轴突退行性病变(axon degeneration,简称轴突退变)是一种在创伤,中毒及慢性神经退行性疾病等情况下出现的一种病理现象。轴突退变被认为是一个很好的治疗神经退行性疾病的靶点。斑马鱼Mauthner细胞具有数量少、体积大、轴突长等特征,非常适合在活动物体内对其开展研究。本研究中,我们使用活体内单细胞电穿孔的基因转染方法,在Mauthner细胞中过表达荧光蛋白DsRed2或EGFP,来标记Mauthner细胞体和轴突的形态。随后用激光共聚焦显微镜观察机械损伤引起的Mauthner细胞轴突退变过程。我们发现Mauthner细胞的轴突大约在损伤后24小时开始发生退变。WldS是一种能抑制机械损伤等多种因素引起的轴突退变的融合蛋白,含有全长的烟酰胺单核苷腺嘌呤转移酶1(Nicotinamide mononucleotideadenylyl transferase1,Nmnatl,E2.7.7.1)。在Mauthner细胞中过表达WldS蛋白可以显著抑制Mauthner细胞的轴突退变。这些结果显示,损伤诱导的Mauthner细胞轴突退变与其他动物模型中的轴突退变机制具有相似性。哺乳动物的三种Nmnat中,仅Nmnat2在脑中高表达。研究发现,在Mauthner细胞中过表达Nmnat2同样能显著抑制Mauthner细胞的轴突退变,而NAD合成酶活性突变的Nmnat2的轴突保护功能被显著削弱。综上所述,本研究建立了一种活体内研究轴突退变的新方法,同时发现脑中高表达的Nmnat2可以显著减缓轴突退变。这些结果为研究轴突退变提供了新的活体模型,并为深入研究Nmnat2在轴突退变和神经退行性疾病中的分子机制打下了基础。