在神奇的生命誕生之初，胚胎發育的每一步都至關重要。神經管作為未來大腦和脊髓的雛形，其正常發育是早期脊椎動物健康成長的基石。神經管缺陷（Neural Tube Defects，NTDs） ，像脊柱裂和無腦畸形這樣的疾病，是極為常見且危害極大的先天性異常。在美國，每 1000 個新生兒中約有 1 個受其影響，而在全球范圍內，這個數字更為驚人。在哺乳動物、鳥類等羊膜動物胚胎中，原發性神經管形成過程已較為明晰，通過 “折疊 - 融合” 機制，神經板邊緣融合成神經管。然而，斑馬魚的神經管發育卻有著獨特路徑，它從實心的神經龍骨開始發育，之后才空化形成管腔，這使得人們一度認為斑馬魚的神經胚形成過程與其他脊椎動物有著本質區別，也讓斑馬魚能否作為研究 NTDs 的有效模型充滿疑問 。
為了揭開斑馬魚神經發育的神秘面紗，來自國外研究機構的科研人員展開了深入探索。他們的研究成果發表在《Developmental Biology》上，為我們理解脊椎動物神經發育的保守機制帶來了新曙光。研究發現，盡管斑馬魚和羊膜動物在神經管發育的外觀上有所不同，但斑馬魚的前神經胚形成過程與哺乳動物極為相似。而且，研究還揭示了 vangl2 基因在這一過程中的關鍵作用，缺乏該基因會導致斑馬魚神經褶融合延遲和異常，無法正常封閉管腔 。這一研究成果意義重大，不僅證實了斑馬魚可作為研究 NTDs 的良好模型，還進一步強調了脊椎動物在神經發育機制上的高度保守性，為深入研究 NTDs 的發病機制和尋找潛在治療靶點提供了重要線索。
研究人員在此次研究中主要運用了以下關鍵技術方法：首先是活細胞成像技術，通過對斑馬魚胚胎進行實時動態觀察，詳細記錄神經管閉合過程；其次是共聚焦顯微鏡技術，利用該技術對胚胎進行光學橫切面觀察，直觀呈現神經褶融合和管腔形成情況。實驗樣本選用了野生型（WT）、tdgf1/oep^tz257、vangl2/trilobite^vu67和 TgBAC [flh:flh - kaede] 等不同基因型的斑馬魚胚胎 。
斑馬魚前腦神經管形成獨特的前后開口：研究人員從 3 體節期開始對斑馬魚胚胎前神經板進行共聚焦時間推移成像。在 30 個對照胚胎中發現，斑馬魚前腦神經管形成了明顯的前后開口。之前研究只觀察到神經褶融合時類似眼形開口的拉鏈式閉合，而此次研究進一步揭示了后部融合位點的存在，前后開口從中心點反向拉鏈式閉合，完成前神經管的封閉 。
vangl2 缺陷影響斑馬魚神經褶融合和神經管發育：對 vangl2 缺陷胚胎的研究發現，其神經褶融合明顯延遲，神經溝形成異常。通過對松果體前體中線匯聚情況的觀察，發現 vangl2 缺陷導致其匯聚受損。在固定和活胚胎中，都能看到前腦區域出現坑狀開口，這表明 vangl2 基因在斑馬魚神經褶融合和神經管正常發育中起著不可或缺的作用 。
研究結論表明，斑馬魚存在與哺乳動物相似的折疊 - 融合式神經胚形成過程，且 vangl2 基因對這一過程至關重要。在討論部分，研究人員指出，神經管閉合對中樞神經系統正常發育意義重大，其失敗會引發嚴重先天性異常。斑馬魚雖神經發育方式有別，但保守的神經胚形成機制為研究 NTDs 提供了新視角 。此次研究讓我們重新認識了斑馬魚在神經發育研究中的價值，也為后續深入探究脊椎動物神經發育機制和 NTDs 防治策略奠定了堅實基礎。