4.1 斑馬魚(yú)鐵調(diào)素基因序列

2002年，Shike等首次從雜交條紋鱸的鰓分離出魚(yú)類鐵調(diào)素（hepcidin），并從金眼狼鱸克隆到cDNA及全基因序列。隨后，國(guó)外研究者利用分子克隆等生物學(xué)技術(shù)從斑馬魚(yú)中成功檢測(cè)或克隆到hepcidin基因，鐵調(diào)素基因的2個(gè)基因hepcidin1和hepcidin2都是由3個(gè)外顯子和2個(gè)內(nèi)含子組成的，白鱸魚(yú)、老鼠和人類都有相同的hepcidin基因。hepcidin1的編碼序列和互補(bǔ)脫氧核糖核酸是相同的。3個(gè)編碼序列的核苷酸替換導(dǎo)致hepcidin2兩個(gè)aa串聯(lián)替換，即亮氨酸55到丙氨酸56，谷氨酰胺55到蘇氨酸56。兩個(gè)鐵調(diào)素上游的基因基本相同，上游地區(qū)包含TATA盒和幾個(gè)公認(rèn)的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)CAAT蛋白（C/EBPa、C/EBPb），肝細(xì)胞的核因子HNF3、HNF4、NF-κB。定量的鐵調(diào)素PCR的分析成為一條線性的10～107拷貝的標(biāo)準(zhǔn)曲線，反轉(zhuǎn)錄酶-聚合酶鏈鎖反應(yīng)的溶解溫度是78.6℃，10ng基因組的DNA能夠準(zhǔn)確反映定量hepcidin對(duì)照基因組DNA。

4.2 斑馬魚(yú)鐵調(diào)素調(diào)控

在生理狀態(tài)下，機(jī)體缺乏鐵排泄機(jī)制，只有通過(guò)控制鐵的吸收和衰老紅細(xì)胞中鐵的再循環(huán)來(lái)維持鐵平衡狀態(tài)。機(jī)體可感知血液中鐵濃度的改變，對(duì)腸道鐵吸收及單核巨噬細(xì)胞鐵釋放進(jìn)行適度調(diào)節(jié)。hepcidin正是這一信號(hào)途徑的鐵調(diào)節(jié)激素，它參與機(jī)體鐵穩(wěn)態(tài)的調(diào)控，在體內(nèi)調(diào)節(jié)鐵離子的動(dòng)態(tài)平衡。Pedro等研究實(shí)驗(yàn)性鐵超量條件下，利用右旋糖酐鐵注射斑馬魚(yú)貧血突變體，初期可逆轉(zhuǎn)貧血現(xiàn)象，8個(gè)月后停止注射，突變體發(fā)展為嚴(yán)重的血蛋白過(guò)少性貧血，定量PCR顯示，肝細(xì)胞內(nèi)hepcidin mRNA水平較初期明顯下降；正常對(duì)照組斑馬魚(yú)經(jīng)注射右旋糖酐鐵18h后，hepcidin mRNA表達(dá)量顯著增加，說(shuō)明鐵水平是調(diào)節(jié)斑馬魚(yú)hepcidin表達(dá)的重要因素之一。鐵過(guò)載時(shí)，該基因在肝臟中的表達(dá)量變化不顯著，卻可上調(diào)其在腎臟中的表達(dá)。上述結(jié)果說(shuō)明，斑馬魚(yú)hepcidin與體內(nèi)鐵離子代謝有相關(guān)性，具體如何調(diào)控及其調(diào)控機(jī)制還有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。

白介素6（IL-6）刺激hepcidin轉(zhuǎn)錄合成的效應(yīng)十分顯著。Elizabeta等經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)，在人及鼠類急性炎性反應(yīng)模型上，IL-6是誘導(dǎo)hepcidin合成的主要原因。2006年，Diedra等報(bào)道IL-6調(diào)控hepcidin的表達(dá)是通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白3（STAT3），IL-6產(chǎn)生后與IL-6受體a和gp130復(fù)合物結(jié)合，從而激活JAKs，JAKs信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白酪氨酸殘基磷酸化進(jìn)而使其激活，其中主要是STAT3，使其形成STAT3二聚體而被激活。激活的STAT3易位到細(xì)胞核內(nèi)調(diào)控hepcidin表達(dá)的基因，從而調(diào)控hepcidin合成。對(duì)于人類來(lái)說(shuō)，IL-6似乎是人類體內(nèi)主要誘導(dǎo)鐵調(diào)素升高的細(xì)胞因子，在斑馬魚(yú)IL-6的作用尚不確定。最近研究表明，HJV是作為BMPs的復(fù)合受體而參與調(diào)控hepcidin的表達(dá)，鐵調(diào)素在人類和老鼠啟動(dòng)因子的結(jié)合位點(diǎn)C/EBPa和C/EBPb也發(fā)現(xiàn)在斑馬魚(yú)hepcidin基因的上游地區(qū)。轉(zhuǎn)錄因子C/EBPa和C/EBPb是激活人類和老鼠hepcidin的推動(dòng)者。因此，斑馬魚(yú)模型對(duì)研究信號(hào)通路可能是有用的。盡管hepcidin表達(dá)最初發(fā)現(xiàn)主要在哺乳動(dòng)物和魚(yú)的肝臟，斑馬魚(yú)腹部器官、皮膚和心臟等臟器均檢測(cè)出hepcidin表達(dá)。

4.3 斑馬魚(yú)鐵調(diào)素與骨代謝相關(guān)研究

目前有文獻(xiàn)報(bào)道，在高鐵環(huán)境下用FAC干預(yù)斑馬魚(yú)4d后，各濃度組骨形成均受抑制，骨形成面積隨FAC濃度增加而降低，提示鐵過(guò)載可抑制斑馬魚(yú)骨骼形成，特別是抑制成骨的發(fā)育；另外有文獻(xiàn)報(bào)道，斑馬魚(yú)破骨細(xì)胞在受精20d后出現(xiàn)。

（姜宇）