斑马鱼胚胎重力效应模型构建方法和应用

本发明涉及模拟特殊重力环境，尤其涉及一种斑马鱼胚胎重力效应模型构建方法和斑马鱼胚胎重力效应模型在重力效应环境的生物损伤评价中的应用。

背景技术：

1、在航天飞行过程中，航天员处于特殊的力学环境中，即失重和超重环境，而这种特殊力学环境的变化引起机体产生不同程度的损伤，但生命体对于感应这种重力环境改变的机制仍然有很多未知，因此研究航天力学环境对机体的影响逐渐成为空间科学领域的重要研究问题之一。由于进行空间飞行的机会较少、成本较高且易受到诸多限制，因此现有技术常使用地面模拟来进行模拟重力效应环境的生物学研究。

2、旋转式生物反应系统(rotary cell culture system，简称rccs)通过调整旋转数度使培养液和研究对象与容器壁同步旋转，保持连续的自由落体状态，从而实现地面模拟失重和超重环境，可适用于研究细胞和水生生物的卵或胚胎在重力效应下的生理和行为影响。由于斑马鱼具有个体小、胚胎透明、发育周期短、产卵量大及与人类基因同源性高达85％等独特的生理优势而成为了研究发育生物学、毒理生物学、人类疾病模型等方面良好的实验对象，基于以上特点，应用斑马鱼去探讨重力效应下的生物学效应逐渐成为研究热点。但现有技术无法评估特殊重力环境对斑马鱼胚胎产生的生物学影响。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种斑马鱼胚胎重力效应模型构建方法和斑马鱼胚胎重力效应模型在重力效应环境的生物损伤评价中的应用，以解决现有技术无法有效评估特殊重力环境对斑马鱼胚胎产生的生物学影响的问题。

2、根据本发明实施例提出一种斑马鱼胚胎重力效应模型构建方法，其包括：

3、选取雌性斑马鱼和雄性斑马鱼交配，收集斑马鱼胚胎；

4、将所述斑马鱼胚胎随机分成二组，第一组斑马鱼胚胎置于旋转式生物反应系统的第一旋转瓶中培养作为特殊重力组，第二组斑马鱼胚胎置于旋转式生物反应系统的第二旋转瓶中培养作为正常重力对照组，以建立斑马鱼胚胎重力效应实验模型；其中，所述第一旋转瓶的轴心平行于地面，所述第二旋转瓶的轴心垂直于地面。

5、其中，所述选取雌性斑马鱼和雄性斑马鱼交配，收集斑马鱼胚胎的步骤包括：

6、将雌性斑马鱼和雄性斑马鱼按照1:1的比例置于繁殖缸内28度恒温培养过夜，其中，所述繁殖缸内具有分隔雌性斑马鱼和雄性斑马鱼的隔板；

7、次日抽出所述隔板，使所述雌性斑马鱼和所述雄性斑马鱼交配产卵，清洗并收集存活的胚胎。

8、其中，所述特殊重力组包括超重力组或微重力组，当进行超重力模拟实验时，所述第一旋转瓶的旋转速度为30rpm；当进行微重力模拟实验时，所述第一旋转瓶的旋转速度为6rpm。

9、其中，所述第一旋转瓶和所述第二旋转瓶中充满预热至28度的胚胎养殖水，并且所述第一旋转瓶和所述第二旋转瓶于28度恒温旋转。

10、根据本发明实施例还提出一种根据所述的斑马鱼胚胎重力效应模型构建方法所构建的模型在重力效应环境的生物损伤评价中的应用。

11、其中，分别统计上述二组斑马鱼胚胎的心率，根据二组斑马鱼胚胎的心率评估重力效应对斑马鱼胚胎的生物学影响。

12、其中，在二组斑马鱼胚胎中随机选取相同数量的胚胎，分别统计所述三组斑马鱼胚胎在受精后第2天、受精后第3天、受精后第4天和受精后第5天的心率。

13、其中，将所述两组胚胎的心率作组间t检验，计算p值，并根据p值评估重力效应对斑马鱼胚胎的生物学影响。

14、根据本发明的技术方案，通过将一组斑马鱼胚胎绕着平行于地面的轴心旋转培养，另一组斑马鱼胚胎绕着垂直于地面的轴心旋转培养，统计两组斑马鱼胚胎的心率，进而可根据两组斑马鱼胚胎的心率评估特殊重力环境对斑马鱼胚胎的生物学影响。本建模方法操作方便，重复性好，模型构建成功率较高，提高了建模方法的可信性，由于斑马鱼与人类基因的高度相似性，为探究特殊力学环境与个体发育间的关系奠定了较好的基础，以期对空间生命科学中重力环境对个体发育方面的研究提供一定的理论依据。

技术特征：

1.一种斑马鱼胚胎重力效应模型构建方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选取雌性斑马鱼和雄性斑马鱼交配，收集斑马鱼胚胎的步骤包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述特殊重力组包括超重力组或微重力组，当进行超重力模拟实验时，所述第一旋转瓶的旋转速度为30rpm；当进行微重力模拟实验时，所述第一旋转瓶的旋转速度为6rpm。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一旋转瓶和所述第二旋转瓶中充满预热至28度的胚胎养殖水，并且所述第一旋转瓶和所述第二旋转瓶于28度恒温旋转。

5.一种根据权利要求1-4中任一项所述的斑马鱼胚胎重力效应模型构建方法所构建的模型在重力效应环境的生物损伤评价中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，分别统计上述二组斑马鱼胚胎的心率，根据二组斑马鱼胚胎的心率评估重力效应对斑马鱼胚胎的生物学影响。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，在二组斑马鱼胚胎中随机选取相同数量的胚胎，分别统计所述三组斑马鱼胚胎在受精后第2天、受精后第3天、受精后第4天和受精后第5天的心率。

8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，

技术总结
本发明公开一种斑马鱼胚胎重力效应模型构建方法和应用，其包括：选取雌性斑马鱼和雄性斑马鱼交配，收集斑马鱼胚胎；将所述斑马鱼胚胎随机分成二组，第一组斑马鱼胚胎置于旋转式生物反应系统的第一旋转瓶中培养作为特殊重力组，第二组斑马鱼胚胎置于旋转式生物反应系统的第二旋转瓶中培养作为正常重力对照组，以建立斑马鱼胚胎重力效应实验模型；其中，所述第一旋转瓶的轴心平行于地面，所述第二旋转瓶的轴心垂直于地面。本发明可建立斑马鱼胚胎重力效应实验模型，从而评价特殊重力效应环境对生物体造成的生物损伤。

技术研发人员：杨慧,张弩,张瑜芝
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15