2. 上海中医药大学附属龙华医院心内科, 上海 200032;
3. 复旦大学附属儿科医院儿科研究所, 上海 201102
2. Cardiology of Longhua Hospital Affiliated to Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, Shanghai 200032, China;
3. Pediatric Hospital Affiliated to Fudan University, Shanghai 201102, China
斑马鱼是重要的模式生物之一, 在心血管药物的筛选与评价方面发挥着重要的作用。心脏荧光转基因(cmlc2:GFP)斑马鱼有利于心脏形态与结构的观察[1]。氯化钡已广泛应用于抗心律失常的研究中[2-3], 但其对斑马鱼心脏的影响报道较少。因此, 本实验探究氯化钡对斑马鱼的心脏毒性, 为构建斑马鱼心脏毒性模型提供依据。
1 材料与方法 1.1 药物与实验动物氯化钡试剂购自国药集团化学试剂有限公司, 分子式为BaCl2·2H2O, 纯度≥99.5%, 用培养液配制成4 mol·L-1的母液, 使用前按所需浓度进行稀释。转基因斑马鱼(cmlc2:GFP)由复旦大学附属儿科医院儿科研究所提供。
1.2 主要仪器荧光显微镜(Leica公司); 体视显微镜(ZEISS公司)。
1.3 方法 1.3.1 实验分组与药浴时间挑选受精后发育正常的斑马鱼胚胎, 于6 hpf(受精后6 h)药浴0、1.3、2、4 mol·L-1的氯化钡溶液至72 hpf(n=20)。并于48、72 hpf记录其心率及心脏形态变化, 测量静脉窦(sinus venous, SV)-动脉球(bulbous arteriosus, BA)距离(SV-BA)。
1.3.2 心率等指标的测量用人工计数的方式记录15 s心率, 乘以4则为每分钟心率(n=10)。在荧光显微镜下观察心脏的形态, 并进行拍照记录。斑马鱼的血液从SV流入心房, 从BA流出心室, 测量SV-BA距离可以量化氯化钡对斑马鱼心脏毒性的影响[4]。
1.3.3 统计学方法采用SPSS 21.0进行统计学分析, 计数资料使用x±s表示, 多组数据比较用方差分析进行统计学检验。
2 结果 2.1 氯化钡对死亡率及心率的影响72 hpf处理组斑马鱼的总死亡率≤30%。由Tab 1可知, 48 hpf时氯化钡溶液处理组斑马鱼心率下降(P < 0.01)。随着氯化钡浓度的升高, 心率更低。72 hpf时, 氯化钡中、高剂量组(2、4 mol·L-1)心率进一步减慢(P < 0.01), 而低剂量组(1.3 mol·L-1)心率则加快, 与空白组相比差异无统计学意义(P>0.05)。可能与药物浓度较低有关, 随着斑马鱼的生长, 心率减缓的损伤渐渐代偿。
| Group | Concentration /mol·L-1 | 48 hpf HR | 72 hpf HR |
| Barium chloride | 0 | 124.0±2.1 | 135.6±3.3 |
| 1.3 | 95.2±5.1** | 121.2±4.0 | |
| 2 | 86.8±3.8** | 70.8±1.5** | |
| 4 | 81.2±3.0** | 68.8±1.7** | |
| ** P < 0.01 vs 0 mol·L-1 group | |||
48 hpf, 中、高剂量组氯化钡溶液致斑马鱼心室停止搏动, 心房呈狭长型(可能心房缩小), 并出现翘尾现象。72 hpf, 中、高剂量组氯化钡溶液还可致斑马鱼心包水肿。
2.3 SV-BA间距由Tab 2可知, 与对照组相比, 氯化钡中、高剂量组的SV-BA间距差异具有显著性(P < 0.01), 低剂量组无统计学差异。高剂量组SV-BA间距略低于中剂量组, 可能与其心房心室缩小有关。
| Group | Concentration /mol·L-1 | SV-BA distance/μm |
| Barium chloride | 0 | 132.5±7.2 |
| 1.3 | 148.6±6.6 | |
| 2 | 198.1±8.8** | |
| 4 | 179.5±10** | |
| ** P < 0.01 vs 0 mol·L-1 group | ||
研究化学药物对斑马鱼的心脏毒性, 为进一步构建斑马鱼心脏毒性模型提供依据。如吴晓敏等[4]发现, 阿司米唑致斑马鱼心率下降、SV-BA间距增大等中毒现象, 亦为进一步研究提供基础。本研究中, 2、4 mol·L-1的氯化钡溶液对斑马鱼心脏毒性较为明显, 主要表现在心率下降、心室停搏、SV-BA间距延长等方面。这可能与其毒性导致心脏发育迟缓、心室发育障碍等因素有关, 需要进一步研究以探讨其可能的机制。
( 致谢: 本文实验在复旦大学附属儿科医院儿科研究所完成, 感谢所有课题组成员的帮助。)
| [1] |
彭夕洋, 陈婷芳, 黄婷, 等. 心脏特异表达绿色荧光斑马鱼模型的建立与评估[J]. 遗传, 2013, 35(4): 511-8. Peng X Y, Chen T F, Huang T, et al. Establishment and evaluation of heart specific expression of green fluorescent zebrafish model[J]. Heredity, 2013, 35(4): 511-8. |
| [2] |
张宝恒. 药理学进展[M]. 北京: 人民卫生出版社, 1980: 149. Zhang B H. Advances in Pharmacology[M]. Beijing: People′s Medical Publishing House, 1980: 149. |
| [3] |
逄丽红, 宋娟. 氯化钡诱发大鼠心律失常机制的探讨[J]. 齐齐哈尔医学院学报, 2007, 28(8): 913-4. Pang L H, Song J. The mechanism of arrhythmia induced by lanthanum chloride in rats[J]. J Qiqihar Med Coll, 2007, 28(8): 913-4. doi:10.3969/j.issn.1002-1256.2007.08.008 |
| [4] |
吴晓敏, 何秋霞, 韩利文, 等. 阿司咪唑对斑马鱼心脏毒性的初步研究[J]. 中国药理学通报, 2013, 29(9): 1251-4. Wu X M, He Q X, Han L W, et al. A preliminary study of cardiotoxicity of astemizole on zebrafish[J]. Chin Pharmacol Bull, 2013, 29(9): 1251-4. doi:10.3969/j.issn.1001-1978.2013.09.017 |