熊凤编辑
潘鲁湲
斑马鱼具有研究血液系统的天然优势：体小，繁殖力强，胚胎体外发育，胚胎透明，易于活体观察，斑马鱼造血系统相关的转录因子同人类具有高度的同源性，因此斑马鱼已经成为研究体内造血系统发育、功能及相关疾病的理想选择。
斑马鱼造血过程分为两个阶段：首先是原始造血。11hpf，源于中胚层的原始造血细胞主要产生红系和髓系前体细胞，这些细胞可以进一步分化为红系和髓系。30hpf，斑马鱼开始定向造血。斑马鱼的背部主动脉产生造血干细胞，并迁移至尾部造血组织。一部分迁移至胸腺分化成T淋巴细胞，另一部分迁移至肾脏中保持自我更新和分化生各类血细胞，如，红系、淋系、中性粒细胞系等（图1）[1]。
图1斑马鱼血液系统发育[2]
得益于各种特异性表达荧光蛋白的转基因斑马鱼品系，帮助我们标记目标组织和细胞，可以清晰直观地观察到活体特异细胞的动态生物学过程。国家斑马鱼资源中心现有各类研究用品系多种，其中转基因品系多种，本文为大家推荐其中分别标记红细胞、血小板及免疫细胞（中性粒细胞、巨噬细胞、T细胞）等血液系统的标记品系。
标记红细胞（Erythrocytes）的品系首推CZ64(sd2Tg,Tg(gata1a:DsRed))（图2），是红细胞标记基因gata1a的启动子驱动DsRed表达，在红细胞中特异表达荧光蛋白[3]。该品系中荧光蛋白表达与gata1a基因高度一致，利用该品系可以持续追踪观察红细胞。gata1a编码的GATA结合蛋白1a（GATAbindingprotein1a）具有序列特异性双链DNA结合及转录活性，参与造血、基因表达调控、髓样细胞分化等过程。在人类中，该基因的同源基因与唐氏综合征（Downsyndrome）、X-连锁血小板减少症伴β-地中海贫血（X-linkedthrombocytopeniawithbeta-thalassemia）、β-地中海贫血（betathalassemia）和多发性骨髓癌（multiplebonemarrowcancer）有关[4-6]。中心也保藏有gata1a基因的突变品系CZ67(gata1am/+)[7]。
图2CZ64(sd2Tg,Tg(gata1a:DsRed))
标记血小板的品系，CZ60(la2Tg,Tg(-6.0itga2b:EGFP))（图3）是整合素α2b（itga2b）的启动子驱动EGFP在造血干祖细胞（Hematopoieticstemandprogenitorcells，HSPCs）和血小板（thrombocytes）特异表达的转基因品系[8]。itga2b参与血管发生（angiogenesis）、凝血（bloodcoagulation）和内皮细胞增殖（endothelialcellproliferation）。在人类中，该基因的同源基因与Glanzmann血栓形成症（Glanzmannsthrombasthenia）、血小板相关出血性疾病16（platelet-typebleedingdisorder16）、血小板减少症（thrombocytopenia）和血管1型性血友病1（vonWillebrandsdisease1）相关[9-11]。
图3CZ60(la2Tg,Tg(-6.0itga2b:EGFP))
接下来再介绍几种免疫细胞的标记品系。CZ58(nzTg,Tg(lyz:EGFP))（图4）和CZ59(nz50Tg,Tg(lyz:DsRed2))（图5）是中性粒细胞（Neutrophils）标记基因lyz的启动子驱动EGFP和DsRed2的表达，在中性粒细胞中特异表达荧光蛋白[12]。lyz编码的溶菌酶（Lysozyme）是一种阳离子抗菌酶，能够水解细菌细胞壁内的特异性连接。在人类中，溶菌酶在粒细胞和单核细胞中合成，与家族性内脏淀粉样变性疾病（familialvisceralamyloidosis）相关[13]。
图4CZ58(nzTg,Tg(lyz:EGFP))
图5CZ59(nz50Tg,Tg(lyz:DsRed2))
目前中心服务量最大的转基因品系是CZ98（ihb20Tg,Tg(mpeg1:EGFP)）（图6），该品系由mpeg1启动子驱动绿色荧光蛋白GFP的表达。mpeg1是编码巨噬细胞特异表达基因1（Macrophageexpressedgene1），该基因最初被鉴定为一个表达严格限于人和小鼠中巨噬细胞的基因，随后被用作哺乳动物系统和斑马鱼中巨噬细胞特异性的标记基因。mpeg1启动子驱动的转基因则在巨噬细胞中特异表达，用于特异标记巨噬细胞。研究者们常通过尾鳍再生（图7）等损失实验，利用多种转基因品系，分析巨噬细胞和中性粒细胞等血细胞的不同动态变化、相互作用等，为炎症、感染和白细胞生物学领域提供了新的资源[14]。此外，中心也有同时标记中性粒细胞和巨噬细胞的品系CZ61(hkz04tTg,Tg(coro1a:EGFP))（图8）[15]。
图6CZ98(ihb20Tg,Tg(mpeg1:EGFP)
图7尾鳍再生实验（红色标记中性粒细胞，绿色标记巨噬细胞）[14]
图8CZ61(hkz04tTg,Tg(coro1a:EGFP))
CZ65(zfTg,Tg(rag2:DsRed))（图9）和CZ71(zdf8Tg,Tg(rag2:GFP))（图10）是重组激活基因2（rag2）的启动子驱动DsRed2和EGFP在T细胞特异表达的转基因品系[16]。rag2基因最早在嗅觉感觉神经元（olfactorysensoryneurons，OSNs）中特异表达，斑马鱼OSNs最先发现的表达rag基因的非淋巴组织。Rag2具有DNA结合活性及脱氧核糖核酸内切酶活性，参与免疫系统发育和蛋白质DNA复合物组装等过程。在人类中，该基因的同源基因与网膜综合征（Omennsyndrome）、严重联合免疫缺陷（severe
