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谢训卫审校
潘鲁湲在斑马鱼研究中，1-苯基-2-硫脲（1-phenyl2-thiourea，PTU）常用作胚胎期黑色素形成的有效抑制剂。PTU处理可以使发育中的胚胎保持透明，便于形态观察和信号检测（图1）。自噬（Autophagy）是一种重要的细胞降解机制，涉及许多生理过程，因此影响诸多人类疾病，包括癌症、神经退化、衰老、心脏病和感染等。最近，香港理工大学研究人员首次报道PTU处理对斑马鱼胚胎的负面影响——诱发多组织的细胞自噬作用。这项研究于年4月发表于国际学术期刊自噬杂志（Autophagy）。
图1PTU处理的胚胎
黑色素细胞是斑马鱼三种色素细胞中研究最多的一种（见：CZRC色素突变品系介绍），也是早期胚胎发育观察的一大阻碍。PTU是一种酪氨酸酶抑制剂，可以有效地抑制斑马鱼早期胚胎的黑色素生成，并且不影响斑马鱼心血管系统结构、生理功能和正常孵化过程。在这项研究中，作者使用了可以示踪自噬体的形成以及降解的Tg(CMV:EGFP-map1lc3b)zfTg（简称Tg(GFP-Lc3)）转基因斑马鱼，同时利用荧光探针LysoTrackerRed标记溶酶体和自噬性溶酶体。在常用的PTU工作浓度（0.%）下，斑马鱼胚胎的皮肤、大脑和肌肉等组织出现了细胞自噬现象，表现为异常的自噬体、自噬性溶酶体形成、溶酶体大量聚集和自噬通量升高等（图2）。氯喹（CQ）作为溶酶体抑制剂，可以阻止溶酶体与自噬体融合，防止自噬体的降解，使用氯喹和PTU的共同处理胚胎，可以大幅提升自噬通量。
图2PTU处理诱导自噬体形成为了探究PTU诱导自噬现象背后的机制，作者采用CRISPR/Cas9技术敲除了斑马鱼酪氨酸酶基因（tyr）。在tyr突变纯合子背景的Tg(GFP-Lc3)胚胎中，出现了相似的细胞自噬激活和溶酶体聚集现象（图3）。研究人员推测PTU是通过抑制酪氨酸酶的活性，进而诱导的细胞自噬激活作用。图3tyr突变体中的自噬体形成
为回答自噬现象是否是PTU阻断黑色素形成的必要条件，作者采用拯救实验证实L-酪氨酸可以部分拯救黑色素细胞，生成少量的黑色素。自噬作用活化剂雷帕霉素在显著增强细胞内自噬作用的同时，可以降低胚胎的黑色素生成。溶酶体抑制剂氯喹（CQ）和自噬体抑制剂3-甲基腺嘌呤（3-MA）对色素形成几乎没有明显的影响，因此CQ和3-MA虽然可以有效减少PTU诱导的自噬现象，却无法拯救黑色素细胞。作者由此推测PTU诱导的细胞自噬作用在一定程度上参与了阻断黑色素细胞的形成，但不是必要条件。
这篇文章的结果揭示了PTU处理会激活斑马鱼胚胎多组织的自噬作用，是PTU抑制黑色素形成的部分原因。这里还有一点值得广大科研工作者的注意，同PTU处理一样，在许多色素相关基因（如tyr、mpv17、mitfa和ednrba等）突变品系中，同样可以观察到异常的自噬体、溶酶体和自噬性溶酶体形成，这些品系可能并不能作为PTU处理的优良替代品。
最后，请接收来自作者的友情提示，今后在细胞自噬作用相关的研究中，需谨慎使用PTU处理的斑马鱼胚胎。更为精良的显微镜系统，如光片显微镜的应用，可以助力提升生物信号的捕捉。自噬作用的研究如火如荼，尽管有色素障目，依旧无法阻挡斑马鱼成为自噬研究的优良模型。
制版人：张昀点击“阅读全文”，查看原文预览时标签不可点收录于合集#个上一篇下一篇转载请注明：http://www.abuoumao.com/hyfz/613.html
