术研究中心
2014年于清华大学生命科学学院获得发育生物学方向博士学位。目前所从事的研究主要是通过构建多种斑马鱼疾病模型，包括肿瘤免疫、心血管疾病、骨质疏松、糖代谢疾病等，并针对不同疾病模型，结合当地具有区域特色的食（药）用菌，进行天然提取的活性物质筛选及作用机理研究。研究成果成果发表在《Nature Communications》、《Journal of Natural Products》、《International Journal of Biological Macromolecules》等期刊。
我们实验室主要是利用斑马鱼构建疾病病理模型，用于研究疾病进展过程的分子机制，并进行药物筛选及药物机理。初次接触斑马鱼还是十多年前，我进入我导师孟安明院士课题组攻读博士，从此与斑马鱼结缘，认识了斑马鱼的多彩世界。
目前我们实验室从事的研究方向之一是关注疾病与血管之间的关联，肿瘤的生长伴随着肿瘤间血管的增生和紊乱，斑马鱼由于胚胎透明，血管发育及分子调 控与哺乳动物高度保守，通过对转基因品系中荧光蛋白的实时观察，能从时间和空间维度很好地剖析疾病进程，并能够观察抗肿瘤药物发挥功效的时间，我们从新加坡国立大学宫志远教授及中国海洋大学赵呈天教授课题组获赠斑马鱼条件性诱导肝癌品系KrasG12V , 与血管内皮细胞特异表达的转基因品系Tg(flk:mcherry)杂交获得双转基因品系，于是有了图一的故事，我们称之为“肿瘤与血管的相爱相杀”。在该模型中，通过药物诱导肝癌的发生，随着时间推移， 我们观察到肿瘤逐渐增大，并且肿瘤组织中的血管出现增生、紊乱等现象，随着诱导时间延长，肿瘤迅速生长，血管紊乱进一步加重。当加入本课题组提取的天然活性物质，发现仅仅经过24小时，肿瘤生长就明显受到抑制，而肿瘤间血管紊乱也得到显著改善（图一）。
图一 肿瘤与血管的相爱相杀。徕卡 SP8 共聚焦拍摄
第一到第六列为药物诱导肿瘤形成，第七列为加入抗肿瘤药物后对肿瘤及血管的抑制效果。绿色指示肝脏肿瘤，红色指示血管。
血管除与肿瘤生长紧密相连，与其他多种疾病也息息相关，如糖尿病引发的血管病变是造成糖尿病患者死亡的主要原因。在研究肿瘤血管基础上，我们还构建了血管损伤模型来筛选促血管生成的药物，图二描述的是在血管内皮细胞特异表达荧光的转基因品系Tg(fli:GFP)、Tg（flk:mcherry）中通过基因敲降诱导血管发育缺陷，包括断裂、缺失等表型，随后加入多糖类药物处理，观察到药物能使受损部位的血管恢复正常。
图二 多糖类药物修复血管损伤。徕卡 SP8 共聚焦拍摄
除研究血管以外，我们对骨骼疾病也有关注，图三是利用成骨细胞特异表达的品系Tg(osx:mcherry)和标记信号通路的Tg(BRE:GFP)杂交获得双转基因品系， 用于研究多糖类药物对斑马鱼头骨、尾鳍再生的影响。
图三 多糖类药物促进斑马鱼头骨及尾鳍发育。徕卡 SP8 共聚焦拍摄
徕卡 SP8 共聚焦为我们以上的研究提供有力的实验工具和精美的图片。但是，斑马鱼胚胎比较大，有时候我们需要观察整个胚胎的高清全貌；这就需要快速的荧光大图拼接。我们通过Thunder 3D Cell Culture在半分钟左右可以获得整个斑马鱼胚胎的拼接全貌，而放大也有很好的结构细节。会比低倍率下的单张图片信息丰富很多。
图四：斑马鱼胚胎全貌，大图拼接。
宽场和THUNDER拍摄同一条鱼的图像对比。
另外，除了使用共聚焦做精美图片成像，斑马鱼胚胎也有大量的动态成像需要。因为生理机制和生命活动信息是体现在Invivo动态过程中的。这时候我们就需要快速而又高清的动态成像工具，来作为互补。下面展示一下我们还通过Thunder 3D Cell Culture拍摄的斑马鱼活体中血细胞的流动过程。
视频1和视频2是观察不同时期斑马鱼活体中的血细胞流动过程，随着胚胎发育，血细胞流动速度加快，利用这种实时观测可以观察疾病模型组和药物处理组血管中血细胞的数量及流动速度变化。
巧妇尚且难为无米之炊，有了徕卡这优质“米”，能让我们更深入地探索未知的科学问题，并将答案以如此绚烂多彩的方式呈现于读者面前；有了徕卡这优 质“米”，小小鱼儿，亦能发挥大大的能量！
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