幼虫のゼブラフィッシュの血液脳関門の成熟の機能的特性

ゼブラフィッシュは、人間の疾患をモデル化し、複雑な生理学的および病理学的プロセスに対する小分子の効果を研究するための生物としてますます人気が高まっています。幼虫の長さは数ミリメートル以下であり、100マイクロリットルの少量のボリュームで生活できるため、特に96ウェルプレート形式でハイスループットと高コンテンツの複合スクリーニングに適しています。多くの化合物が哺乳類、特に人間と同様にゼブラフィッシュで同様の薬理学的効果を示すという証拠を提供する成長している文献があります。しかし、神経学的状態の小分子スクリーニングの有用性に関する主要な質問は、分子が中枢神経系内の標的部位に到達するかどうかです。研究では、哺乳類の血液脳関門（BBB）の完全性に不可欠なタイトジャンクションタンパク質であるClaudin-5およびZO-1は、ゼブラフィッシュの一部の脳血管（D.P.F.）以降のゼブラフィッシュの一部の脳血管で検出できることが示されています。そして、このタイミングは、すべてではなく脳血管内の染料、免疫反応性トレーサー、蛍光マーカーの保持と一致します。これらの発見は、BBBの特徴が3 D.P.F.に最初に存在することを示していますが、ゼブラフィッシュBBBがどれほど速く成熟するか、哺乳類の障壁にどれほど密接に及ぶかは明らかではありません。ここでは、透過型電子顕微鏡、蛍光マーカーを使用した機能的調査、液体クロマトグラフィー/タンデム質量分析を使用した化合物の取り込みによる解剖学的分析を組み合わせて、ゼブラフィッシュBBBの成熟が3 D.P.Fの間に発生することを実証しました。および10 D.P.F.そして、この障壁は、構造的および機能的な類似性の両方を哺乳類の類似点と共有していること。

Zebrafish are becoming increasingly popular as an organism in which to model human disease and to study the effects of small molecules on complex physiological and pathological processes. Since larvae are no more than a few millimetres in length, and can live in volumes as small as 100 microliters, they are particularly amenable to high-throughput and high content compound screening in 96 well plate format. There is a growing literature providing evidence that many compounds show similar pharmacological effects in zebrafish as they do in mammals, and in particular humans. However, a major question regarding their utility for small molecule screening for neurological conditions is whether a molecule will reach its target site within the central nervous system. Studies have shown that Claudin-5 and ZO-1, tight-junction proteins which are essential for blood-brain barrier (BBB) integrity in mammals, can be detected in some cerebral vessels in zebrafish from 3 days post-fertilisation (d.p.f.) onwards and this timing coincides with the retention of dyes, immunoreactive tracers and fluorescent markers within some but not all cerebral vessels. Whilst these findings demonstrate that features of a BBB are first present at 3 d.p.f., it is not clear how quickly the zebrafish BBB matures or how closely the barrier resembles that of mammals. Here, we have combined anatomical analysis by transmission electron microscopy, functional investigation using fluorescent markers and compound uptake using liquid chromatography/tandem mass spectrometry to demonstrate that maturation of the zebrafish BBB occurs between 3 d.p.f. and 10 d.p.f. and that this barrier shares both structural and functional similarities with that of mammals.