斑马鱼3号染色体血红蛋白基因敲除对心血管发育的影响

目的:研究斑马鱼3号染色体血红蛋白基因敲除后心血管发育的差异及可能的机制.方法:利用CRISPR/Cas9敲除斑马鱼3号染色体血红蛋白基因hbba2到hbae3片段,获得杂合突变体斑马鱼(Hb+/-).检测Hb+/-与野生型斑马鱼(WT)受精卵的血红蛋白含量及分布,观察血管的发育,统计两者5月龄红细胞数量,并采用成年斑马鱼心脏转录组测序分析,qRT-PCR进行验证.结果:Hb+/-胚胎血红蛋白含量明显减少,且在受精后50h的胚胎中异位分布.Hb+/-腹部主血管与共同基静脉相对WT发育迟缓,肠下静脉发育更快,尾部节间血管增生;而Hb+/-和WT成鱼红细胞数量的差异无统计学意义(P>0.05).对成年斑马鱼心脏转录组分析发现,血红蛋白水平降低导致nos2b、cybb上调,hif3a下调,并激活了线粒体的代偿保护机制.结论:血红蛋白基因敲除影响了胚胎时期斑马鱼的血红蛋白水平和血管发育,通过调控基因表达和线粒体的补偿机制可维持成鱼的正常生理活动.