斑马鱼毒性微量模型的建立及其在海洋天然产物筛选评价中的应用

论文摘要

海洋特殊的生态环境赋予海洋生物丰富的物种多样性和化学多样性。海洋动物,特别是海绵、珊瑚等海洋无脊椎动物在激烈的生存竞争中演化形成了有效的化学防御机制,产生的各种次级代谢产物具有鱼毒、克生、抗生物污着、杀虫、抑藻、抗菌等化学生态效应,同时也是创新药物研究和开发的宝贵资源。如何有效利用海洋药用生物资源发现真正有研究开发价值的药物先导化合物,一个关键性的重要环节就是化合物的安全性评价。目前常用的哺乳动物模型难以进行大规模操作,耗时长,耗资大。而斑马鱼具有个体小、体外发育、高繁殖力、胚胎光学透明等优势,为实验操作过程提供了极大的便利,已逐步成为药物筛选评价领域的新宠儿。本研究建立了斑马鱼毒性微量模型,试图为药物发现和化学生态学研究提供双向模型。利用建立的模型,对分离自海绵、珊瑚及其共附生微生物的次级代谢产物进行了筛选,对化合物的毒性和化学生态学活性进行了评价,探讨了该模型在药物安全性评价和海洋天然产物的化学生态效应评价中应用的可行性。斑马鱼毒性微量模型中,利用斑马鱼Danio rerio,取受精卵,在24孔板上,孵化一定时间,考察待测物的毒性和活性。利用倒置显微镜观察胚胎发育至72h内的形态学变化,选择卵凝结、死亡、无自主运动、心率异常、延迟发育、延迟孵化、尾部畸形、脊索畸形和形体畸形等为观察指标。对所建模型的重现性、稳定性和准确性等进行了考察。运用所建立的模型,对分离自海绵、珊瑚及其共附生微生物的次级代谢产物（134个化合物）的毒性和活性进行了筛选评价,并初步探讨了化合物的构效关系。发现,在甾体类化合物中,24-缩酮甾体和孕甾酮类化合物较其他类型的甾体化合物对斑马鱼胚胎发育过程有较大的影响;在倍半萜类化合物中,多数薁类倍半萜和部分没药烷型倍半萜表现出明显的毒性;在二萜化合物中,brianane型二萜的活性普遍较低,而含呋喃环的二萜类化合物则表现出明显的毒性;在二倍半萜中,scalarane型二倍半萜的活性普遍较低;多数微生物来源的联苯醚类化合物表现出不同的致死、亚致死和致畸的毒理学终点;部分聚酮类化合物表现出一定的毒性,含有对苯醌结构的蒽醌类化合物均显示较强的毒性。对海洋天然产物活性和毒性的筛选评价结果,验证了斑马鱼毒性微量模型的可行性和实用性。本研究建立了斑马鱼毒性微量模型,并首次将该模型运用于海洋天然产物活性和毒性的筛选与评价中。该模型为海洋天然产物研究提供了一个新的双向模型,在药物研究开发中适用于化合物的安全性评价,在海洋化学生态学的研究中,适用于海洋天然产物的化学生态效应评价。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1 研究背景
• 2 斑马鱼在药物筛选中的应用及研究进展
• 2.1 疾病模型和药理活性研究
• 2.2 药物安全性评价模型
• 3 本文研究的目的和意义
• 第二章 斑马鱼毒性微量模型的建立
• 1 引言
• 2 实验部分
• 2.1 实验材料与仪器
• 2.2 实验仪器
• 2.3 实验方法
• 3 结果与讨论
• 4 小结
• 第三章 斑马鱼毒性微量模型在海洋天然产物筛选评价中的应用20?
• 1 引言
• 2 用斑马鱼毒性微量模型指导海洋天然产物的分离
• 2.1 实验材料与试剂
• 2.2 实验仪器
• 2.3 实验方法
• 2.4 结果与讨论
• 2.5 网扇软柳珊瑚次级代谢产物的生物活性评价
• 2.6 小结
• 3 用斑马鱼毒性微量模型研究海洋天然产物的生物活性及其构效关系
• 3.1 实验部分
• 3.2 结果与讨论
• 4 小结
• 结语
• 创新点
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文与研究成果