斑马鱼的研究有助于揭示脊柱侧弯的起源

Urp1和Urp2是正确的成人脊柱形态所必需的。（A–C）野生型（A）微计算断层重建的侧视图，urp1∆P；urp2∆P（B）和uts2r3b1436（C）突变体。（D） 在urp1∆P的矢状面上测量个体鱼的Cobb角；urp2∆P和uts2r3b1436突变体。圆表示各个曲线的角度。（E-E'）总科布角，每个圆圈代表一条鱼。显示了平均值±标准差。（G'）是来自G的性别解析数据。p值来自双尾未配对学生的t检验。（F） 绘制了曲线顶点的位置，显示大多数曲线位于尾椎。对于urp1∆P，n=9和8；urp2∆P和uts2r3b1436突变体。Credit: eLife (2022). DOI: 10.7554/eLife.83883

（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（Laurel Hamers, University of Oregon）：俄勒冈大学的科学家们发现了脊柱侧弯的基因基础的新线索，脊柱侧弯是一种异常的脊柱弯曲。

UO生物学教授丹·格里姆斯（Dan Grimes）实验室的研究人员发现了两种微小的蛋白质，它们在发育的关键时期有助于保持脊柱挺直。这些蛋白质突变的斑马鱼最终长出了弯曲的脊柱，类似于脊柱侧弯患者的脊柱。

该团队于12月1日在《电子生活》杂志上发表了他们的研究结果。格里姆斯的实验室是UO艺术与科学学院生物系的一部分。

特发性脊柱侧弯，不是肌肉萎缩症或脑瘫等潜在疾病的结果，通常出现在青少年时期，通常是在快速生长期。但研究人员对脊柱侧弯仍有很多不了解的地方。

人类的双足姿势对脊柱施加的压力是小鼠和大鼠等四足实验动物无法复制的，所以在实验室里研究脊柱弯曲是很困难的。

但作为一名博士后研究人员，格里姆斯发现斑马鱼由于基因突变而具有弯曲的脊柱。格里姆斯认为，鱼在水中的向前运动可能更接近于作用在人类脊椎上的力。

深入研究后，他发现脊柱上的纤毛和细小的毛发会推动脑脊液。通过脊柱的流体运动对于保持脊柱笔直至关重要。突变破坏了纤毛，从而破坏了流体运动的鱼类最终形成了弯曲的棘。

这项新研究揭示了这条道路的下一步。研究小组显示，两种特定蛋白质突变的斑马鱼最终形成了弯曲的脊柱，类似于脊柱侧弯患者的脊柱。

这两种小蛋白质是由脊椎中的神经元产生的。它们的产生被运动的脊髓液激活，因此也被纤毛激活。研究人员怀疑，一旦被神经元释放，这些蛋白质就会锁定在脊柱周围肌肉的受体上，可能会影响这些肌肉支撑脊柱的方式。

这些蛋白质在发育的某些阶段似乎特别重要。在他们的一些实验中，研究人员使用了对温度敏感的鱼类。通过改变水箱的水温，他们可以在不同的时间开启或关闭某些基因。

格里姆斯说：“如果我们在青少年时期与他们发生冲突，我们会看到巨大的脊柱弯曲。”。“这表明，正如我们在人类身上看到的那样，在这些生长阶段，脊柱侧弯通常发生在青少年身上，这条路径确实有效。”

接下来，该团队计划进一步研究沿着这条路径发生的情况，希望更好地理解脊柱侧弯的根本原因。

研究生Zoe Irons说：“蛋白质本身是如何与受体结合的，这有点神秘。”因此这是一个有待进一步探索的问题。

这一发现也可以帮助科学家更广泛地了解动物的形态和功能。

格里姆斯说：“我实验室的主要兴趣之一是了解小分子过程如何产生大的解剖形状。”。“这是一个很好的模型，因为它是神经元、肌肉和骨骼都协调在一起的。”