斑马鱼中纤维蛋白检测方案(扫描电镜)

PHENOMSCIENTIFIC飞 纳 电 镜 扫描电镜揭秘最隐蔽的杀手——血栓 发布者：飞纳电镜 血液是身体里"流动的长河"，如果生命的长河被血栓堵塞，能想象后果会有多么严重吗? 目前，我国因血栓性疾病导致的死亡人数已占全球因血栓性疾病导致的死亡人数的51%，远超过肿瘤、传染性疾病、呼吸系统疾病等。因不易察觉，血栓被称为最隐蔽的杀手。 斑马鱼( zebrafish)，因其全身布满多条深蓝色条纹似斑马而得名。斑马鱼怎么会与血栓研究联系到一起? 今天，飞纳电镜带您一探究竟。 斑马鱼 虽然斑马鱼名字很霸气，事实上，斑马鱼成年后体长也仅在 3-4cm 之间，仅仅算得上微型鱼。 斑马鱼之所以是最常见的观赏鱼，不仅因为它长得漂亮，也因为它生命力顽强。 大家可以在很多精品店或者花店的生态瓶里见到，一个小玻璃瓶，放点五颜六色的沙子和假水草，没有过滤器，没有氧气泵，没有加热棒，没有定期的喂食，甚至也不怎么换水，就能见到这些顽强的小鱼儿一直游动着。 那斑马鱼与血液学研究有什么关系呢?事实上，斑马鱼在受到“宠物杀手“喜爱的同时，也成为全球生命科学研究的新宠。 因其基因和人类相似度达到87%，斑马鱼有着“水中小白鼠”之称。与小白鼠相比，斑马鱼的繁殖力强、发育迅速、胚胎透明、体外受精、体外发育等生物学特征，在药物筛筛，损伤修复，再生组织研究，肿瘤和心血管疾病等领域研究中发挥了重要作用(虽然科学家们不愿意承认，但或许好养活是科学家选择它的主要原因)。 近20年来，以斑马鱼为实验材料的研究发展迅速，研究总量扩展近20倍，斑马鱼已成为生命科学研究中仅次于小鼠的第二大脊椎模式动物。 斑马鱼对于科研人员有多重要，我们看下面两个新闻： 博后起诉耶鲁因同事多次毒死斑马鱼 火热报名中一2019临床质谱与高端医学检验发展论坛来源：生物3602014-06-1610：25 北大实验室起火数千斑马鱼死或推迟部分博士毕业 火热报名中一2019临床质谱与高端医学检验发展论坛来源：新京报2013-06-1917：34 斑马鱼止血系统与人类相似，拥有凝血因子、血小板受体，并对临床应用的抗凝血和抗血栓药物具有很好的反应，适合于血栓形成机制和治疗药物的评价。 因此，斑马鱼被为公认为是研究人类止血和血栓形成的良好模型。在血液学研究中，斑马鱼也被广泛用于血栓形成研究以及抗血栓药物筛选。 科普时间 上：纤维蛋白包裹红细胞与血小板形成血栓示意图；下：血管内壁血栓扫描电镜图 为了建立研究凝血酶生成与纤维蛋白形成之间的关系， Schurgers 等人通过飞纳台式扫描电子显微镜对斑马鱼和人类凝血块与其中血纤维蛋白超微网状结构进行可视化分析与对比。 图A与图B分别为不同倍数下的斑马鱼与人血块扫描电镜照片。与人类手指刺血血块图像(图B)相比，斑马鱼血块图像(图A)显示出其纤维蛋白网络更为密集。由自然选择可知，水中的斑马鱼如果想要生存下来，需要具有更强的伤口愈合能力，所以其纤维网络需要更为密集，以便更好地将红细胞血小板包覆起来。 为了进一步验证推测，科研人员在人血样品中添加促凝组织因子，通过扫描电镜(SEM)图像可以看出，人血+组织因子样品(图C)纤维蛋白更细，孔径更加致密，更接近斑马鱼的纤维蛋白形态。 至此，我们得出第两个结论： 一、虽然斑马鱼的凝血模型系统与人类的凝血系统很大程度上可以类比，但扫描电镜( SEM)成像分辨出的斑马鱼的纤维蛋白网络致密性明显大于人类。 二、凝血酶可以提高纤维蛋白网络致密性，可以更加紧密包裹住红细胞和血小板，起到增强凝血作用。 婴儿和儿童的血栓形成率低于成人，这背后的机制又是什么呢?在另一个工作中，Ignjatovic 等人使用飞纳台式扫描电镜Phenom Pro 和配套的纤维分析测量系统Phenom FiberMetric 与孔径分析测量系统 Phenom PoroMetric ， 对婴幼儿和成人的纤维蛋白网络的微观结构进行统计表征。 图A成人纤维蛋白网络图B婴儿(<1岁)纤维蛋白网络 使用纤维分析测量系统对纤维蛋白直径进行分析 Age Baseline Fibrin fibres(nm) Fibrin fibres (%adult) Pore size (uM²) Pore size (%adult) <1 1-5 6-10 11-16 354 (272-423)355(314-408)360(317-420)360(321-390) Adults 360((321-390) 98.3398.6110097.78 100 0.062*(0.039-0.119)0.068***(0.042-0.099)0.065 (0.038-0.095)0.067°**(0.043-0.141)0.054(0.038-0.066) 114.81125.93120.37124.07100 纤维分析测量系统与孔径分析测量系统统计结果 结论 统计结果表明婴幼儿的纤维蛋白直径与成人基本无差异。但婴幼儿纤维蛋白网络孔径更大，也就意味着血液凝块在结构上更弱，纤维蛋白网络更容易被纤溶酶分解，这可能是血栓不容易在年轻人群中出现的原因之一。 血栓一般分为动脉血栓和静脉血栓。 动脉血栓的最常见原因，就是动脉粥样硬化，动脉粥样硬化加重，斑块形成，斑块破裂就会形成血栓。 哪些人容易动脉粥样硬化呢? 1、高脂血症者，2、糖尿病者，3、高血压者，4、吸烟者，5、高龄者，6、绝经女性，7、肥胖者、代谢综合征者，8、缺乏锻炼者，9、有家族血栓病史者。 预防动脉粥样硬化，就是要戒烟限酒、低盐低脂低糖饮食、多吃蔬菜水果五谷杂粮、运动锻炼、科学减肥、规律生活、开开心心、早发现三高早治疗三高，从而远离血栓疾病! 为了建立研究凝血酶生成与纤维蛋白形成之间的关系，Schurgers 等人通过飞纳台式扫描电子显微镜对斑马鱼和人类凝血块与其中血纤维蛋白超微网状结构进行可视化分析与对比。图 A 与图 B 分别为不同倍数下的斑马鱼与人血块扫描电镜照片。与人类手指刺血血块图像（图B）相比，斑马鱼血块图像（图A）显示出其纤维蛋白网络更为密集。由自然选择可知，水中的斑马鱼如果想要生存下来，需要具有更强的伤口愈合能力，所以其纤维网络需要更为密集，以便更好地将红细胞血小板包覆起来。