Zarodki danio pręgowanego (Danio rerio) były powszechnie używane jako model do badania rozwoju nerek i wielotorbielowatości nerek. Wykorzystanie danio pręgowanego jako modelu zwierzęcego ma wiele zalet: możliwość badania interakcji genetycznych, możliwość wykorzystania antysensownych morfolinosów (MO) do knockdownu białek, możliwość szybkiego oznaczania dużej liczby zarodków oraz łatwość oglądania fenotypów narządów u żywych larw 1. Przednercze jest pierwszą nerką, która rozwija się u kręgowców i jest funkcjonalna u larw danio pręgowanego 2. Struktura przednercza danio pręgowanego jest stosunkowo prosta w porównaniu z metanephros ssaków, trzecią i ostatnią nerką, która rozwija się u ssaków. Nefron jest jednostką roboczą nerki, przy czym każda ludzka nerka zawiera od 500 000 do 1 000 000 nefronów3,4, a każda nerka myszy ma około 13 000 nefronów5, co utrudnia obserwację pojedynczej struktury nefronu w nerkach ludzkich lub mysich. Danio pręgowany ma tylko dwa nefrony, a każdy nefron danio pręgowanego zawiera wszystkie główne składniki znajdujące się w kłębuszkach nerkowych i kanalikach myszy i ludzi6oraz podobne wyspecjalizowane typy komórek nerkowych. W porównaniu z innymi modelami kręgowców, takimi jak Xenopus, nefron danio pręgowanego bardziej przypomina nefron ssaków, ponieważ ma zamknięty system7.
W ostatnich latach genom danio pręgowanego został zsekwencjonowany, co pozwoliło na szerokie wprowadzenie narzędzi genetycznych, obszernych zasobów mutantów i kolekcji transgenicznych linii reporterowych w modelach danio pręgowanego. Przednercze danio pręgowanego tworzy się między 12 a 72 godzinami po zapłodnieniu (hpf) i można je łatwo uwidocznić w przezroczystych zarodkach. Białko nowotworowe Wilma WT1 jest niezbędnym czynnikiem rozwoju nerek. Transgeniczne linie danio pręgowanego wykazujące ekspresję białka zielonej fluorescencji (GFP) pod kontrolą promotora wt1b Tg (wt1b: GFP) wykazują ekspresję GFP specyficznie zlokalizowaną w regionach pronerkowych w zarodkach danio pręgowanego, począwszy od 17 hpf 8. Nefronooftoza (NPHP), autosomalna recesywna torbielowatość nerek, jest wywoływana przez mutacje genów NPHP 9. Powalenie NPHP4 przez morfolino spowodowało powstawanie cyst u ryb Tg(wt1b:GFP). 10 Dlatego ta transgeniczna ryba jest odpowiednim modelem do obserwacji struktur nerkowych i powstawania torbieli podczas rozwoju nerek. Co ważne, wpływ modulatorów na rozwój nerek można badać przy użyciu tego szczepu w sposób efektywny czasowo i pracochłonnie.
Nasz artykuł opisuje użycie ryb Tg(wt1b:GFP) jako modelu do wizualizacji powstawania torbieli nerki po modulacji genu. Użyliśmy MO antysensownych MO w miejscu startu i splicingu, aby powalić gen wnt5a u danio pręgowanego. Wnt5a jest niekanoniczną wydzielaną glikoproteiną z rodziny Wnt, która odgrywa ważną rolę w rozwoju różnych narządów i pourodzeniowych funkcjach komórkowych11. Wnt5a działa poprzez niekanoniczne szlaki Wnt, w tym szlak płaskiej polaryzacji komórek (PCP), który, jak stwierdzono, odgrywa rolę w zorientowanym podziale komórek podczas wydłużania kanalików nerkowych. Wnt5a reguluje szlak Wnt / PCP, tworząc kompleks z receptorem, takim jak kinaza tyrozynowa (Ryk), który dodatkowo transdukuje sygnalizację Wnt5a, tworząc kompleks z białkiem polarności komórek planarnych VANGL 2 (Vangl2), promując w ten sposób stabilność Vangl2 12. Wady szlaku PCP mogą powodować losowy podział komórek i powstawanie torbieli nerkowej. Użyliśmy linii zebry Tg(wt1b:GFP) do obserwacji powstawania torbieli nerki po knockdownie wnt5a. Model danio pręgowanego Tg(wt1b:GFP) umożliwia obrazowanie na żywo i obserwację struktury nerki w odpowiednim czasie. Po nokdaucie wnt5a stwierdzono tworzenie się torbieli nerki zaczynającej się od 24 hpf; Przy 72 hpf torbiele można znaleźć w kłębuszkach nerkowych i kanalikach proksymalnych. Metoda ta może być również wykorzystana do badań przesiewowych innych genów, które mogą powodować powstawanie torbieli nerki.