一种在迁移胚胎神经前体细胞中产生荧光标签的新型斑马鱼可以帮助莱斯大学的神经生物学家和癌症研究人员找到美国第三大常见儿科癌症的起源。

Rosa Uribe于2017年被来自德克萨斯州癌症预防与研究所的CPRIT学者资助招募到Rice，与伊利诺伊大学芝加哥分校和加州理工学院的同事一起创建了这种转基因鱼，并合着了一篇新论文。关于他们这个月在Genesis杂志上。

斑马鱼系产生荧光标签，根据神经嵴细胞中活跃的SOX10基因的行为，以不同的颜色发出明亮的荧光标签，瞬时胚胎干细胞在体内产生许多细胞类型，包括神经元和软骨。

“你可以看到他们已经开始以这种方式迁移，其中很多正在转变，”Uribe在她的办公室里说，她在她的计算机上播放的延时电影追踪绿色神经嵴细胞的运动。在人类中，神经嵴细胞是神经母细胞瘤的起源点，神经母细胞瘤是一种常见的儿科癌症，而Uribe希望新的鱼可以提供这种疾病的线索。

“你可以看到很多人正在过渡，”她谈到屏幕上的细胞。“他们中的一些人正在那里，那里，那里。然后他们关掉了果岭，这意味着他们已经分开了。”

为什么细胞停止分裂是她希望回答的关键问题之一。SOX10是20多种SOX蛋白中的一种，它们都能在快速生长的胚胎中调节快速细胞分裂。在癌细胞中也经常发现相同的SOX蛋白。她说，在神经嵴细胞中找到SOX10的“关闭”开关可能会导致治疗SOX蛋白发挥作用的癌症。

Uribe在旧金山州立大学获得细胞和分子生物学学士学位，在德克萨斯大学奥斯汀分校获得博士学位。她在加州理工学院获得博士后奖学金后加入赖斯，在那里她开始研究肠神经系统 - 她的实验室的另一个重点领域 - 从神经嵴细胞形成。

“神经嵴细胞是从我们中枢神经系统的最早部分即神经管形成的干细胞，”生物科学助理教授Uribe说。“除了一堆其他非常重要的基因外，他们还表达了SOX10。”

为了在胚胎发育过程中观察神经嵴细胞，Uribe的团队在一个拥有数百个坦克的最先进的鱼室里饲养种畜。胚胎 - 用于新的记者系列和十几个其他人 - 每天用手从罐中取出并带到实验室观察。

由于几个原因，斑马鱼被用于研究。首先，鱼类中的SOX和许多其他基因几乎与在人类中起相同基本作用的基因相同。其次，生物学家积累了大量关于斑马鱼的知识，斑马鱼几十年来一直被研究作为模式生物。最后，斑马鱼繁殖和快速发展 - 每天都可以在乌里韦实验室研究一批新的胚胎 - 鱼是透明的，这意味着研究人员可以观察它们活着时在其中发生的事情。

使用各种方法和显微镜，Uribe和她的学生固定活胚胎并拍照以追踪他们在几个小时内的发育。例如，追踪并观察受精后约12小时首次出现在斑马鱼胚胎中的神经嵴细胞长达4小时。

“神经嵴细胞也会做一些与癌症相关的事情，”Uribe说。“它们在形成后不久就会经历称为上皮 - 间质转化或EMT的事物，这就是它们能够脱离并迁移到胚胎各个部位的原因。”

EMT对于胚胎发育很重要，因为它允许细胞沿其发育路径向后恢复并变得更像茎。这种延展性允许胚胎细胞形成新组织，但研究人员发现许多转移性癌症使用相同的遗传电路。

转移，或癌症扩散到身体的其他部位，导致超过90%的癌症死亡。EMT是许多癌细胞用来脱离并转变为转移的开关。

能够从形成神经嵴细胞到完成迁移的瞬间观察神经嵴细胞是理解它们的关键。Uribe的团队将使用新的细胞系，以及其他具有不同报告基因的不同颜色标签的细胞系。他们还将混合和匹配新的斑马鱼菌株中的基因，以测试当细胞产生过多特定蛋白质或过少时会发生什么。Uribe的实验室将使用各种技术，包括CRISPR-Cas9。

能够收集各种彩色发光细胞的延时图像的显微镜也很关键，Uribe的实验室有七个。这些包括最先进的机器人仪器，带有微型软管和泵，可以从编号的测试室通过软管将单个胚胎抽出，将其运送到显微镜焦平面，将其聚焦，旋转照片从任何角度然后返回并重复多达95个胚胎的过程。

“对于迁移延时图像，软件可以跟踪单个细胞数小时，”Uribe说。“我们可以获得角度和轨迹，一个细胞或一组细胞采集的路线图，我们可以得到定量数据，如速度和增殖率。”

Uribe表示，CPRIT资金对于购买实验室设备至关重要，而实验室设备将用于追踪神经嵴细胞中神经母细胞瘤的起源。

“我们对神经母细胞瘤的研究只能在CPRIT的支持下进行，”她说。