Loãng xương là bệnh xương phổ biến, đặc trưng bởi sự suy giảm mật độ và cấu trúc xương đã được nghiên cứu rất nhiều trên mô hình động vật có vú. Gần đây cá medaka (Oryzias latipes) được nhiều nhóm nghiên cứu trên thế giới chứng minh là một mô hình rất tốt, có thể bổ sung cho các mô hình động vật có vú để nghiên cứu về xương và các bệnh về xương do có cơ chế phân tử và tế bào của các quá trình phát triển và tái tạo xương khá tương đồng so với người. Loãng xương gây ra do quá trình hủy xương lấn át quá trình tạo xương, cũng quan sát thấy ở cá. Thêm vào đó, cá medaka có những đặc điểm vượt trội so với động vật có vú: kích thước nhỏ, chi phí nuôi dưỡng thấp, thời gian trưởng thành sinh dục ngắn, thụ tinh ngoài, phôi nhỏ trong suốt giúp dễ quan sát tế bào xương in vivo và sàng lọc thuốc với số lượng lớn. Đặc biệt, việc biến đổi hệ gen để tạo cá chuyển gen hay đột biến làm mô hình bệnh có thể thực hiện dễ dàng.

TS. Tô Thanh Thúy, Trường Đại học Quốc gia Hà Nội và cộng sự tại Đại học Quốc gia Singapo đã tạo ra dòng cá chuyển gen rankl : HSE : CFP biểu hiện đồng thời Rankl ngoại sinh và protein phát huỳnh quang CFP (Cyan Fluorescent Protein) dưới sự điều khiển của promoter cảm ứng nhiệt hoạt động hai chiều (chứa HSE: Heat Shock Element) để dùng làm mô hình loãng xương.

RANKL (Receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand) là một trong những yếu tố chính kích thích sự tăng sinh, biệt hóa và hoạt động chức năng của tế bào hủy xương ở người và động vật có xương sống. Biểu hiện Rankl ngoại sinh kích thích sự hình thành và hoạt động của tế bào hủy xương làm cho mô xương của cá chuyển gen bị phá hủy ở giai đoạn phát triển rất sớm, tạo kiểu hình giống loãng xương. Dòng cá rankl:HSE:CFP được tạo ra, nuôi bằng các qui trình đã được chuẩn hóa của thế giới và duy trì bằng cách nội phối tự nhiên giữa những cá cùng thế hệ tại Đại học Quốc gia Singapo. Chúng tôi muốn tiếp nhận và sử dụng dòng cá này cho các nghiên cứu về loãng xương và sàng lọc chất chống loãng xương. Tuy nhiên, việc dùng cá medaka làm mô hình thí nghiệm còn rất mới ở Việt Nam. Hơn nữa, do hạn chế của phương pháp chuyển gen dùng kĩ thuật meganuclease, dòng cá chuyển gen rankl:HSE:CFP ban đầu có các cá thể không đồng đều về di truyền với số lượng bản sao của gen chuyển rankl khác nhau, dẫn đến mức độ bị hủy xương không đồng đều nhau, gây khó khăn cho việc đánh giá tác dụng của các chất nên nhóm nghiên cứu do TS. Tô Thanh Thúy đứng đầu đã quyết định tiếp tục thực hiện nghiên cứu: “Tạo dòng thuần đồng hợp tử cá medaka chuyển gen biểu hiện yếu tố kích thích hủy cốt bào Rankl dưới tác dụng của sốc nhiệt làm mô hình cho nghiên cứu về loãng xương”.

Trong phạm vi của đề tài này, nhóm nghiên cứu thiết lập phòng thí nghiệm với hệ thống dụng cụ, các phương pháp và qui trình để nuôi và duy trì ổn định cá medaka chủng dại và chuyển gen; tiếp theo đó lai tách cá chuyển gen rankl:HSE:CFP ban đầu thành một số dòng cá có các cá thể trong cùng dòng có đặc điểm di truyền của gen chuyển đồng nhất và mức độ bị hủy xương đồng đều nhau.

Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 4 năm 2014 đến tháng 4 năm 2016 tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Sinh lý học và Sinh học người, Trường ĐHKHTN, ĐHQGHN. Các kết quả thu gọn như sau:

Nhóm nghiên cứu đã xây dựng được hệ thống dụng cụ, thiết lập được qui trình và các phương pháp nuôi cá medaka trong phòng thí nghiệm với qui mô nhỏ. Với các thiết bị và qui trình thiết lập được, đã nuôi và duy trì được cá medaka (oryzias latipes) chuyển gen rankl:HSE:CFP và cá chủng dại qua nhiều thế hệ.

Cá chuyển gen rankl:HSE:CFP do nhóm nghiên cứu duy trì được có gen chuyển ổn định về chức năng và di truyền. Hơn nữa, nhóm nghiên cứu đã tách dòng cá này thành 3 dòng cá dị hợp tử một đoạn chèn của gen chuyển là c1c6, c1c7, c1c8  biểu hiện gen chuyển ở 3 mức độ khác nhau; mỗi dòng có các cá thể có mức độ bị hủy xương đồng đều nhau, trong đó 2 dòng c1c7 và c1c8 đã có được cá đồng hợp tử. 

Kết quả này có ý nghĩa rất quan trọng bởi đây là lần đầu nuôi thành công cá medaka với qui mô nhỏ ở phòng thí nghiệm Việt Nam. Các dòng chuyển gen rankl:HSE:CFP do nhóm nghiên cứu tách được rất có giá trị cho những nghiên cứu tiếp theo về loãng xương và sàng lọc hoạt chất chống loãng xương. 

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 14682/2018) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

P.T.T (NASATI)