国内爪蟾实验室介绍
以下是国内使用爪蟾(非洲爪蟾或热带爪蟾)作为实验动物的主要实验室及其研究内容的综合介绍,基于公开资料和爪蟾相关研究的常见应用方向整理而成:
1. 施一公实验室(西湖大学)
研究内容:
聚焦结构生物学与疾病机制研究,利用爪蟾卵母细胞表达系统解析膜蛋白(如离子通道、受体)的三维结构及功能特性。爪蟾卵母细胞因其高效异源蛋白表达能力和易于电生理记录的特点,被广泛用于研究神经递质受体、药物靶点蛋白的分子机制。
2. 陈永龙实验室(中国科学院再生生物学实验室/南方科技大学生命科学学院)
该实验室与李立教授课题组合作,利用热带爪蟾(Xenopus tropicalis)研究基因组三维结构的动态变化及其调控机制。通过结合三代测序和Hi-C技术,团队重新组装了热带爪蟾的基因组,并揭示了染色质三维拓扑结构域(TAD)在胚胎发育中的动态建立过程。研究发现,转录并非TAD形成的必要条件,而染色质重塑复合体ISWI中的SNF2H ATPase对CTCF结合和TAD结构至关重要。此外,团队还发现爪蟾精子中缺乏TAD结构,这一现象为研究进化中的染色质调控机制提供了新视角。
3. 毛炳宇实验室(中国科学院昆明动物研究所)
研究内容:
研究爪蟾胚胎早期神经系统特化机制,尤其是背腹轴形成和神经管发育的分子调控。通过显微注射反义吗啉寡核苷酸(MO)敲低目标基因,结合原位杂交技术解析神经嵴细胞迁移与分化的调控网络。
4. 沈万华实验室(杭州师范大学)
研究内容:
利用爪蟾胚胎透明特性,研究突触发育的动态过程及神经环路形成的分子机制。通过药物筛选模型评估表观遗传机制对胚胎发育和神经环路功能的影响,建立突触可塑性的评价体系。
5. 蒋争凡实验室(北京大学)
研究内容:
关注天然免疫信号通路(如cGAS-STING)在爪蟾胚胎发育中的调控作用,结合基因编辑技术研究免疫相关基因对胚胎细胞凋亡和增殖的影响,探索其在抗病毒反应与肿瘤发生中的保守机制。
6. 曹萤实验室(南京大学模式动物研究所)
研究内容:
以热带爪蟾(Xenopus tropicalis)为模型,建立遗传突变体库,研究基因剂量效应对胚胎发育(如原肠运动、器官形成)的影响。结合高通量测序技术解析二倍体爪蟾在功能基因组学中的优势。
7. 胡兵实验室(中国科学技术大学)
研究内容:
利用爪蟾卵母细胞研究离子通道(如TRP通道)的生理功能与药理学特性,通过电生理记录技术筛选天然毒素或合成化合物对通道活性的调控作用,为疼痛和神经退行性疾病药物开发提供依据。
8. 刘缨实验室(中国科学院生物物理研究所)
研究内容:
研究爪蟾胚胎细胞周期调控与染色质动态变化,结合活体成像技术观察早期胚胎分裂过程中细胞骨架的重构机制,探索表观遗传修饰(如组蛋白乙酰化)对发育时序的调控。
9. 秦占芬实验室(中国科学院生态环境研究中心)
研究内容:
评估环境污染物(如内分泌干扰物、微塑料)对爪蟾胚胎发育的毒性效应,建立生态毒理学评价模型。通过表型分析(如畸形率、运动能力)和分子标记检测(如氧化应激基因)揭示污染物的作用机制。
10. 丁小燕实验室(中国科学院上海生物细胞研究所)
研究内容:
研究TGF-β和Wnt信号通路在爪蟾胚胎背部化与肿瘤发生中的双重作用,利用胚胎显微注射技术筛选小分子抑制剂,并验证其对哺乳动物肿瘤细胞迁移的抑制作用。
11. 罗素兰实验室(海南大学生命科学与药学院)
研究内容:
基于爪蟾卵母细胞表达系统,研究海洋生物毒素(如芋螺毒素)对离子通道的靶向作用,结合分子对接技术设计新型镇痛药物,并评估其对神经信号传递的调控效果。
12. 施华宏实验室(华东师范大学)
研究内容:
关注纳米材料与微塑料对爪蟾蝌蚪行为及代谢的影响,利用代谢组学分析环境污染物引起的生理紊乱,建立两栖类动物生态风险评估模型。
13. 吕雪梅实验室(中国科学院昆明动物研究所)
吕雪梅团队与香港中文大学赵晖教授合作,聚焦于非洲爪蟾(Xenopus laevis)和热带爪蟾的种间杂交模型,研究表观遗传修饰在生殖隔离中的作用。他们发现母源H3K4me3修饰通过调控P53信号通路,影响杂交胚胎的发育能力。例如,当以热带爪蟾为母本时,杂交胚胎因H3K4me3水平低导致基因组不稳定,激活P53信号通路并引发发育停滞;而以非洲爪蟾为母本时,高水平的H3K4me3通过抑制P53通路维持胚胎存活。这一研究揭示了表观遗传机制在物种形成中的关键作用。
14. 曹萤实验室(南京大学模式动物研究所)
未在搜索结果中详细描述,但作为模式动物研究机构,可能利用爪蟾进行基因编辑或疾病模型构建,例如通过CRISPR技术研究发育相关基因功能。
总结
上述实验室的研究方向涵盖发育生物学、毒理学、药物筛选、结构生物学等领域,充分利用爪蟾胚胎透明、基因操作便捷、生理系统保守等优势。具体技术包括基因编辑、显微注射、电生理记录及高通量筛选等。更多详细技术方法可参考《爪蟾早期发育实验指南》。