模式生物斑馬魚在神經(jīng)退行性疾病中的研究進(jìn)展

黃孔麗蘇世杰王玉婷劉壯壯曹丹丹汪 沛陳冠林王 奇*

（1.廣州中醫(yī)藥大學(xué)科技創(chuàng)新中心，廣州 510405；2.廣州中醫(yī)藥大學(xué)針灸康復(fù)臨床醫(yī)學(xué)院，廣州 510006；3.廣州中醫(yī)藥大學(xué)第三附屬醫(yī)院，廣州 510378）

斑馬魚，因體側(cè)有像斑馬一樣縱向的藍(lán)色與銀色相間的條紋而得名。 斑馬魚作為一種脊椎動物模型，具有物種穩(wěn)定、個體差異小、發(fā)育周期短、繁殖能力強(qiáng)、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育迅速等特點(diǎn)。 大約82%的人類疾病基因在斑馬魚中有同源基因［1］，基因組信號調(diào)控也與人類有很高的相似性，可應(yīng)用于高通量篩選［2］。 斑馬魚的大腦擁有哺乳動物大腦中的所有主要結(jié)構(gòu)，斑馬魚的主要神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)，包括去甲腎上腺素能、5－羥色胺能、多巴胺能和組胺能系統(tǒng)，顯示出與哺乳動物系統(tǒng)的許多相似性［3］。 此外，斑馬魚具有與人類相似的血腦屏障功能［4］。 這些都說明了斑馬魚與人類具有高度保守的大腦組織，可用于研究神經(jīng)退行性疾病，這使得斑馬魚在神經(jīng)退行性疾病研究中有獨(dú)特的優(yōu)勢，是理想的模式動物（圖1），應(yīng)用前景廣闊，彌補(bǔ)了嚙齒動物的不足（表1）。

圖1 斑馬魚構(gòu)建神經(jīng)退行性疾病模型Figure 1 Neurodegenerative disease models of zebrafish

1 斑馬魚在神經(jīng)退行性疾病中的研究進(jìn)展

1.1 阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s disease，AD）

AD 是一種慢性進(jìn)行性神經(jīng)退化性疾病，以進(jìn)行性記憶減退、認(rèn)知障礙、人格改變?yōu)橹饕R床特征，是癡呆最常見的類型［5］。 隨著社會老齡化的加劇，AD 的發(fā)病率也迅速增長。 大腦神經(jīng)細(xì)胞外不溶性淀粉樣蛋白β 斑塊（amyloid-beta，Aβ）、細(xì)胞內(nèi)Tau 蛋白過度磷酸化所致神經(jīng)纖維纏結(jié)形成（neurofibrillary tangles，NFTs）［6］以及突觸和神經(jīng)元丟失是AD 的主要病理特征［5］。 AD 的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，至今尚無完全明確，關(guān)于其致病假說主要有Aβ毒性學(xué)說，微管相關(guān)蛋白Tau（microtubule-associated protein Tau，MAPT）異常學(xué)假說等［7］。

研究表明，應(yīng)用于研究AD 的斑馬魚模型包括突 變 型APPswe、 突 變 型PSEN1 或PSEN2、 Tau-P301L-Tg 斑馬魚，東莨菪堿、蛋白磷酸酶2A 抑制劑岡田酸（okadaic acid，OKA）、Aβ1－42、鋁（Al）、氯化鋁（AlCl3）和氯化銅（CuCl2）等物質(zhì)誘導(dǎo)的AD 模型等。 研究者們基于此類模型探究了部分物質(zhì)抗AD的藥理作用。

通過斑馬魚細(xì)胞移植技術(shù)構(gòu)建可調(diào)控突變型APPswe表達(dá)的AD 動物模型，探究Aβ 沉積對腦血管系統(tǒng)的損傷及動物行為學(xué)的影響，為研究AD 的治療構(gòu)建一個具有時空可控性的動物模型，這項研究建立的APPswe斑馬魚表現(xiàn)為腦內(nèi)神經(jīng)元數(shù)量減少［8］。 編碼基因PSEN1 和PSEN2 的突變在早發(fā)型家族性AD 患者中被發(fā)現(xiàn)，突變型PSEN1 或PSEN2已被證實(shí)可增加大腦中長時間的高纖維原性Aβ 形成，從而誘發(fā)AD 的發(fā)生［9］。 斑馬魚PSEN1 剪接干擾可誘導(dǎo)早發(fā)性AD 表型，如認(rèn)知障礙、Aβ1－42聚集和突觸減少［10］。 人類Tau-P301 L 突變體已被廣泛用于建立轉(zhuǎn)基因動物模型［11－12］，此類模型因仿效了AD 患者Tau 蛋白異常修飾而被廣泛應(yīng)用［13］。 Tau-P301 L 過表達(dá)會導(dǎo)致成年斑馬魚腦內(nèi)Tau 過度磷酸化［14］。 Alavi Naini 等［15］在Tau-P301 L-Tg 斑馬魚中使用硫酸肝素拮抗劑和草酰硫酸肝素拮抗劑可以減少p-Tau、減輕神經(jīng)元丟失。 Barbereau 等［14］利用Tau-P301 L-Tg 斑馬魚研究了早期Tau 誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性如何改變腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）信號，結(jié)果表明Tau 神經(jīng)毒性引起B(yǎng)DNF 系統(tǒng)的改變。

東莨菪堿為膽堿能拮抗劑，腹腔注射后可出現(xiàn)膽堿功能障礙和氧化應(yīng)激，此模型可以造成動物學(xué)習(xí)記憶障礙。 Capatina 等［16］用東莨菪堿誘導(dǎo)的斑馬魚記憶損傷模型探討百里香精油對膽堿能神經(jīng)元的作用，證實(shí)了百里香精油可以降低AChE 活性和大腦抗氧化能力。 Boiangiu 等［17］等用可替寧和6－羥基－l－尼古丁治療東莨菪堿誘導(dǎo)的AD 斑馬魚模型，發(fā)現(xiàn)二者均能減弱東莨菪堿誘導(dǎo)的焦慮樣行為和記憶障礙，并降低斑馬魚大腦中的ROS 水平和AChE 活性。 研究報道，OKA 作為斑馬魚AD 疾病模型的誘導(dǎo)物，可以誘導(dǎo)斑馬魚氧化應(yīng)激、膠質(zhì)細(xì)胞激活、神經(jīng)炎癥、膽堿功能障礙、谷氨酸興奮性毒性和線粒體功能障礙［18－19］，表現(xiàn)出AD 的大部分癥狀［20］。 Koehler 等［21］利用OKA 建立了斑馬魚AD模型，研究4－芐基－2－甲基－1，2，4－噻二唑烷－3，5－二酮（TDZD-8）對AD 模型GSK3β 的抑制作用，發(fā)現(xiàn)注射OKA 后能夠重現(xiàn)與AD 相關(guān)的大部分神經(jīng)病理，降低p-Tau、Pp2A 和GSK-3β 活性／失活比。研究發(fā)現(xiàn)，AD 患者腦組織內(nèi)Aβ 明顯增多，并形成大量的老年斑［5］。 人體內(nèi)Aβ 最常見的亞型是Aβ1－40和Aβ1－42。 其中Aβ1－42更容易聚集且更強(qiáng)的毒性，從而形成Aβ 沉淀的核心，引發(fā)神經(jīng)毒性作用［5］。 Reinhardt 等［22］選 用Aβ1－42來 誘導(dǎo) 斑 馬魚AD 模型，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶5（CDK5）抑制劑LDC8 在斑馬魚AD 模型中起到保護(hù)神經(jīng)元的作用。 Sang 等［23］研究發(fā)現(xiàn)阿魏酸衍生物TM-10對Aβ1－42誘導(dǎo)的斑馬魚血管損傷具有有效的神經(jīng)保護(hù)作用， 可以抑制人類丁酰膽堿酯酶（ butyrylcholinesterase， BuChE ）、 單 胺 氧 化 酶（monoamineoxidase，MAO）活性，減少Aβ 聚集。 Al是一種已知會導(dǎo)致大腦神經(jīng)毒性的金屬，它會促進(jìn)神經(jīng)退化，影響記憶和認(rèn)知能力，誘發(fā)AD 的發(fā)?。?4］。 Gao 等［25］通過建立Al 誘導(dǎo)的斑馬魚AD 模型探討其特異性壞死抑制劑Necrostatin-1 是否能有效緩解斑馬魚AD 模型的學(xué)習(xí)記憶障礙，結(jié)果表明Necrostatin-1 可以逆轉(zhuǎn)Al 誘導(dǎo)的學(xué)習(xí)記憶損傷、提高Ach 水平和神經(jīng)細(xì)胞數(shù)量。 鐘綺媚等［26］用Al 誘導(dǎo)的斑馬魚AD 模型來研究不同ω-3 多不飽和脂肪酸二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）、二十二碳五烯酸（docosapentaenoic acid，DPA）、二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）對斑馬魚AD模型記憶損傷和神經(jīng)病理學(xué)變化影響，結(jié)果顯示Al顯著激活斑馬魚幼魚腦內(nèi)的小膠質(zhì)細(xì)胞；EPA、DPA和DHA 均顯著降低Aβ 蛋白濃度和GFAP 的mRNA表達(dá)。 AlCl3是一種用于誘導(dǎo)嚙齒類AD 模型的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)品［27］。 Kaur 等［27］用AlCl3處理斑馬魚，發(fā)現(xiàn)斑馬魚體內(nèi)還原型谷胱甘肽和超氧化物歧化酶水平顯著降低，而丙二醛水平升高。 汪雪雁等［28］利用CRISPR／Cas9 技術(shù)敲除斑馬魚ucp2 基因，研究ucp2 基因在AlCl3致斑馬魚癡呆中的作用，研究發(fā)現(xiàn)魚體內(nèi)ROS 水平顯著升高；psen1、psen2、tnf-α和il-1βmRNA 轉(zhuǎn)錄水平顯著上調(diào)。 夏樂旋［29］用選用AlCl3誘導(dǎo)AD 斑馬魚模型，研究生慧湯抗AD 的作用機(jī)制，結(jié)果顯示生慧湯能改善AD 斑馬魚模型的學(xué)習(xí)記憶能力和認(rèn)知功能障礙、減少AD 斑馬魚模型腦部異常Aβ 的積累，抑制Aβ 的毒性損傷，促進(jìn)神經(jīng)元的修復(fù)和再生。 用AlCl3誘導(dǎo)6 月齡斑馬魚，發(fā)現(xiàn)補(bǔ)腎益智方［30］能有效改善AD 斑馬魚的學(xué)習(xí)記憶能力，減少Aβ 生成，減輕ROS。 黃連解毒湯［31］、鉤藤堿［32］以及黃精多糖［33］作用于AlCl3誘導(dǎo)的AD 斑馬魚模型可以通過下調(diào)p-P38／P38 的比值，上調(diào)Ncadherin 蛋白水平，進(jìn)而改善AD 模型斑馬魚的學(xué)習(xí)記憶能力。 Cu＋／Cu2＋離子是人體必需的，嚴(yán)重的神經(jīng)和代謝紊亂與Cu＋／Cu2＋穩(wěn)態(tài)的異常相關(guān)，如AD。 Rakshit 等［34］使用CuCl2處理斑馬魚模型來評估化合物2c 和3c 在體內(nèi)的功效，實(shí)驗表明，用CuCl2處理的野生型斑馬魚幼魚表現(xiàn)出氧化應(yīng)激增強(qiáng)。 表2 總結(jié)了近幾年使用斑馬魚來構(gòu)建AD 模型的建立方式、治療藥物及其作用機(jī)制。

1.2 帕金森?。≒arkinson’s disease，PD）

PD 是一種伴有為震顫、肌強(qiáng)直、進(jìn)行性運(yùn)動徐緩及姿勢異常等典型癥狀的神經(jīng)退行性疾病。 病理特征主要表現(xiàn)為中腦黑質(zhì)紋狀體多巴胺能（dopaminergic，DA）神經(jīng)元變性缺失和α-突觸核蛋白（α-synuclein，α-Syn） 組 成 的 路 易 小 體（Lewy bodies，LBs）形成［35］。 PD 的確切病因至今未明。神經(jīng)毒物和遺傳因素均可能參與PD 中DA 神經(jīng)元的變性死亡過程。 斑馬魚具有腹側(cè)間腦，這與哺乳動物的黑質(zhì)是同源的［36］。 一些神經(jīng)毒素如6－羥多巴胺（6-hydroxydopamine，6-OHDA）、1－甲基－4－苯基－1，2，3，6－四氫吡啶（1-methyl-4-phenyl-1，2，3，6 tetrahydropyridine，MPTP）、百草枯（Paraquat）和魚藤酮（Rotenone）是現(xiàn)今常被用于復(fù)制PD 的斑馬魚模型，均會不同程度地影響斑馬魚模型的多巴胺神經(jīng)系統(tǒng)并出現(xiàn)PD 的主要癥狀［37］。

6-OHDA 暴露于斑馬魚會導(dǎo)致DA 神經(jīng)元的喪失和運(yùn)動活動的降低［36］。 Abidar 等［38］探究長角豆葉水提物對6-OHDA 誘導(dǎo)的斑馬魚PD 模型的認(rèn)知影響和抗氧化活性，結(jié)果表明，長角豆葉水提物具有抗氧化和抗乙酰膽堿酯酶活性。 Wu 等［39］采用6-OHDA 誘導(dǎo)的斑馬魚PD 模型評價巖藻黃質(zhì)的神經(jīng)保護(hù)作用，發(fā)現(xiàn)巖藻黃質(zhì)預(yù)處理顯著增加了斑馬魚幼蟲的總游動距離，改善了腦組織損傷。 Kesh等［40－41］檢測柚皮素和橙皮苷對6-OHDA 毒性的神經(jīng)保護(hù)作用，發(fā)現(xiàn)二者均降低了ROS 水平，改善斑馬魚幼魚的運(yùn)動能力。 MPTP 是一種能夠引起動物類PD 癥狀和病理的神經(jīng)毒素，可用作構(gòu)建PD 模型［42］。 Selvaraj 等［43］利用MPTP 構(gòu)建了斑馬魚的PD 模型，發(fā)現(xiàn)其體內(nèi)DA 神經(jīng)元及轉(zhuǎn)運(yùn)體顯著減少，并表現(xiàn)出焦慮、運(yùn)動遲緩、運(yùn)動范圍受限的癥狀。 Ren 等［44］用MPTP 誘導(dǎo)斑馬魚幼魚做PD 模型評價甘草酸素對斑馬魚PD 的治療效果，結(jié)果證明甘草酸素可以緩解細(xì)胞凋亡和自噬，抑制炎癥反應(yīng)。 Zhao 等［45］探討迷迭香酸對MPTP 誘導(dǎo)的斑馬魚胚胎多巴胺能神經(jīng)毒性的影響，發(fā)現(xiàn)迷迭香酸具有神經(jīng)保護(hù)作用。 Duan 等［46］研究苦茶堿在MPTP誘導(dǎo)的斑馬魚PD 模型中的作用，苦茶堿被證明可以恢復(fù)DA 神經(jīng)元的損失和行為表現(xiàn)的損害。 牟蕾等［47］用MPTP 誘導(dǎo)斑馬魚PD 模型，發(fā)現(xiàn)MPTP 造模組的斑馬魚DA 神經(jīng)元出現(xiàn)不同程度的損傷，出現(xiàn)運(yùn)動遲緩、焦慮、與PD 相關(guān)的基因表達(dá)異常等。百草枯是一種能引起多巴胺能神經(jīng)元死亡并影響多巴胺生物合成的農(nóng)藥［48］。 斑馬魚幼魚暴露于百草枯會引起DA 神經(jīng)元的氧化損傷，導(dǎo)致行為障礙［49］。 Mohamad Najib 等［50］研究人金屬硫蛋白2肽（human metallothionein 2 peptide，hMT2）在百草枯誘導(dǎo)的斑馬魚腦損傷中的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)百草枯處理導(dǎo)致DA 神經(jīng)元減少，而hMT2 處理后DA 神經(jīng)元數(shù)量增加。 魚藤酮誘導(dǎo)斑馬魚可以產(chǎn)生PD 癥狀，經(jīng)過魚藤酮處理的斑馬魚，表現(xiàn)出運(yùn)動能力下降、焦慮、抑郁、記憶力下降等癥狀［51］。 Santo 等［52］用魚藤酮誘導(dǎo)的斑馬魚PD 模型為實(shí)驗?zāi)Ｐ?，評價正己烷提取物對PD 的神經(jīng)保護(hù)作用。 Yurtsever等［53］評價利福平在魚藤酮誘導(dǎo)斑馬魚PD 實(shí)驗?zāi)Ｐ椭械淖饔?，將成年斑馬魚暴露魚藤酮和利福平3周，研究結(jié)果表明利福平有效地減輕神經(jīng)炎癥。 氰戊菊酯是一種廣譜、高效的殺蟲劑，具有干擾人類神經(jīng) 功 能 的 潛 力。 Zhu 等［54］利 用 氰 戊 菊 酯（fenvalerate，F(xiàn)EN）來誘導(dǎo)斑馬魚PD 模型，結(jié)果產(chǎn)生了典型的PD 癥狀，并伴有泛素和路易體相關(guān)基因的增加，產(chǎn)生PD 相關(guān)癥狀。 斑馬魚也成為評估金屬離子、納米材料和污染物等對PD 發(fā)病機(jī)制影響的比較流行的動物模型。 過多接觸錳（Mn）會損害精神，認(rèn)知和運(yùn)動功能。 有報道稱成年斑馬魚慢性暴露于氯化錳（MnCl2）21 d 會產(chǎn)生PD 樣癥狀，表現(xiàn)出運(yùn)動功能的缺陷［55］。 將斑馬魚胚胎暴露于石墨烯家族納米材料中可誘導(dǎo)神經(jīng)毒性并改變PD 相關(guān)基因的表達(dá)［56］。 用氧化鋅納米材料破壞斑馬魚的運(yùn)動活動，可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和神經(jīng)元損失［57］。 長期接觸來自廣泛污染物的雜環(huán)胺，會增加患PD 的潛在風(fēng)險［58］。

近年來，基于PD 相關(guān)基因的斑馬魚Tg 模型也得到了廣泛的應(yīng)用。 研究表明，PD 的發(fā)病與α-Syn、Parkin、DJ-1、PINK-1、LRRK2 等基因突變有關(guān)［59］，而PD 的相關(guān)致病基因在斑馬魚中均有直系同源。 對上述轉(zhuǎn)基因或基因敲減斑馬魚模型的研究揭示了這些基因在DA 神經(jīng)元的發(fā)育和存活過程中具有保守功能［60］。 α-Syn 的積累和聚集是PD 的一個重要特征，表達(dá)人類野生型或A53T 突變體α-Syn 的模型可用于研究α-Syn 聚集動力學(xué)，研究控制可溶α-Syn 和聚集α-Syn 清除的機(jī)制和潛在的新靶點(diǎn)［61］。 與人類Parkin 相似，斑馬魚中Parkin 活性降低會導(dǎo)致多巴胺能神經(jīng)元數(shù)量顯著減少，Parkin活性增加可以保護(hù)轉(zhuǎn)基因斑馬魚免受蛋白質(zhì)毒性應(yīng)激引起的細(xì)胞死亡［62］。DJ-1 由Park7 編碼，在保護(hù)神經(jīng)元免受氧化應(yīng)激方面具有多重作用，斑馬魚敲除Park7 會產(chǎn)生PD 表型［63］。Pink1 是與早發(fā)性PD 相關(guān)的線粒體相關(guān)基因，單獨(dú)敲除Pink1 會導(dǎo)致斑馬魚的DA 神經(jīng)元減少。LRRK2 基因突變與家族性和散發(fā)性PD 病例有關(guān)，LRRK2-g2019 s 突變是最常見的［64］。 斑馬魚中LRRK2 的破壞會導(dǎo)致嚴(yán)重的發(fā)育缺陷和神經(jīng)元丟失［65］。PARLA基因的功能缺失使主要位于嗅球的DA 神經(jīng)元減少［66］。Vps41 基因敲除會導(dǎo)致溶酶體異常以及小膠質(zhì)細(xì)胞和小腦功能障礙［67］。Nus1 基因的變異可能是PD 發(fā)病機(jī)制的誘因。 斑馬魚敲除Nus1 基因會表現(xiàn)出運(yùn)動障礙［68］。 表3 總結(jié)了化學(xué)誘導(dǎo)和基因編輯方式建立的PD 斑馬魚模型。

1.3 亨廷頓?。℉untington’s disease，HD）

HD 是一種病變累及紋狀體、大腦皮層為主的中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性變性疾病，呈常染色體顯性遺傳，是由致病蛋白的異常積聚和細(xì)胞自身清除異常蛋白能力失調(diào)造成的［77］。 HD 的發(fā)病機(jī)制主要是亨廷 頓 蛋 白（huntingtin， HTT） 上 的 多 谷 氨 酰 胺（PolyQ）束上的CAG 三聯(lián)體異常擴(kuò)增［78］。 有研究發(fā)現(xiàn)抑制元件1－沉默轉(zhuǎn)錄因子（repressor element-1-silencing transcription factor， REST） 是HTT 調(diào) 節(jié)BDNF 表達(dá)的分子靶點(diǎn)，并且HTT mRNA 和蛋白的可溶性突變形式是導(dǎo)致細(xì)胞死亡的有毒成分［79］。病理學(xué)上，HD 患者主要在紋狀體和大腦皮層內(nèi)出現(xiàn)大量神經(jīng)元死亡，大腦皮層萎縮，腦室系統(tǒng)擴(kuò)大。

化學(xué)物質(zhì)3－硝基丙酸（3-nitropropionic acid，3-NPA）、喹啉酸（quinolinic acid）和mHTT-ΔN17-97Q過表達(dá)實(shí)驗?zāi)Ｐ捅挥脕硖剿鱄D 確切的致病機(jī)制和尋找新的藥物靶點(diǎn)，以開發(fā)新的治療方法［78］。

3-NPA 是一種毒素，斑馬魚幼魚暴露于3-NPA會導(dǎo)致形態(tài)和心率發(fā)生改變，對成年斑馬魚進(jìn)行3-NPA 腹腔注射，其體重、運(yùn)動和攻擊行為均有所下降，表現(xiàn)出長期厭惡記憶受損［80］。 Kumar 等［81］用3-NPA 處理成年斑馬魚，發(fā)現(xiàn)斑馬魚體重、認(rèn)知和運(yùn)動活動顯著降低，并伴有漸進(jìn)性神經(jīng)元損傷。 喹啉酸是一種興奮毒素，已被用于誘發(fā)嚙齒類動物的腦損傷，以建立HD 模型。 Skaggs 等［82］用喹啉酸損傷成年斑馬魚的端腦來研究神經(jīng)修復(fù)過程。 HTTN 末端17 個氨基酸（N17）結(jié)構(gòu)域在大腦紋狀體區(qū)高度表達(dá)。 Kumar 等［83］認(rèn)為HD 中的N17 結(jié)構(gòu)域可能是開發(fā)治療亨廷頓病的新治療策略的潛在治療靶點(diǎn)。 mHtt-ΔN17-97Q 轉(zhuǎn)基因斑馬魚是第一個概括HD 病理特征之一的轉(zhuǎn)基因斑馬魚［84］，其顯示出快速進(jìn)展的運(yùn)動障礙［79］。

1.4 肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥（amyotrophic lateral sclerosis，ALS）

ALS 是一種在脊髓、腦干和運(yùn)動皮層中運(yùn)動神經(jīng)元選擇性丟失的神經(jīng)退行性疾病。 ALS 的病理學(xué)特征是運(yùn)動神經(jīng)損傷，但運(yùn)動神經(jīng)元缺失的機(jī)制尚不清 楚。 β － N － 甲 氨 基－ L － 丙 氨 酸（β-Nmethylamino-L-alanine，BMAA）和雙酚A（bisphenol A，BPA）等環(huán)境因素已被證實(shí)與ALS 的病因有關(guān)［85－87］。 但絕大多數(shù)家族性ALS 病例與基因改變有關(guān)，基因改變 主要 與SOD1、 TDP-43、 FUS 和C9ORF72 有關(guān)［87］，通過研究ALS 相關(guān)致病基因，構(gòu)建了ALS 斑馬魚模型，研究疾病發(fā)生的分子機(jī)制，并最終開發(fā)出具有治療前景的方案。

ALS 疾病多是由SOD1 突變引起的，Soll 等［88］使用SOD1-G93R 突變斑馬魚ALS 模型來評估1-Fe是否在體內(nèi)顯示治療優(yōu)點(diǎn)，結(jié)果表明1-Fe 通過特異性靶向SOD1 ALS 機(jī)制提高了幼魚的運(yùn)動能力。 在斑馬魚中敲除TDP43 直系同源物TDP-43 會導(dǎo)致運(yùn)動表型的早期缺陷和NMJ 的分解，降低AChE 的表達(dá)［89］。 FUS 是FUS 相關(guān)的ALS 和額顳葉癡呆的標(biāo)志，Salam 等［90］證明了過表達(dá)突變FUS 改變了原始神經(jīng)元和斑馬魚模型的突觸數(shù)量和神經(jīng)元復(fù)雜性。C9orf72 基因內(nèi)的六核苷酸重復(fù)擴(kuò)張是ALS 最常見的遺傳原因。 Fortier 等［91］總結(jié)了斑馬魚模型已被用于研究C9orf72 相關(guān)ALS 的病理，探討它們在提供機(jī)制方面的價值和它們在藥物發(fā)現(xiàn)方面的潛在用途。

1.5 其他神經(jīng)退行性病

多發(fā)性硬化（multiple sclerosis，MS）是一種慢性自身免疫性疾病，其組織學(xué)特征是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中出現(xiàn)脫髓鞘和再髓鞘斑塊。 Neely 等［92］為了確定成熟少突膠質(zhì)細(xì)胞是否參與髓鞘再生，利用轉(zhuǎn)基因品系Tg（mbp：TRPV1-tagRFPt）和成年斑馬魚的視神經(jīng)髓鞘再生模型，通過在成年斑馬魚中的實(shí)時體內(nèi)成像研究了成熟少突膠質(zhì)細(xì)胞增殖。

脊髓性肌萎縮癥（spinal Musclar Atrophy，SMA）是兒童最常見的遺傳性疾病，由生存運(yùn)動神經(jīng)元（survival Motor Neuron，SMN）蛋白缺失導(dǎo)致運(yùn)動神經(jīng)元丟失。 Koh 等［93］在轉(zhuǎn)基因hb9：mCherry-linker-Smn 斑馬魚胚胎中使用了一種體內(nèi)熒光相關(guān)光譜方法來評估SMN 在運(yùn)動神經(jīng)元細(xì)胞體和軸突中的細(xì)胞動力學(xué)。

2 斑馬魚作為神經(jīng)退行性疾病模型的局限性

動物模型與人類神經(jīng)退行性疾病癥狀相似，但目前尚沒有一種模型能夠完全模擬人類神經(jīng)退行性疾病的發(fā)病機(jī)制。 盡管但斑馬魚的神經(jīng)傳導(dǎo)系統(tǒng)、神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞類型及疾病相關(guān)基因同源性與人類都十分相似，但斑馬魚對人類來說仍然是一種不同的脊椎動物，所以斑馬魚神經(jīng)退行性疾病模型存在一些局限性：第一，目前對斑馬魚腦組織的研究報道甚少［94］。 斑馬魚的端腦區(qū)功能與人類動物的海馬區(qū)功能相似，與學(xué)習(xí)記憶等行為有關(guān)，但由于斑馬魚體形較小，取材定位和制樣較困難。 此外，星形膠質(zhì)細(xì)胞的一些生理、細(xì)胞和分子方面可能在斑馬魚和人類之間有所不同［95］。 第二，斑馬魚模型需要克服的重要的問題之一是控制和量化藥物暴露的挑戰(zhàn)，很難預(yù)測藥物吸收率［96］。 第三，作為模式動物，斑馬魚缺乏詳細(xì)的解剖和組織學(xué)參考。 斑馬魚除了能提供無特定病原體動物外，與機(jī)體重要組織臟器相關(guān)的形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)亟需建立，斑馬魚的神經(jīng)系統(tǒng)及其組織形態(tài)結(jié)構(gòu)特征與人類相比，組織細(xì)胞學(xué)數(shù)據(jù)的匿乏，阻滯了斑馬魚作為模式動物的進(jìn)一步應(yīng)用［97］。

3 總結(jié)與展望

神經(jīng)退行性疾病大部分是不可治愈的疾病，這給全世界造成了巨大的健康和社會負(fù)擔(dān)。 基于該現(xiàn)狀，在世界范圍內(nèi)的掌握神經(jīng)退行性疾病的發(fā)病機(jī)制及治療方法迫在眉睫。 近年來在神經(jīng)退行性病變研究領(lǐng)域，斑馬魚的關(guān)注度越來越高，斑馬魚模型雖然與人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)有區(qū)別，但是斑馬魚在基本的神經(jīng)傳導(dǎo)系統(tǒng)、神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞類型以及與疾病相關(guān)基因同源性上與人類都很相似，所以目前斑馬魚模型在神經(jīng)退行性疾病生理、病理以及相關(guān)藥物的研究中發(fā)揮著重要作用，并且選用斑馬魚可進(jìn)行多方面的實(shí)驗，包括活體檢測、多靶點(diǎn)研究、藥物的代謝過程、藥物前期檢測、高通量篩選、行為檢測等，這些優(yōu)點(diǎn)都可以為人類深入研究神經(jīng)退行性疾病提供一個極具研究意義的方向。隨著未來科技的不斷發(fā)展，相信其不足之處將被人類妥善解決，并能發(fā)揮更為重要的作用。