小小斑马鱼 大大有用处

　 斑马鱼

斑马鱼胚胎诞生过程

      性情温和、小巧玲珑，在鱼缸中几乎从不停歇地游动……也许喜欢养鱼的你看不上其貌不扬的斑马鱼，或者你根本就不养鱼。但你可能不知道的是，这种不起眼的小生灵在科研人员的手中正在为生命科学的研究贡献着汗马之功。

    近期，记者从中国科学院近代物理研究所了解到，该所目前建成了斑马鱼研究平台，并已经投入研究，该平台将对重离子治癌临床应用推广提供支持。

     “走红”的斑马鱼

    相比常用的小鼠、大鼠等模式动物，斑马鱼饲养成本较低，繁殖能力强，更容易获得大量个体，从而开展大样本量的重复研究。

    斑马鱼用于放射生物学的研究，在国际上是最近几年才被提出。而提到实验动物，多数人会首先想到小白鼠、猴子等等，可为什么看似孱弱的小鱼竟成了近些年来实验动物界的“红人”。

    首先，作为一种新型模式生物，斑马鱼全基因组序列已完全清楚，与人类基因组有85％同源性，这意味着在其身上做药物实验所得到的结果，多数情况下也适用于人体。

    更为重要的是，斑马鱼的胚胎在体外发育，科研人员能在显微镜下直接观察斑马鱼受精卵到囊胚期再发育成为小鱼的全过程，而很难在小鼠等模式动物上做到这一点，因此，斑马鱼为发育生物学、发育毒理学和生殖毒理学提供了一个更为直观的模型。

    另外，相比常用的小鼠、大鼠等模式动物，斑马鱼饲养成本较低，繁殖能力强，更容易获得大量个体，从而开展大样本量的重复研究。

    从基因工程方面来讲，斑马鱼卵的体外受精可以人为控制，斑马鱼卵的基因敲除、敲入均易于操作。基于上述诸多优势，近年来，斑马鱼已在生命科学诸多研究领域受到愈来愈广泛的关注，并在生命科学研究领域得到广泛应用。

    人类疾病在鱼身上的模拟

    迄今已鉴定的3000多种斑马鱼突变体，可模拟人类贫血、耳聋、视网膜变性、肌无力症、恶性肿瘤和阿尔茨海默病等多种影响人类健康的重要疾病。

    目前，全球范围内已获得了大量的斑马鱼突变体，可用于开展各类研究。

    若欲了解突变体，需从基因说起。因人为诱导或自然突变，斑马鱼个体中一个基因或一些基因发生改变或丢失，以致不能合成正常的RNA并翻译出具正常功能蛋白质，导致斑马鱼胚胎或个体出现缺陷、死亡或特定疾病的发生。

    因此，可从突变体的异常表象追溯出发生突变基因的生物学功能，从而认识某些基因在生命活动中的关键作用，并将该基因用于人类疾病的治疗。

    与人一样，斑马鱼也为脊椎动物，其生长发育过程、组织系统结构与人有很高的相似性，两者在基因和蛋白质的结构和功能上也表现出很高的保守性，因此斑马鱼是研究人类疾病发生机理的优良模式动物。

    迄今已鉴定的3000多种斑马鱼突变体，可模拟人类贫血、耳聋、视网膜变性、肌无力症、恶性肿瘤和阿尔茨海默病等多种影响人类健康的重要疾病。为寻找相关疾病治疗药物提供了高效的筛选模型。

    为重离子治癌临床应用推广提供有力支持

    依托重离子加速器国家实验室斑马鱼研究平台的建立，为科研人员更好地了解重离子与生物机体相互作用方式，充分阐明重离子治癌的优越性提供了有力的工具。

    中科院近代物理研究所拥有国内唯一的中高能重离子加速器实验装置，利用中能重离子束进行了多年的生物物理、辐射生物医学基础及临床前期研究。并先后建立了重离子束浅层治癌终端和深层治癌终端，为实现重离子束治癌临床试验奠定了基础。

    依托重离子加速器国家实验室斑马鱼研究平台的建立，为科研人员更好地了解重离子与生物机体相互作用方式，充分阐明重离子治癌的优越性提供了有力的工具。同时，科研人员将充分利用斑马鱼研究平台，筛选恶性肿瘤放射治疗的增敏剂和辐射防护剂，用以增强射线对恶性肿瘤的杀伤作用，保护机体正常组织。

    另外，小小的斑马鱼有着更为“广阔”的用武之地。重离子辐射是人类探索外太空障碍之一，采用斑马鱼模式生物可让科研人员更好地认识重离子对人体影响的机制，为寻找合适的防护措施提供科学依据。

    ■ 相关链接

    无名英雄榜

    每天，地球上都有实验动物为了人类的健康被动地做出牺牲。我们认识一下这些无名的重要的实验动物。

    线虫:透明的奉献者

    虽然无脊椎动物在动物实验中运用的更多，但对它们的使用没有法律的制约。被用作实验动物最多的线虫是秀丽隐杆线虫，这种动物的身体完全透明，它的器官的细胞基本上都是有规律的线性分布。它的体长仅一毫米，全身仅有959个细胞，胚胎发育具有高度程序性。线虫只有6对染色体，而人体共有23对染色体。它们的生命周期只有3天，可以在零下80摄氏度的冰箱里长期保存。

    果蝇:好养活的小家伙

    果蝇饲养容易，用一只牛奶瓶，放一些捣烂的香蕉，就可以饲养数百甚至上千只果蝇。第二是繁殖快，在25℃左右温度下十几天就繁殖一代，一只雌果蝇一代能繁殖数百只。果蝇只有四对染色体，数量少而且形状有明显差别；果蝇性状变异很多，比如眼睛的颜色、翅膀的形状等性状都有多种变异，这些特点对遗传学研究也有很大好处。

    猫：神经系统非常发达

    和一般公众的认识不同，猫是一种很常用的实验动物。因为人对猫的神经系统非常了解，它们的神经系统非常发达，所以它们经常被用作脊椎损伤、视觉缺失、睡眠障碍、听力障碍的研究。对于神经实验来说，猫和猴子是最好的实验动物。另外，因为猫会感染一种类似艾滋病的“猫艾滋”，所以也经常被用来做艾滋病实验。它们也被用来研究帕金森综合征、癌症、基因异常和其他疾病。

     狗：最大优点是听话

    狗的最大优点是驯服，容易掌控。它经常被用来做生物药理学的实验，心脏病学、骨骼关节研究。

    灵长类：最像人类

    猴子被用于毒物实验、艾滋病和肝炎的实验、神经系统、行为和认知的实验、生殖实验、基因实验以及异体移植的实验。有些猴子是专门为实验室繁殖的，还有一大批是进口的。一般用于实验的是恒河猴，但有时其他猴类、猿类也会被用于实验。2001年，第一只转基因恒河猴诞生，这个技术未来可能被用来治疗由基因缺陷引起的亨廷顿舞蹈症。用灵长类动物做的实验取得的重大成果包括脊髓灰质炎疫苗、大脑电刺激疗法、艾滋病治疗等等。猴子们用自身的痛苦和牺牲给人类的健康做出了很大的贡献。

    ■ 背景资料

    在国际上，斑马鱼模式生物的使用正逐渐拓展和深入到生命体的多种系统（例如，神经系统、免疫系统、心血管系统、生殖系统等）的发育、功能和疾病（例如，神经退行性疾病、遗传性心血管疾病、糖尿病等）的研究中，并已应用于小分子化合物的大规模新药筛选。我国在上海和北京分别建立国家斑马鱼模式动物南方中心和北方中心。南方中心依托于中国科学院上海生命科学研究院，北方中心依托于北京大学和清华大学。两个中心本着优势互补的原则，共同开发研究技术和资源，以辐射状向国内研究人员提供服务，积极推进我国斑马鱼相关科学研究。