台大：NMT发现精氨酸抗利尿激素敲低致斑马鱼胚胎离子细胞泌H+↓ 为探究其参与调节离子和酸碱平衡机制提供依据

转自中关村旭月非损伤微测技术产业联盟

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林豊益《NMT在斑马鱼离子细胞的应用：从生理到环境毒理》

基本信息

主题：NMT发现精氨酸抗利尿激素敲低致斑马鱼胚胎离子细胞泌H⁺↓ 为探究其参与调节离子和酸碱平衡机制提供依据

期刊：International Journal of Molecular Sciences

研究使用平台：NMT斑马鱼创新平台

标题：Arginine Vasopressin Modulates Ion and Acid/Base Balance by Regulating Cell Numbers of Sodium Chloride Cotransporter and H⁺-ATPase Rich Ionocytes

作者：台湾大学周铭翊、中研院细胞与个体生物学研究所黄鹏鹏

检测离子/分子指标

H⁺

检测样品

斑马鱼胚胎皮肤离子细胞

中文摘要（谷歌机翻）

精氨酸抗利尿激素（Avp）是一种保守的多效激素，已知可以调节水的重吸收和离子平衡。然而，影响其作用的许多机制仍不清楚。研究使用斑马鱼胚胎来研究Avp如何调节离子和酸碱稳态。将胚胎在双蒸水中孵育24 h后，avp mRNA表达水平显著上调。通过反义吗啉寡核苷酸（MO）敲低AVP蛋白表达的减少的离子细胞相关基因的表达和下调全身Cl^-含量和H⁺的分泌，而Na⁺和Ca²⁺水平不受影响。Avp拮抗剂SR49059的孵育也下调了氯化钠共转运蛋白2b （ncc2）的mRNA表达，后者是负责Cl^-吸收的转运蛋白。相应地，avp morphants显示较低的NCC和H⁺-ATPase富集（HR）细胞数目，但Na⁺/K⁺-ATPase富集（NaR）细胞数目保持不变。avp MO还下调了foxi3a和p63表达细胞的数量。最后，降钙素基因相关肽（cgrp）及其受体降钙素受体样1（crlr1）的mRNA表达水平在avp morphants中下调，表明Avp可能影响Cgrp和Crlr1调节Cl^-平衡。总之，本研究结果揭示了Avp调节离子和酸碱平衡的分子/细胞途径，从而提供了对其功能的新见解。

离子/分子流实验处理方法

斑马鱼胚胎在1-2细胞期

· 对照组

· 精氨酸抗利尿激素（Avp）敲低组

离子/分子流结果

Avp敲低组斑马鱼胚胎离子细胞，H⁺分泌较对照组弱。

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图1. 下调Avp对3dpf时卵黄囊离子外排的影响。正值代表Ｈ⁺外排。

其他实验结果

Avp及其受体在斑马鱼组织中广泛表达。
avp敲低下调Avp蛋白表达。
Avp调节离子细胞的功能。
Avp调节斑马鱼胚胎皮肤上的离子细胞数量。
Avp敲低组显示Cgrp及其受体Crlr1的表达减少。

结论

研究在斑马鱼中观察到的Avp对体液Cl^-和酸碱平衡的积极调节作用，与它在哺乳动物肾脏中的已知生理功能相一致。本研究进一步揭示了Avp对Ncc2b和H⁺-ATPase在mRNA和蛋白水平上表达的新影响。研究首次证明Avp调节上皮干细胞和离子细胞祖细胞的细胞数量，以控制NCC和HR细胞的数量并调节Cl^-吸收和酸分泌。而且，这种调节机制可能是由Avp和Cgrp-Crlr1信号传导之间的串扰所介导的。有趣的是，斑马鱼的皮肤/鳃离子细胞和哺乳动物的集合管夹层细胞显示出类似的细胞分化途径，其中涉及类似的信号传导成分（即Fox和Notch）。目前关于斑马鱼Avp的研究结果为进一步研究Avp是否也通过调节哺乳动物肾脏的细胞分化来控制上皮的Cl^-吸收和酸分泌功能提供了依据。因此，本研究结果为荷尔蒙控制体液Cl^-和酸碱平衡提供了新的见解，增加了对脊椎动物内分泌学的了解。

离子流实验使用的测试液

300 µM 3-(N-morpholino)propanesulfonic acid (MOPS) buffer (Sigma), 0.1 mg/L ethyl 3-aminobenzoate (Tricaine, pH 7.0)

NMT实验标准化方案

·斑马鱼NMT标准化方案

NMT仪器信息

·活体培养环境监测仪

·智能自动化非损伤微测系统

文章原文：https://www.mdpi.com/1422-0067/21/11/3957

《NMT论文集 2021·上》已出版

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