近日,全國各地相繼優化調整疫情防控措施,周圍的“小羊人”越來越多,新冠感染率居高不下,國內外各大研究機構也都在加班加點地開展預防新冠藥物的研發與生產。

如何有效防治新冠,一直是大家十分關心的問題。為了快速評價、高效篩選有效的預防冠狀病毒的產品,有效助力各類抗病毒藥物包括感染者愈后康復的藥劑及各類抗病毒產品的研發與功效驗證,環特生物推出斑馬魚預防冠狀病毒功效評價整體解決方案,用于評估樣品對病毒及機體的整體干預作用。
01、斑馬魚病毒性肺炎模型
環特生物基于大量的斑馬魚實驗數據研究發現,可以通過斑馬魚魚鰾來建立新型快速肺泡炎性損傷模型(該研究成果已發表在國際期刊CellDeath & Disease上),并通過斑馬魚肺炎模型來對病毒性肺炎相關產品進行抗炎功效及安全性評價。
科學研究表明,斑馬魚魚鰾與哺乳動物的肺在解剖學結構、形態學發育和轉錄模式上非常相似,在斑馬魚鰾中也可找到與人類肺泡表面活性蛋白相應的類似物。
在研究中,科學家發現病毒(Poly-IC)、脂多糖(LPS)以及空氣細小顆粒均可引起不同程度的中性粒細胞炎性浸潤及魚膘病理結構損傷。同時,研究員們還利用斑馬魚鰾損傷模型進行肺損傷炎癥通路抑制劑的初步篩選發現,干擾磷酸化信號分子可顯著緩解脂多糖誘導魚鰾中性粒細胞浸潤及炎性損傷。
通過深入比較斑馬魚與小鼠急性肺損傷模型病理特征,發現斑馬魚鰾損傷可作為一種快速、便捷的體內肺泡損傷模型;斑馬魚肺炎模型,則是通過非常類似于病毒或病毒復制過程中形成的雙鏈RNA——poly(i:c)的雙鏈RNA結構,像某些病毒一樣,具有很強的干擾素誘生作用,此模型適用于病毒性肺炎的抗炎功效評價。
02、預防冠狀病毒功效評價方法
環特科研團隊在病毒性抗炎功效評價實驗時,通過選取受精后5天(5 dpf )轉基因中性粒細胞熒光斑馬魚,經人為誘發肺炎(LPS處理)后建立相應的斑馬魚病毒性肺炎模型。
poly(i:c)的雙鏈RNA結構非常類似于病毒或病毒復制過程中形成的雙鏈RNA,因此,poly(i:c)能像某些病毒一樣,具有很強的干擾素誘生作用,誘發斑馬魚中性粒細胞、巨噬細胞增多,促炎因子表達量上升。
在不同濃度中設置對照組,觀察分析斑馬魚鰾中性粒及巨噬細胞、Q-PCR檢測基因相對表達量等相關指標后綜合得出實驗結果。具體評價指標如下:
評價指標
1. 減輕身體的炎癥反應
(1)魚鰾中性粒細胞數目;
(2)魚鰾凋亡細胞熒光強度;
(3)q-PCR檢測炎癥因子il-1β、il-6、tnf-α基因相對表達量;
(4)q-PCR檢測病毒關鍵調控因子ccl2、ace2、tmprss2、catl、par2a基因相對表達量;
2. 改善身體氧化應激水平
(1)活性氧簇(ROS)水平;
(2)q-PCR檢測duox基因相對表達量(ROS可由雙氧化酶(DUOX)產生,DUOX是一種NADPH氧化酶)
3. 增強身體免疫力
(1)魚鰾巨噬細胞熒光強度;
(2)T細胞熒光強度;
4. 緩解身體疼痛
(1)總運動次數;
5. 緩解身體嗜睡、乏力、疲勞癥狀
(1)總運動距離(或快速運動距離);
(2)ATP水平。
通過不同的評價指標,預防冠狀病毒功效評價結果有著不同的展示方式,具體如下:
(1)中性粒細胞數目:提供表型圖、柱狀圖

圖1:斑馬魚中性粒典型圖。向斑馬魚魚鰾內注射病毒(Poly-IC)后,出現明顯的炎癥。圖中黃色虛線所示為斑馬魚魚鰾,綠色亮點為炎癥細胞(中性粒細胞)。

圖2:斑馬魚中性粒細胞個數
與模型對照組比較:*p < 0.05,***p < 0.001
(2)巨噬細胞熒光強度:提供表型圖、柱狀圖

圖3:斑馬魚巨噬細胞典型圖(黃色虛線框為魚鰾,綠色熒光顆粒為巨噬細胞)

圖4:斑馬魚巨噬細胞熒光強度
與模型對照組比較:**p < 0.01
(3)q-PCR檢測基因相對表達量:提供柱狀圖

圖5:斑馬魚基因相對表達量(IL-1β)
與模型對照組相比,***p < 0.001
(4)T細胞熒光強度:提供表現圖、柱狀圖

圖6:T細胞減少癥表型圖
(箭頭所指紅點為斑馬魚的T細胞)

圖7:斑馬魚T細胞數量(熒光強度)
與模型對照組比較,***p < 0.001
(5)總運動距離:提供軌跡圖、柱狀圖

圖8:斑馬魚運動軌跡圖(黑線:斑馬魚靜止運動軌跡;綠線:中速運動;紅線:快速運動)

圖9:斑馬魚總運動距離
與模型對照組相比,*p < 0.05,**p < 0.01,***p < 0.001
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