近日，温州大学生命科学研究院生物反应器与生物材料课题组在2区杂志《Apoptosis》(2021 IF: 4.677)上发表了“高糖诱导斑马鱼胚胎-幼鱼阶段ROS积累导致线粒体介导的细胞凋亡”的研究性论文。温州大学生命科学研究院金立波博士、许可博士和彭仁义博士为文章的通讯作者，温州大学生命科学研究院李瑶琦研究生和陈倩倩研究生为文章的并列第一作者。

近几十年来，糖尿病已成为世界范围内威胁人类健康的一大慢性疾病，且患者年龄趋于年轻化，但其发病机制尚不清楚，给其治疗带来许多困难。斑马鱼作为一种理想的模型动物，可以很好地模拟人类糖尿病的过程。希望本研究能为青少年2型糖尿病的治疗提供有价值的参考信息。

斑马鱼胚胎-幼鱼作为研究青少年2型糖尿病的优点：（I）经济成本低和体型小、基因的线性同源以及详细的解剖学描述，它们已在糖尿病中成功发展；（II）斑马鱼与人类基因相似度高达70%，并且有相似度高达80%的疾病相关蛋白，它已被广泛应用于疾病模型的开发、基因功能评估、药物筛选、毒性检测和环境健康风险评估；（III）斑马鱼幼鱼实验通量高，胚胎透明，组织器官的发育和变化、血流、心跳等都可以在显微镜下直接进行观察，实验周期短，繁殖能力强，发育速度快，受精后3天左右主要组织器官发育已经完成，幼鱼可有效模拟青少年（IV）研究发现斑马鱼对血糖的调控机制与哺乳动物相似，已上市的几种Ⅱ型糖尿病治疗药物都能显著降低斑马鱼高模型的血糖。同时，斑马鱼也被用于研究胰腺β细胞再生的机制并用于筛选促进胰腺β细胞再生的化合物。有利于研究促进体内脂肪代谢进而开发减肥药物的研究、有利于筛选食物脂肪吸收抑制剂、筛选和评价能够降低体内胆固醇水平的药物；（V）斑马鱼模型可以快捷、高效、直观地评价药物的发育毒性，对发育毒性的预测准确性可以达到80%以上。

实验内容：在本研究中，我们成功地建立了糖尿病斑马鱼幼体模型。此外，对斑马鱼幼体进行了转录组分析，并对斑马鱼幼体进行了葡萄糖诱导的发育毒性、活性氧积累、抗氧化系统功能、细胞凋亡和线粒体功能的检测。

结果：高糖暴露导致斑马鱼幼体存活率降低，引起脊椎畸形和器官水肿。在转录学分析中，10.59%的差异表达基因与细胞凋亡途径相关。葡萄糖暴露激活体内ROS蓄积，且显著降低细胞内钙离子，减弱抗氧化系统，增加细胞凋亡。

结论：斑马鱼作为一种与人类基因组高度同源的模式动物，为探讨T2DM的发病机制进行了研究。本研究成功建立了2型糖尿病斑马鱼幼体动物模型，测定了葡萄糖诱导的发育毒性、ROS积累、抗氧化系统功能、DEGS、细胞凋亡和线粒体功能障碍。有证据表明，葡萄糖暴露导致线粒体介导的细胞凋亡，从而导致斑马鱼幼体的发育毒性。这项研究将为青少年2型糖尿病的治疗提供有价值的参考信息，从而减少T2 DM对发育期健康的损害。

参考文献：

Li Y, Chen Q, Liu Y, Bi L, Jin L, Xu K, Peng R. High glucose-induced ROS-accumulation in embryo-larval stages of zebrafish leads to mitochondria-mediated apoptosis. Apoptosis. 2022 May 21. doi: 10.1007/s10495-022-01731-2. Epub ahead of print. PMID: 35596834.

原文链接：https://doi.org/10.1007/s10495-022-01731-2