Оценка перспектив использования Данио Рерио (Зебрафиш) как биологической модели в контексте исследования гепатотоксических эффектов

В данной статье описывается морфологическое строение печени рыб Данио Рерио и её сравнение с организацией печени млекопитающих, обобщены известные способы индуцирования патологий печени у данных рыб, даётся оценка перспектив использования Данио Рерио (Зебрафиш) как биологических моделей в контексте исследования гепатотоксических эффектов.

Научная новизна публикации заключается в комплексности проводимого обзора существующих исследований в сфере использования модельных животных для оценки различных гепатотоксических эффектов, выявление наиболее перспективных подходов с точки зрения ветеринарной гепатологии для дальнейшего возможного их внедрения в отраслевую практику.

Методология поиска информации базировалась на таких общенаучных методах познания, как: обзор специализированных поисковых систем и баз научных и исследовательских данных (Scopus, WoS, PubMed) за последние 20 лет, из которых были выбраны наиболее информативные; анализ выявленных результатов и их сравнение по релевантности.

Подводя итог проведённого поиска, можно сделать вывод, что результаты релевантных экспериментов свидетельствуют о перспективности исследования гепатотоксических эффектов на Данио Рерио, которые представляют собой многообещающую и экономически эффективную альтернативу остальным модельным объектам. Данио Рерио могут детально и с высокой точностью воспроизвести закономерности возникновения, развития и исхода патологических процессов в органах млекопитающих благодаря высокому уровню генетической сохранности и сходными морфологии и функции органов. Считается, что дальнейшие технические разработки и изучение характеристик данных биомоделей в контексте изучения гепатотоксичности позволят по-новому взглянуть на молекулярные и клеточные механизмы, лежащие в основе патогенеза заболеваний, тем самым предоставляя многочисленные возможности для идентификации и валидации новых терапевтических целей и методов лечения.

1. Wang, X.; Copmans, D.; de Witte, P.A.M. Using Zebrafish as a Disease Model to Study Fibrotic Disease. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22, 6404. https://doi.org/10.3390/ijms22126404

2. Goessling W, Sadler KC. Zebrafish: an important tool for liver disease research. Gastroenterology. 2015 Nov;149(6):1361-77. doi: 10.1053/j.gastro.2015.08.034.

3. Зуб, А.В. Возможность использования биологической модели пресноводной рыбы Данио рерио в доклинических исследованиях / А. В. Зуб, В. Л. Загребин, И. А. Дворяшина, А. В. Терентьев // Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. – 2020. – № 1(73). – С. 10-13. – DOI 10.19163/1994-9480-2020-1(73)-10-13. – EDN WDMDKY.

4. Данилова, М. С. Данио рерио как модельный объект в исследованиях активности мозга / М. С. Данилова, О. В. Ломтатидзе // Актуальные проблемы развития естественных наук: Сборник статей участников XXIII Областного конкурса научно-исследовательских работ «Научный Олимп» по направлению «Естественные науки» / Министерство образования и молодежной политики Свердловской области; ГАУ СО «Дом молодежи»; ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина». – Екатеринбург: Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, 2020. – С. 32-37. – EDN AESNDT.

5. Барулин, Н.В. Перспективы использования данио рерио (Danio rerio (Hamilton, 1822)) для медико-биологических исследований / Н. В. Барулин, А. О. Жарикова, А. О. Воробьев, В. В. Лесневская // Зоологические чтения - 2021: Материалы VI международной научно-практической конференции, посвящённой 130-летию доктора биологических наук, профессора Анатолия Владимировича Федюшина, Гродно, 24–25 марта 2021 года / Редколлегия: О.В. Янчуревич (гл. ред.), А.В. Рыжая, А.Е. Каревский. – Гродно: Гродненский государственный университет имени Янки Купалы, 2021. – С. 26-28. – EDN MSAKGY.

6. Барулин, Н. В. Современные методы использования данио рерио (zebrafish) для оценки нейротоксичности химических веществ / Н. В. Барулин // Актуальные проблемы и инновации в современной ветеринарной фармакологии и токсикологии: Материалы VI Международного съезда ветеринарных фармакологов и токсикологов, Витебск, 09–11 июня 2022 года / Редколлегия: Н.И. Гавриченко (гл. ред.) [и др.]. – Витебск: Учреждение образования "Витебская ордена "Знак Почета" государственная академия ветеринарной медицины ", 2022. – С. 11-15. – EDN MZVOLE.

7. Романенко, Л. А. Использование данио рерио для оценки токсичности различных химических соединений / Л. А. Романенко // Ветеринарная медицина в XXI веке: роль биотехнологий и цифровых технологий: Материалы Международной научно-практической конференции студентов, магистрантов и молодых ученых, Витебск-Самарканд, 02 февраля 2021 года. – Витебск: Учреждение образования "Витебская ордена "Знак Почета" государственная академия ветеринарной медицины ", 2021. – С. 231-233. – EDN QBRHRD.

8. Воронов, Н. А. Рекомендации по содержанию модельного объекта данио рерио в лабораторных условиях / Н. А. Воронов // Актуальные проблемы интенсивного развития животноводства: материалы XXV Международной студенческой научной конференции, Горки, 18–20 мая 2022 года / Министерство сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь, Главное управление образования, науки и кадровой политики, Белорусская государственная орденов Октябрьской Революции и Трудового Красного Знамени сельскохозяйственная академия.. Том Часть 1. – Горки: БГСХА, 2022. – С. 83-84. – EDN ZWEIBC.

9. Сравнительный обзор возможностей использования Danio rerio (Zebrafish) в качестве модельного объекта в доклинических исследованиях / Д. А. Качанов, М. О. Бардаков, Е. Н. Лукин [и др.] // Уральский медицинский журнал. – 2020. – № 7(190). – С. 158-162. – DOI 10.25694/URMJ.2020.07.30. – EDN YKSSTQ.

10. Козикова, Л. В. Зебрафиш (Danio Rerio) - модельный объект для изучения биологии развития и тест - система экологических рисков / Л. В. Козикова, Е. А. Полтева, С. А. Лохматова // Генетика и разведение животных. – 2016. – № 2. – С. 13-19. – EDN WGWYYV.

11. Wilkins BJ, Pack M. Zebrafish models of human liver development and disease. Compr Physiol. 2013 Jul;3 (3):1213-30. doi: 10.1002/cphy.c120021.

12. Hinton, D.E., Couch, J.A. (1998). Architectural pat tern, tissue and cellular morphology in livers of fishes: Relationship to experimentally-induced neoplastic responses. In: Braunbeck, T., Hinton, D.E., Streit, B. (eds) Fish Ecotoxicology. EXS, vol 86. Birkhäuser, Basel. https://doi.org/10.1007/978-3-0348-8853-0_4

13. Lorent K, Moore JC, Siekmann AF, Lawson N, Pack M. Reiterative use of the notch signal during zebrafish intrahepatic biliary development. Dev Dyn. 2010 Mar;239 (3):855-64. doi: 10.1002/dvdy.22220.

14. Matthews RP, Lorent K, Russo P, Pack M. The zebrafish onecut gene hnf-6 functions in an evolutionarily conserved genetic pathway that regulates vertebrate biliary development. Dev Biol. 2004 Oct 15;274(2):245-59. doi: 10.1016/j.ydbio.2004.06.016.

15. Wang, X.; Copmans, D.; de Witte, P.A.M. Using Zebrafish as a Disease Model to Study Fibrotic Disease. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22, 6404. https://doi.org/10.3390/ijms22126404

16. Turola, E.; Petta, S.; Vanni, E.; Milosa, F.; Valenti, L.; Critelli, R.; Miele, L.; Maccio, L.; Calvaruso, V.; Fracanzani, A.L.; et al. Ovarian senescence increases liver fibrosis in humans and zebrafish with steatosis. Dis. Model. Mech. 2015, 8, 1037–1046.

17. Guo W, Lei L, Shi X, Li R, Wang Q, Han J, Yang L, Chen L, Zhou B. Nonalcoholic Fatty Liver Disease Development in Zebrafish upon Exposure to Bis(2-ethylhexyl)- 2,3,4,5-tetrabromophthalate, a Novel Brominated Flame Retardant. Environ Sci Technol. 2021 May 18;55 (10):6926-6935. doi: 10.1021/acs.est.1c01476.

18. Полистовская, П. А. Уровень активности трансаминаз сыворотки крови карпа при воздействии различных концентраций кадмия / П. А. Полистовская, К. П. Кинаревская, А. И. Енукашвили // Эффективные и безопасные лекарственные средства в ветеринарии: Материалы V-го Международного конгресса ветеринарных фармакологов и токсикологов, Санкт-Петербург, 22–24 мая 2019 года. – Санкт-Петербург: Санкт-Петербургская государственная академия ветеринарной медицины, 2019. – С. 157-159. – EDN SGKPFP.