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背景:斑马鱼(Danio rerio),属鲤科(Cyprinidae)短担尼鱼属(Danio),为原产于南亚的一种小型热带鱼,是一种新兴的脊椎动物发育生物学模式动物。近年来,斑马鱼作为一种模式生物,已经越来越多的用于建立人类牙齿的发育模型。斑马鱼牙齿与人类牙齿有很多相似之处,牙胚发育也可以明确的分为蕾状期、帽状期、钟状期,也有类牙釉质、牙本质、牙髓腔等成分。任何时期的成年斑马鱼都可以看到各个发育时期的牙齿,作为牙齿发育的模式动物还可以观察其牙胚和牙齿发育的整个过程,且早期的单细胞可以通过简单易行的显微注射进行牙齿发育相关基因的转移和敲除,以研究相关基因的功能和调控。这些优点使得斑马鱼成为研究牙齿的模式动物具有优势。本实验使用光镜和HE染色、阿利辛蓝—茜素红混合染色、电镜研究斑马鱼形态学特征、组织结构和超微结构特征,并采用Micro-CT结合HE染色、电镜的方法显示其根管形态,进一步完善斑马鱼牙齿的形态学特征,为牙齿发育的研究提供基础,以期探讨人类牙齿发育的机制。 目的:通过光镜观察成年斑马鱼的牙及牙列的分布及牙齿形态与结构。通过HE染色、阿利辛蓝-茜素红染色、扫描电镜和Micro-CT观察成年斑马鱼牙齿的形态与超微结构。 材料和方法: 实验一成年斑马鱼的牙及牙列的初步观察 将成年斑马鱼的双侧鳃叶和鳃弓整体的从鱼头上部分离,尼康SMZ-1500体视显微镜下观察成年斑马鱼牙及牙列的生长部位及其形态。将取得的鳃叶和鳃弓常规处理后进行HE染色,光镜观察。将取得的鳃叶和鳃弓进行阿利辛蓝—茜素红混合染色液染色48h,再依次用1%KOH透明24h和1%KOH/梯度甘油混合液透明24h,最后置100%甘油保存,尼康SMZ—1500体视显微镜下拍照观察。 实验二成年斑马鱼牙齿的超微结构分析 将斑马鱼第5对鳃弓从第4鳃弓下方分离出,去净其上的软组织,进行一定处理。Gatan Model682精密刻蚀镀膜仪对样品观察表面进行镀膜后用LEO1530 VP扫描电镜观察。Micro-CT机观察斑马鱼牙齿髓腔形态。 结果:成年斑马鱼共有5对鳃弓,从鱼头向鱼尾方向依次为第1至第5鳃弓。而斑马鱼的牙齿只长于第5鳃弓上,呈三角形,三角形的底部附着于鳃弓上,三角形的尖即为牙尖,朝向内侧,左右牙尖相对。斑马鱼的牙齿没有牙根,为端生牙。成年斑马鱼牙齿经HE染色显示为均质的钙化组织,类似牙本质结构。钙化结构内部包裹有软组织结构,类似牙髓组织。成年斑马鱼的鳃弓和牙齿主要被茜素红染成红色,说明鳃弓和牙齿为硬骨组织结构;部分鳃叶被染成蓝色,说明鳃叶中有部分为软骨组织。成年斑马鱼每侧第5鳃弓上可见11颗功能牙,牙齿呈钩状的或反弯的,为端生牙。可见牙齿硬组织表面有0.1-0.5μm不等的凹坑微孔样结构。牙齿由外部牙体硬组织和内部牙髓腔构成。外部硬组织可分为外侧的类牙釉质和内侧的类牙本质。牙髓腔壁上可见许多小孔样结构,类似于人牙本质小管,空隙上附有一些纤维样软组织,类似人牙本质突起。斑马鱼的牙齿为较简单的单髓腔结构,没有髓室与根管之分。 结论:斑马鱼牙齿形态与超微结构和人类牙齿具有一定相似性,斑马鱼牙齿可以模拟人类牙齿的组织结构,是人类牙齿发育的合适的模式动物。