小小斑馬魚幫科學(xué)家篩選新藥“水中小白鼠”基因與人類相似度70%

在寵物市場(chǎng)可以輕易買到的斑馬魚，已成為生命科學(xué)研究的新寵。

斑馬魚與人類基因相似度高達(dá)70%以上，因繁殖力強(qiáng)、體外受精、胚胎透明等生物學(xué)特征，被譽(yù)為“水中小白鼠”。日前，筆者探訪了中科院水生生物研究所的國(guó)家斑馬魚資源中心，這里保藏著1400多個(gè)品系的斑馬魚，已成為全球三大斑馬魚資源庫(kù)之一。目前，國(guó)內(nèi)外科學(xué)家正在利用斑馬魚，開展包括腫瘤等疾病的藥物篩選，以及毒理學(xué)、生物育種學(xué)等方面的研究。

最佳養(yǎng)殖溫度28.5℃

28℃，是國(guó)家斑馬魚資源中心內(nèi)的常溫?！斑^(guò)熱容易滋生細(xì)菌，過(guò)冷會(huì)影響斑馬魚的生長(zhǎng)發(fā)育。”筆者一進(jìn)入約250m2的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，就感覺有點(diǎn)熱。工作人員說(shuō)，斑馬魚是一種小型熱帶淡水魚類，雖然可以耐受6～38℃，但一般認(rèn)為28.5℃是最佳養(yǎng)殖溫度。

十幾排一人多高的養(yǎng)殖架依次排開，密密麻麻地?cái)[放著魚缸?！斑@里的設(shè)備容量約為20萬(wàn)尾，我們保留了100多品系的活魚?！睂?shí)驗(yàn)師謝訓(xùn)衛(wèi)指著不同顏色的斑馬魚告訴記者，斑馬魚本身是有深藍(lán)色條紋的，紅色和綠色的魚都是分別用熒光蛋白標(biāo)記了肌肉組織，透明的魚則是因?yàn)楸磺玫袅撕谏睾豌y色素。

據(jù)悉，國(guó)家斑馬魚資源中心成立于2012年，以斑馬魚研究資源的收集、創(chuàng)制、整理、保藏和分享為主要任務(wù)。經(jīng)過(guò)6年發(fā)展，這里保藏了超過(guò)1400個(gè)品系的斑馬魚，已成為全球三大斑馬魚資源庫(kù)之一。

一年四季都可以產(chǎn)卵

看似平靜的國(guó)家斑馬魚資源中心里，每天都在演繹著快速成長(zhǎng)與繁育。“斑馬魚好斗，如果有一條魚受傷了就要趕緊撈出來(lái)，不然其它魚會(huì)攻擊它?！边@些體型纖細(xì)略透明的小魚，在水缸中不停地游動(dòng)著，仿佛不知疲倦。工作人員拿著一個(gè)大噴壺，將噴壺里的淡紅色懸濁液加入缸中?！斑@是我們自己24小時(shí)孵化出來(lái)的豐年蟲幼蟲，成魚就喂豐年蟲，小魚苗就要喂在顯微鏡下才能看到的草履蟲?！?/p>

一般早晚各喂一次，在成魚的關(guān)鍵期，每天還得加一餐，3個(gè)月就能長(zhǎng)成斑馬魚成魚，也就性成熟了?！靶猿墒旌竺恐芸梢援a(chǎn)一次卵，一次能產(chǎn)幾百顆胚胎?！痹缟仙习嗪?，工作人員取掉魚缸中間的透明隔板，兩只小魚立刻追逐起來(lái)，一場(chǎng)肉眼難見的繁殖就此展開。

“我們提前一天把雄魚和雌魚隔開，讓它們互相看著，熟悉下感情。追逐大概一兩個(gè)小時(shí)，體外受精完成后，就產(chǎn)下魚卵了。”實(shí)驗(yàn)師謝訓(xùn)衛(wèi)介紹，斑馬魚有感應(yīng)光周期，實(shí)驗(yàn)室晚10時(shí)關(guān)燈，早8時(shí)開燈，燈亮后的兩個(gè)小時(shí)內(nèi)，是雌魚的主要產(chǎn)卵時(shí)間?！八鼈円荒晁募究梢援a(chǎn)卵，基本上2歲就是人類的老年了?！敝x訓(xùn)衛(wèi)說(shuō)。

能篩選出哪種藥有用

作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，斑馬魚有很多優(yōu)勢(shì)，比如體型小，實(shí)驗(yàn)成本低，胚胎的體外受精和發(fā)育，非常便于在顯微鏡下做細(xì)微觀察或開展遺傳操作等。它和人類基因相似度達(dá)到70%以上，其中82%的人類疾病相關(guān)基因，都可找到同源基因。

中科院水生所博士潘魯湲介紹，斑馬魚的很多組織器官包括尾鰭和心肌都有很強(qiáng)的再生能力，如果用熒光蛋白對(duì)組織器官進(jìn)行標(biāo)記，可以高效觀察到損傷修復(fù)在活體中進(jìn)行的全過(guò)程。同時(shí)，由于斑馬魚胚胎很小，可以用數(shù)以千計(jì)的胚胎進(jìn)行平行試驗(yàn)，進(jìn)行高通量的藥物篩選?！靶∈蟮仍囼?yàn)動(dòng)物難以做到這一點(diǎn)。”

目前，國(guó)內(nèi)外科學(xué)家正嘗試在斑馬魚體內(nèi)植入人類腫瘤，這樣魚就能幫助癌癥患者試藥，看看哪種藥物對(duì)某位患者最有效；也有實(shí)驗(yàn)室建立起神經(jīng)、心血管、糖尿病等十幾個(gè)疾病模型，利用斑馬魚胚胎進(jìn)行藥物篩選等?！拔覀兯鶠槲錆h不少高校和科研院所，提供斑馬魚的實(shí)驗(yàn)材料?！迸唆敎嬖V筆者，目前以全國(guó)斑馬魚研究團(tuán)隊(duì)的數(shù)量來(lái)看，武漢排名前三甲，已成為全國(guó)斑馬魚研究的重鎮(zhèn)。