前言

口腔疾病以發(fā)病率高、患病人群廣脑慧、大眾化為特點魄眉，成為世界上最為多發(fā)的一種疾病。我國最常見的口腔疾病包括：口腔潰瘍闷袒、牙周病坑律、齲齒，其中牙周病主要指牙周炎和牙齦炎囊骤，是常見的感染性口腔疾病晃择。口腔疾病帶給患者的不僅僅是牙齒缺失或引發(fā)口臭這么簡單也物，嚴(yán)重者甚至?xí)鹂谇话┕馈⒛X梗塞、腦膿腫滑蚯、風(fēng)濕或類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎激况、皮膚病、腎炎等疾病膘魄。全球疾病研究結(jié)果顯示乌逐，最近幾十年，我國口腔癌無論是發(fā)病率還是死亡率创葡，都呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢浙踢。

隨著各類口腔疾病發(fā)病率的增高和發(fā)病范圍的增廣，越來越多的人意識到了口腔疾病的危害性灿渴。近年來洛波，斑馬魚作為一種模式生物已經(jīng)越來越多的用于人類口腔醫(yī)學(xué)研究。它具有體積小骚露、生殖周期短蹬挤、高繁殖力、體外受精棘幸、胚胎發(fā)育透明焰扳、基因與人類基因的相似度達(dá)到87％等特點。接下來，就斑馬魚模式生物在口腔醫(yī)學(xué)研究中的優(yōu)勢吨悍、前景及其在口腔腫瘤藥物篩選中的應(yīng)用對其進行介紹扫茅。

斑馬魚模型在口腔發(fā)育研究中的進展

斑馬魚在牙齒發(fā)育中的研究進展

與其他硬骨魚一樣，斑馬魚的口腔內(nèi)缺乏牙齒育瓜，卻存在有發(fā)育良好的咽齒葫隙，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)它的牙齒只對稱的存在于咽腔內(nèi)的第五鰓弓上。作為一種硬骨魚躏仇，斑馬魚的牙齒和人類以及其它哺乳動物的牙齒有很多相似點恋脚，也有牙髓腔、牙本質(zhì)和類牙釉質(zhì)焰手，在牙齒附著期間存在釉器慧起，也有類似于人類牙齒的發(fā)育期，即蕾狀期册倒、帽狀期蚓挤、鐘狀期，只是相對簡單且周期很短驻子，在受精48ｈ后胚胎即有牙胚形成灿意。作為多牙列動物，斑馬魚一生中有不斷替換的多層牙列崇呵，在任何時期的成年斑馬魚都可能看到各個發(fā)育時期的牙齒缤剧。因此，斑馬魚作為研究牙發(fā)生發(fā)育的模式動物可以在體外觀察其牙胚發(fā)育和牙齒替換的整個過程域慷。

王娟等通過掃描電鏡研究發(fā)現(xiàn)荒辕，根據(jù)硬度不同，斑馬魚牙齒硬組織可分為外層牙釉質(zhì)樣組織和內(nèi)層牙本質(zhì)樣組織犹褒，牙本質(zhì)內(nèi)充滿牙本質(zhì)小管抵窒，后者內(nèi)可見成牙本質(zhì)細(xì)胞突起；牙髓腔內(nèi)充滿牙髓樣軟組織叠骑。同時李皇，該研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，斑馬魚的牙齒與人類的牙齒的不同之處：人類牙齒的表面存在釉質(zhì)生長線宙枷，而斑馬魚牙齒的表面則不存在掉房，認(rèn)為是由于斑馬魚的生命周期短、鈣化程度低而導(dǎo)致慰丛。Arnold等利用能譜分析儀和掃描電鏡比較了人類16周齡胎兒牙胚和成年斑馬魚牙齒的礦化程度和 Ca卓囚、P比例，結(jié)果顯示兩者具有相似性诅病。因而斑馬魚是研究人類牙齒形態(tài)特征哪亿、組織結(jié)構(gòu)和生物礦化過程的理想的模式動物粥烁。

徐智云等通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)建立轉(zhuǎn)基因魚系，使斑馬魚咽齒由dendra2-NTR標(biāo)記锣夹，隨后利用MTZ/NTR系統(tǒng)特異性損傷斑馬魚咽齒页徐，從而構(gòu)建斑馬魚咽齒損傷再生模型苏潜，觀察研究損傷后的修復(fù)再生過程银萍，為牙再生提供體內(nèi)再生研究模型。研究結(jié)果表明恤左，斑馬魚咽齒特異性損傷再生模型成功構(gòu)建贴唇，可作為研究體內(nèi)牙再生相關(guān)機制的工具。

牙齒發(fā)育是一個復(fù)雜的過程飞袋，目前已知是通過口腔上皮與間充質(zhì)之間的多種信號分子級聯(lián)反應(yīng)而組成的信號網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)戳气。斑馬魚與人類具有許多同源基因，為我們提供了一種理想的研究模型巧鸭，未來一定會在牙齒發(fā)育研究中發(fā)揮更大的作用瓶您。

斑馬魚在顱頜面發(fā)育研究中的進展

顱頜面發(fā)育是一個復(fù)雜的過程，不同種類脊椎動物的顱頜面發(fā)育過程差異較大纲仍，但是呀袱，相當(dāng)一部分細(xì)胞過程以及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在整個脊椎動物當(dāng)中高度保守。近年來郑叠，斑馬魚在顱頜面發(fā)育和遺傳研究中得到廣泛應(yīng)用夜赵。斑馬魚顱頜面主要組織結(jié)構(gòu)清晰，并且由于其色素沉積是由尾部開始乡革，使其易于觀察顱頜面早期發(fā)育的狀況寇僧。

早在上世紀(jì)90年代，就有生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)了魚類的下頜骨和哺乳動物的中耳骨存在著生物進化上的聯(lián)系沸版，魚類動物梅克爾軟骨的后半部以及腭方骨與哺乳動物中耳道中的錘骨以及砧骨具有生物學(xué)聯(lián)系嘁傀。第一弓作為斑馬魚早期發(fā)育最重要的骨組織之一，主要是由神經(jīng)嵴細(xì)胞（neural crest cell视粮，NCC）發(fā)育而成心包，因此，在NCC分化過程中發(fā)揮重要功能的信號通路或者基因馒铃，如Jagged-Notch信號通路蟹腾、骨形態(tài)發(fā)生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）信號通路区宇、內(nèi)皮素-1（Endothelin-1娃殖，Edn-1）等，都對第一弓的形成有著重要影響议谷。通過小分子化學(xué)干擾劑Dorsomorphin抑制Bmp4或者Edn-1后炉爆，都會導(dǎo)致NCC細(xì)胞分化障礙從而導(dǎo)致斑馬魚第一弓發(fā)育畸形。在胚胎顱頜面發(fā)育早期，一些參與軟骨以及骨形成的細(xì)胞因子以及信號通路芬首，也對咽弓的發(fā)育產(chǎn)生影響赴捞，如成纖維細(xì)胞生長因子10基因（fibroblast growth factor 10，FGF10）下調(diào)會造成梅克爾骨的窄小郁稍，從而導(dǎo)致使得斑馬魚下頜骨整體后縮赦政。

斑馬魚胚胎時期的腦顱，包括內(nèi)側(cè)篩骨（medial ethmoid）耀怜、外側(cè)篩骨（lateral ethmoid）以及骨小梁（trabeculae）也都由NCC發(fā)育而來恢着。其中，腦顱的篩骨部分具有類似于哺乳動物腭部發(fā)育過程中的中線附近轉(zhuǎn)移融合的現(xiàn)象财破，因此被認(rèn)為是哺乳動物硬腭的良好類比模型掰派。許多在腦顱發(fā)育過程中發(fā)揮重要功能的基因，如血小板源生長因子受體基因（platelet-derived growth factor receptor左痢，PDGFR）以及音猬因子基因（sonic hedgehog靡羡，SHH）等的表達(dá)異常都會導(dǎo)致篩骨發(fā)育異常，產(chǎn)生內(nèi)側(cè)篩骨脫離俊性，外側(cè)篩骨窄縮略步，骨小梁斷裂、消失等現(xiàn)象磅废。PDGFR作為人類腭裂的易感基因之一纳像，其在斑馬魚的胚胎發(fā)育時期通過調(diào)控磷脂酰肌醇-3激酶（phosphoinositide 3 kinase，Pi3K）參與斑馬魚顱頜面發(fā)育拯勉，利用MO在斑馬魚中敲低PDGFR來阻斷PI3K通路竟趾，會導(dǎo)致幼魚骨小梁消失，內(nèi)側(cè)篩骨脫離等現(xiàn)象宫峦。

唇腭裂是人類范德伍德綜合征（Van der Woude syndrome）的主要表型之一岔帽，致病基因包括干擾素調(diào)節(jié)因子基因（interferon regulatory factor 6，IRF6）和粒狀頭樣3基因（grainyhead-like 3导绷，GRHL3）犀勒。在小鼠以及斑馬魚中敲除上述兩個基因之后，都出現(xiàn)了胚胎周皮的分化異常及破裂妥曲，這也進一步說明了斑馬魚在顱頜面發(fā)育研究中的應(yīng)用價值贾费。表1總結(jié)了近年來在斑馬魚中研究的人類顱頜面發(fā)育異常致病基因的表型譜。隨著顯微注射技術(shù)的不斷成熟檐盟，以斑馬魚為模式動物進行顱頜面發(fā)育相關(guān)基因的功能研究褂萧，有助于揭示更多的脊椎動物顱頜面發(fā)育的分子機制。

表1 顱頜面發(fā)育異常致病基因在人和斑馬魚中的表型譜

來源|楊瑞歡,何淼.斑馬魚在顱頜面發(fā)育和遺傳研究中的應(yīng)用[J].口腔生物醫(yī)學(xué),2017,8(1):44-48

斑馬魚模型在口腔腫瘤藥物篩選中的應(yīng)用

相比于其他動物模型葵萎，斑馬魚有著早期免疫功能不成熟导犹、不排斥移植物唱凯、藥物處理方便（可直接從水中吸收藥物）、能實時動態(tài)觀察藥物對腫瘤的作用等優(yōu)勢谎痢，在藥物篩選方面有著廣泛的應(yīng)用前景磕昼。

口腔鱗狀細(xì)胞癌（OSCC）是頭頸部最常見的惡性腫瘤之一。文金林等在二甲基苯并蒽（DMBA）誘導(dǎo)的金黃地鼠口腔癌模型中發(fā)現(xiàn)节猿，山竹醇（Garcinol）對口腔癌有著化學(xué)預(yù)防的作用票从。但在動物體內(nèi)，Garcinol對OSCC細(xì)胞的抑制增殖的作用還不清楚沐批，尤其是在斑馬魚中纫骑。DiI作為一種親脂性的活細(xì)胞示蹤劑蝎亚，可以標(biāo)記細(xì)胞膜九孩，對細(xì)胞生存無明顯影響、操作方便发框、不易粹滅躺彬，在許多斑馬魚腫瘤模型中應(yīng)用廣泛。因此梅惯，該研究利用顯微注射技術(shù)將DiI標(biāo)記的腫瘤細(xì)胞移植入斑馬魚卵黃中宪拥，初步建立了一種新型的斑馬魚口腔癌藥物篩選模型，并探討天然產(chǎn)物Garcinol對體內(nèi)OSCC細(xì)胞的抑制作用铣减。結(jié)果顯示她君，Garcinol能有效地抑制斑馬魚體內(nèi)的OSCC細(xì)胞的增殖與活性，并且隨著濃度增加而抑制效果增強葫哗，說明了Garcinol對口腔癌細(xì)胞的抑制能力呈一定的濃度依賴性缔刹。這些結(jié)果表明，Garcinol在未來有作為抗口腔癌藥物的應(yīng)用前景劣针，此外校镐，斑馬魚OSCC藥物篩選模型可以應(yīng)用于抗口腔癌藥物篩選的初步研究。

現(xiàn)有的口腔癌體內(nèi)模型可大致包括以下幾種：化學(xué)誘導(dǎo)模型捺典、裸鼠移植瘤模型鸟廓、轉(zhuǎn)基因模型以及斑馬魚轉(zhuǎn)移模型。斑馬魚轉(zhuǎn)移模型通過顯微注射技術(shù)將口腔癌細(xì)胞移植入斑馬魚體內(nèi)來研究口腔癌的轉(zhuǎn)移襟己。該模型實驗周期短引谜、成本低，可以在無需處死動物的情況下實時動態(tài)觀察腫瘤的發(fā)生發(fā)展擎浴，并且有利于在單細(xì)胞水平上觀察腫瘤的早期轉(zhuǎn)移员咽。因此斑馬魚藥物篩選模型具有體內(nèi)模型與體外實驗的雙重優(yōu)勢，可作為傳統(tǒng)口腔癌藥物篩選模型的有力補充退客。

結(jié)語

斑馬魚作為一種理想的模式生物骏融，在生命科學(xué)研究中發(fā)揮著越來越重要的作用链嘀，未來一定會在口腔醫(yī)學(xué)微生物研究、口腔組織再生档玻、口腔腫瘤研究等方面有更多的實際應(yīng)用怀泊。

以上內(nèi)容參考文獻：

1.《口腔生物醫(yī)學(xué)》發(fā)表的楊雁、劉玉误趴、孫衛(wèi)斌題為“斑馬魚在牙齒發(fā)育研究中的應(yīng)用”霹琼；

2.《口腔生物醫(yī)學(xué)》發(fā)表的楊瑞歡，何淼題為“斑馬魚在顱頜面發(fā)育和遺傳研究中的應(yīng)用”凉当；

3.《北京口腔醫(yī)學(xué)》發(fā)表的文金林枣申、康桂花、宿穎看杭、尹盼盼忠藤、王強、張辛燕題為“斑馬魚藥物篩選模型在人口腔鱗癌中的應(yīng)用”楼雹。