新药从一条鱼开始说药斑马鱼与药物开发

对于新药开发来说，一个高效的筛选模型不但可以提高药物开发效率，还可以提升药物开发的准确性以及更大限度地提升所开发药物的疗效。斑马鱼作为一种模式生物，其具有地特点包括：a）体形微小，长仅3～4cm，不占用空间，与大鼠或小鼠相比饲养更为方便；b）繁殖周期短，交配无季节限制，产卵数多，胚胎发育速度快，受精后仅在24小时内即可完成身体内部器官的构建，且胚胎透明易于观察；c）和人类基因有着87%的高度同源性，适合用于人类疾病模型的构建与新药筛选等研究领域。正是由于这些特点，斑马鱼近年来被当作一种"理想现代药学研究模式生物"被越来越多的用于新药开发。

图一斑马鱼

一．以斑马鱼为模型的新药筛选情况

近期以斑马鱼为模型的小分子药物筛选如图二和图三，从图中可以发现，斑马鱼适合于心脏病、肿瘤、脂肪肝、糖尿病、骨质疏松等多种人类疾病的药物筛选，应用非常广泛。

图二近期以斑马鱼为模型的小分子药物筛选汇总（一）

图三近期以斑马鱼为模型的小分子药物筛选汇总（二）

二．药物传统筛选方法的不足

现有的传统体外筛选，包括细菌、酵母以及哺乳动物细胞等方式，这些筛选方法均存在一定缺陷，包括a）一些特定类型细胞和大多数器官在体外无法培养、重建；b）体外培养的细胞难以模拟体内细胞外的微环境；c）体外培养难以模拟疾病的发展过程。

为了解决这些体外筛选的缺陷，有研究人员使用果蝇、线虫等无脊椎模式生物作为模型生物来进行药物筛选。但不足的是，无脊椎动物与人相比往往没有复杂的器官和系统，因此只能筛选一些特定疾病的药物分子。

三．斑马鱼的药物筛选模式及优势

图四展示了常用的斑马鱼小分子筛选流程：首先通过交配获得大量转基因或突变体品系胚胎；待发育到特定阶段后进行小分子药物孵育，并在此期间分析对胚胎的各种生物学性状进行分析，例如使用高通量技术检测胚胎的基因表达水平；确定小分子有效后再通过哺乳动物模型及临床试验进一步检验，追钟获得上市药物。

图四斑马鱼小分子筛选流程图

这样一种筛选理念不同于传统的体外筛选，斑马鱼其实是提供了一个完整的用于药物发现的活体脊椎动物系统，加之斑马鱼具有很强的繁殖能力、饲养方便且成本低。使用这样一种筛选模型，可以将体内模型的生物学复杂性与高通量筛选技术有效结合在一起。于此同时，因为药物在斑马鱼体内发挥作用，其在评估药效的同时还可以兼顾毒理学评价，一举多得。最值得一提的是，转基因斑马鱼可以通过荧光蛋白标记特定的组织器官，从而仅通过荧光检测就可以对药物效果进行初步判断，为药物筛选带来了很大的便利！

小结

目前，斑马鱼被越来越多的用于新药开发，所涉及的疾病领域包括神经系统疾病（如阿尔兹海默症、帕金森病）、心血管疾病、肿瘤等各种人类重要疾病。而且除了在新药筛选中发挥作用，斑马鱼在药物代谢等研究中也发挥着重要作用。相信随着研究的进一步深入，斑马鱼在新药开发中的作用还会进一步加强，为新药开发做出更大的贡献。

参考文献：

1.Zebrafishearntheirdrugdiscoverystripes,:

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