学术科普三斑马鱼鱼界的活雷锋

斑马鱼——鱼界的活雷锋

上海市中西医结合脉管病研究所已建成斑马鱼房，可基于不同斑马鱼模型开展不同类型的实验研究。目前，正利用斑马鱼模型研医院制剂——软坚清脉颗粒促进血管新生的作用，以补充完善该药的临床前药效学研究，用于国家1类中药新药的注册申报。

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斑马鱼来自喜马拉雅山南麓，生长在恒河和布拉马普特拉河形成的水网地带。这种长着漂亮的彩色纵向斑纹的小鱼很早就被英国殖民者发现，他们把斑马鱼带出了印度，并培育出不同颜色品系，成为了欧美地区常见的观赏鱼。

斑马鱼体长4～6厘米。体呈纺锤形。背部橄榄色，体侧从鳃盖后直伸到尾未有数条银蓝色纵纹，臀鳍部也有与体色相似的纵纹，尾鳍长而呈叉形。雄鱼的纵纹为柠檬色；雌鱼的纵纹为蓝色加银灰色（图1）。

图1斑马鱼的形态

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20世纪70年代，美国俄勒冈大学的分子生物学家乔治·施特雷辛格（GeorgeStreisinger）教授想要为新的研究方向挑选一种实验对象：这个物种既要容易饲养和繁殖，适合快速进行杂交等遗传学操作；又要是一种脊椎动物，这样才能还原出与人类各种病理更相似的性状；身体结构还要比小白鼠更简单，便于梳理正常的发育过程和病理反应。

作为水族爱好者，施特雷辛格教授想起了常见的斑马鱼，于是他和俄勒冈大学的同事们开始了斑马鱼发育生物学研究，完成了包括DNA修饰技术在内的多项开创性研究，这也使得他在年当选美国国家科学院院士。年，施特雷辛格教授又率先完成了斑马鱼的克隆——这是第一种被克隆的脊椎动物。从此，斑马鱼才算真正登上了科学的前沿舞台，施特雷辛格教授也成为了斑马鱼发育与遗传研究的“奠基人”（图2）。

图2乔治·施特雷辛格

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实验范围和优势

斑马鱼与人类基因同源性高达85%，其信号传导通路与人类基本近似，生物结构和生理功能与哺乳动物高度相似，具有个体小（目前唯一适于进行微孔板高通量药物筛选的脊椎类动物）、发育周期短(24h器官便可形成）、实验周期短(筛选结果在一周内即可得出)、费用低（约为鼠类的1/10～1/）、体外受精、透明（可直接观察药物对内部器官的作用）、单次产卵数较高（～枚）以及实验用药量小（为小鼠用药量的1/～1/0）等优点，因此其作为模式生物的优势很突出。

目前，斑马鱼已经广泛应用于发育生物学研究、人类疾病模型研究、新药筛选、药物毒性与安全性评价以及环境毒理学研究等领域。此外，越来越多的食品、保健食品、化妆品的研发工作中也开始应用斑马鱼模型，基于斑马鱼的生物检测技术已经成为验证相关产品功效与安全性的重要方式之一。美国国家卫生研究院（NIH）将斑马鱼列为继大鼠和小鼠之后的第三大脊椎类模式生物（图3）。

图3斑马鱼——第三大脊椎类模式生物

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筛选新药

图4是整体动物筛选和药物发现过程。由图可见，利用斑马鱼等小动物模型进行的化合物筛选技术提供了一种不同于传统药物筛选技术，是传统的药物发现过程的一种替代方法。此外，还有助于揭示新的疾病分子机理和药物作用靶点。

图4药物筛选和发现过程

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研究所情况

目前，上海市中西医结合脉管病研究所已建成斑马鱼房，包括饲养室及实验室各1间（图5），可同时饲养斑马鱼00余条，并已配备实验所需显微注射仪和荧光显微镜（图6），可以进行不同类型斑斑马鱼的饲养和繁殖、丰年虾的孵育，以及基于不同斑马鱼模型的实验研究。

研究所目前正利用斑马鱼模型研医院制剂——软坚清脉颗粒促进血管新生的作用，以补充完善该药的临床前药效学研究，用于国家1类中药新药的注册申报。

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