斑马鱼神经管折叠融合发育依赖 Vangl2：揭示脊椎动物神经发育保守机制

神经管缺陷（NTDs）危害大，斑马鱼神经发育机制曾存争议。研究人员聚焦斑马鱼野生型和 vangl2 缺陷胚胎，发现斑马鱼前神经发育似哺乳动物，vangl2 缺失会致神经管融合异常。该研究为 NTDs 研究提供新思路，彰显脊椎动物神经发育机制的保守性。

　　在神奇的生命诞生之初，胚胎发育的每一步都至关重要。神经管作为未来大脑和脊髓的雏形，其正常发育是早期脊椎动物健康成长的基石。神经管缺陷（Neural Tube Defects，NTDs） ，像脊柱裂和无脑畸形这样的疾病，是极为常见且危害极大的先天性异常。在美国，每 1000 个新生儿中约有 1 个受其影响，而在全球范围内，这个数字更为惊人。在哺乳动物、鸟类等羊膜动物胚胎中，原发性神经管形成过程已较为明晰，通过 “折叠 - 融合” 机制，神经板边缘融合成神经管。然而，斑马鱼的神经管发育却有着独特路径，它从实心的神经龙骨开始发育，之后才空化形成管腔，这使得人们一度认为斑马鱼的神经胚形成过程与其他脊椎动物有着本质区别，也让斑马鱼能否作为研究 NTDs 的有效模型充满疑问 。
为了揭开斑马鱼神经发育的神秘面纱，来自国外研究机构的科研人员展开了深入探索。他们的研究成果发表在《Developmental Biology》上，为我们理解脊椎动物神经发育的保守机制带来了新曙光。研究发现，尽管斑马鱼和羊膜动物在神经管发育的外观上有所不同，但斑马鱼的前神经胚形成过程与哺乳动物极为相似。而且，研究还揭示了 vangl2 基因在这一过程中的关键作用，缺乏该基因会导致斑马鱼神经褶融合延迟和异常，无法正常封闭管腔 。这一研究成果意义重大，不仅证实了斑马鱼可作为研究 NTDs 的良好模型，还进一步强调了脊椎动物在神经发育机制上的高度保守性，为深入研究 NTDs 的发病机制和寻找潜在治疗靶点提供了重要线索。
研究人员在此次研究中主要运用了以下关键技术方法：首先是活细胞成像技术，通过对斑马鱼胚胎进行实时动态观察，详细记录神经管闭合过程；其次是共聚焦显微镜技术，利用该技术对胚胎进行光学横切面观察，直观呈现神经褶融合和管腔形成情况。实验样本选用了野生型（WT）、tdgf1/oep^tz257、vangl2/trilobite^vu67和 TgBAC [flh:flh - kaede] 等不同基因型的斑马鱼胚胎 。
斑马鱼前脑神经管形成独特的前后开口：研究人员从 3 体节期开始对斑马鱼胚胎前神经板进行共聚焦时间推移成像。在 30 个对照胚胎中发现，斑马鱼前脑神经管形成了明显的前后开口。之前研究只观察到神经褶融合时类似眼形开口的拉链式闭合，而此次研究进一步揭示了后部融合位点的存在，前后开口从中心点反向拉链式闭合，完成前神经管的封闭 。
vangl2 缺陷影响斑马鱼神经褶融合和神经管发育：对 vangl2 缺陷胚胎的研究发现，其神经褶融合明显延迟，神经沟形成异常。通过对松果体前体中线汇聚情况的观察，发现 vangl2 缺陷导致其汇聚受损。在固定和活胚胎中，都能看到前脑区域出现坑状开口，这表明 vangl2 基因在斑马鱼神经褶融合和神经管正常发育中起着不可或缺的作用 。
研究结论表明，斑马鱼存在与哺乳动物相似的折叠 - 融合式神经胚形成过程，且 vangl2 基因对这一过程至关重要。在讨论部分，研究人员指出，神经管闭合对中枢神经系统正常发育意义重大，其失败会引发严重先天性异常。斑马鱼虽神经发育方式有别，但保守的神经胚形成机制为研究 NTDs 提供了新视角 。此次研究让我们重新认识了斑马鱼在神经发育研究中的价值，也为后续深入探究脊椎动物神经发育机制和 NTDs 防治策略奠定了坚实基础。