斑馬魚作為一種重要的模式脊椎動物,既有與哺乳動物類似的生理、生化特征,又有高效、快速、大規(guī)模的特點,目前已被廣泛用于人類疾病研究和高通量藥物篩選。本文介紹一下為什么選擇斑馬魚作為功效評價的實驗動物。
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斑馬魚
斑馬魚又名藍條魚、花條魚、斑馬擔(dān)尼魚。藥物研究用的斑馬魚為輻鰭亞綱鯉科短擔(dān)尼魚屬,1981年美國遺傳學(xué)家Streisinger等最先將斑馬魚用于發(fā)育生物學(xué)和遺傳學(xué)研究。
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斑馬魚作為模式動物的生理學(xué)特性
?、侔唏R魚繁殖能力強,每條成年雌魚每次交配可產(chǎn)卵百余枚,幾日后,可再次交配產(chǎn)卵。
②斑馬魚胚胎發(fā)育迅速,受精120h后,心、肝、腦、胰腺和腎等器官都發(fā)育完全,并可以依靠儲存于卵黃囊中的營養(yǎng)物質(zhì)存活數(shù)天。
?、郯唏R魚的幼魚體長1~4mm,小分子化合物可以通過幼魚的皮膚和腮被吸收,受精72h的斑馬魚也可以通過吞咽吸收藥物。
?、馨唏R魚的心血管、神經(jīng)和代謝系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)、生理功能和分子生理學(xué)特點與哺乳動物高度相似,與人類的基因組學(xué)的相似度高達87%。
這些特點說明,斑馬魚模型具有篩選、鑒定復(fù)雜天然產(chǎn)物生物學(xué)活性的潛力。
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斑馬魚藥物篩選模型的優(yōu)點
①篩選周期短,斑馬魚的胚胎發(fā)育期短,一般24~30h即可得到研究結(jié)果;
?、谂咛ネ该鳎子谟^察,斑馬魚從胚胎到幼魚期是透明的,適宜觀察活體狀態(tài)下藥物的作用狀態(tài);
③樣品用量少,且為活體動物實驗,斑馬魚的胚胎很小,每次測定只需要很少量的樣品就可進行活體動物實驗;
?、芙o藥方式簡單,待測化合物可以直接溶于水中并擴散到胚胎中,也可直接注射到胚胎;
?、莅唏R魚與人類高相關(guān)性,篩選準確率高,斑馬魚的中樞神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)臟器官、血液及視覺系統(tǒng)在分子水平上85%與人類相同,尤其是心血管系統(tǒng),早期發(fā)育特征與人類極為相似,因而利用斑馬魚模型篩選出的成分,其活性相對比較準確。
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斑馬魚對藥物反應(yīng)與臨床反應(yīng)的相似性
實驗動物對藥物的反應(yīng)和臨床反應(yīng)的相似性,是動物模型是否可信的重要因素。研究人員對多種臨床常用藥在斑馬魚模型上進行研究發(fā)現(xiàn),斑馬魚接受這些藥物后QT間期延長反應(yīng)與臨床一致的比例為7/9,視動反應(yīng)一致率為7/9,腸道收縮一致率為5/10,證明斑馬魚對藥物反應(yīng)與臨床反應(yīng)的相似性。
