斑马鱼在我们对常见的颅面出生缺陷的理解中引起了波澜

从字面意义上讲，儿童并不像成年人那样头脑冷静。婴儿出生时有柔软的斑点和柔韧的关节，称为缝合线，在颅骨的各个部分相遇的交界处。如果这些缝合线过早融合，头骨就无法扩张以适应孩子正在成长的大脑 - 一种称为颅缝早闭的严重出生缺陷，可导致精神发育迟滞甚至死亡。

为了帮助患有这种危险和痛苦状况的儿童，Gage Crump的USC干细胞实验室和Robert E. Maxson，Jr。的科学家开创了一种研究斑马鱼颅缝早闭症的方法，发表在eLife杂志上。

“这种先天缺陷的小鼠模型已经开发出来，”南卡罗来纳州凯克医学院干细胞生物学和再生医学教授克伦普说。“我们的目标是创建一个斑马鱼模型，以更好地了解这种疾病中的干细胞功能障碍，因为我们可以更容易地操纵和观察头骨在这个与我们共有许多基因的透明脊椎动物中，发展出现了问题。“在这项研究中，第一作者卡米拉·腾和她的同事们制作了斑马鱼，这两种关键基因突变了支持常见形式的颅缝早闭症，称为Saethre-Chotzen综合征。发现这些基因的突变 - 被称为TCF12和TWIST1-可引起斑马鱼的颅缝早闭，类似于小鼠和人类。在这三种物种中，这些突变引发了颅骨顶部重要缝线的过早融合 - 恰当地命名为冠状缝合。

Teng和她的同事观察了这些活的转基因斑马鱼。斑马鱼在它们体外的水中产卵和受精，它们的胚胎是完全透明的。因此，科学家们能够观察到早期胚胎发育的细节，这些细胞在哺乳动物物种的子宫内被遮挡，例如实验室老鼠。科学家利用先进的成像技术确定，位于缝合线内并导致颅骨生长的干细胞在发育早期出现异常，而不是先前所怀疑的。结果，干细胞不能维持其称为成骨细胞的骨骼构建细胞的产生，破坏了颅骨的生长及其冠状缝合。

“患有颅缝早闭的婴儿通常需要多次，有风险的手术来分离颅骨，”Teng博士说。Crump Lab的学生。“不幸的是，由于潜在的干细胞缺陷，这些骨头经常再次融合。未来，我们希望利用我们新获得的知识来纠正潜在的干细胞缺陷，从而减少这些婴儿需要的矫正手术的数量。”