斑馬魚

斑馬魚

常見熱帶魚
斑馬魚(zebra fish)為常見熱帶魚,體長3-4cm,身軀玲珑而纖細,具有頑強的生命力。斑馬魚和人類基因有着87%的高度同源性,作為模式生物的優勢很突出,這意味着其實驗結果大多數情況下适用于人體。常可用于水質環境的監測。斑馬魚身體延長而略呈紡錘形,頭小而稍尖,吻較短,全身布滿多條深藍色縱紋似斑馬,與銀白色或金黃色縱紋相間排列。在水族箱内成群遊動時猶如奔馳于非洲草原的斑馬群,故此得斑馬魚之美稱。[1]斑馬魚體型纖細,孵出後約3個月達到性成熟,成熟魚每隔幾天可産卵一次。卵子體外受精,體外發育,胚胎發育同步且速度快,胚體透明。發育溫度要求在25-31℃之間。斑馬魚由于個體小,養殖花費少,能大規模繁育。
    中文名: 外文名: 别名: 中文學名:斑馬魚 中文别名:藍條魚、花條魚、藍斑馬魚、印度魚、印度斑馬魚 二名法:Danio rerio 界:動物界 門:脊索動物門 Chordata 亞門:脊椎動物亞門 綱:輻鳍魚綱 Actinopterygii 亞綱:新鳍亞綱 目:鯉形目 Cypriniformes 科:鯉科 Cyprinidae 屬:(魚丹)屬 Danio 種:斑馬魚 D. rerio 分布區域:孟加拉、印度、巴基斯坦、緬甸、尼泊爾的溪流

簡介

斑馬魚,是一種常見的熱帶魚。斑馬魚性情溫和,小巧玲珑,幾乎終日在水族箱中不停地遊動,易飼養,可與其他品種魚混養。飼養水溫20~23℃,在水溫11~15℃時仍能生存。

斑馬魚體型纖細,孵出後約3個月達到性成熟,成熟魚每隔幾天可産卵一次。卵子體外受精,體外發育,胚胎發育同步且速度快,胚體透明。發育溫度要求在25-31℃之間。斑馬魚由于個體小,養殖花費少,能大規模繁育。

由于斑馬魚基因與人類基因的相似度達到87%,這意味着在其身上做藥物實驗所得到的結果在多數情況下也适用于人體,因此它受到生物學家的重視。

魚胚胎突變體是研究胚胎發育分子機制的優良資源,有的還可做為人類疾病模型,斑馬魚已經成為最受重視的脊椎動物發育生物學模式之一,在其它學科上的利用也顯示很大的潛力。

分布

分布于孟加拉、印度、巴基斯坦、緬甸、尼泊爾的溪流。被引進美國、日本、斯裡蘭卡、菲律賓、毛裡求斯等地。

特征

體色為銀色或金色,覆蓋著一些藍色或紫色的橫紋,這些橫紋從頭部延伸至尾鳍的後端,臀鳍和尾鳍上同樣也有這種條紋,背部呈淺橄榄黃。雄魚比雌魚更修長,但略小一些。體長可達3.8厘米。有許多人工培養的品種。

習性

斑馬魚栖息在溪流、溝渠或靜止的水中,每2-3天可産卵一次,每次可産約200顆以上的卵,屬雜食性,以昆蟲、小型甲殼類等為食。性情溫和,喜群遊,通常數尾成一群。

發育

斑馬魚的發育分為6個階段:卵裂期,囊胚期,原腸胚期、分裂期、成形期和孵化期。

飼養要點

斑馬魚是常見的熱帶觀賞魚,也是觀賞魚愛好者們的首選魚種,由于其體型較小,看起來線條十分優美。那麼這種小型魚在飼養時需要注意些什麼呢?

一、水質要求不高

飼養水溫20~23℃,在水溫11~15℃時仍能生存,對水質的要求不高,斑馬魚的飼養水質呈中性即可,但喜偏軟性水,若在繁殖下一代的期間,水質需要用軟水,軟水可以提高受精和孵化率。

二、魚缸日常飼養

日常飼養之時,可以在水族箱底部放些鵝卵石,可以使水質比較清澈。飼養魚缸最好選用30M的水族箱。因斑馬魚體型是體長3-4cm,為比較小型的觀賞魚。但具體魚缸大小視飼養量而定。

三、天然人工餌料

斑馬魚的食性相當的簡單,不論是天然的餌料,還是人工配合飼料都可以滿足它的生長需要,斑馬魚也都會攝食。

四、其他品種混養

斑馬魚的性情溫和,體型3~4cm而已,小巧玲珑,幾乎終日在水族箱中不停地遊動。易於飼養,可與其他品種小型且溫和的熱帶魚混合養殖。

雌雄鑒别

斑馬魚的雌雄不難區分:雄斑馬魚魚體修長,鳍大,體色偏黃,臀鳍呈棕黃色,條紋顯著;雌魚魚體較肥大,體色較淡,偏藍,臀鳍呈淡黃色,懷卵期魚腹膨大明顯。

繁殖方法

繁殖用水要求pH6.5-7.5,硬度6-8,水溫25-26℃。喜在水族箱底部産卵,斑馬魚最喜歡自食其卵,一般可選6月齡的親魚,

在25cm×25cm×25cm的方形缸底鋪一層尼龍網闆,或鋪些鵝卵石,繁殖時産出後即落入網闆下面或散落在小卵石的空隙中。

選取2~3對親魚,同時放入繁殖缸中,一般在黎明到第二天上午10時左右産卵結束,将親魚撈出。其卵無粘性,直接落入缸底,到晚上10時左右,沒有受精的魚卵發白,可用吸管吸出。繁殖水溫24℃時,受精卵經2~3天孵出仔魚;水溫28℃時,受精卵經36小時孵出仔魚。雌魚每次産卵300餘枚,最多可達上千枚。水溫25℃時,7~8天的仔魚開食,此時投喂蛋黃灰水,以後再投喂小魚蟲。斑馬魚的繁殖周期約7天左右,一年可連續繁殖6-7次,而且産卵量高。其繁殖力很強,是初學飼養熱帶魚的首選品種。

人工繁殖

斑馬魚是屬於卵生魚類,4月齡進入性成熟期,一般是選擇做用5月齡魚來作親魚再加上魚隻應該是身強體壯,以進行繁殖比較好。斑馬魚的繁殖周期約7天左右,一年可連續繁殖6-7次,而且産卵量高。其繁殖力很強,是初學飼養熱帶魚的首選品種。

一、雌雄魚體鑒别

斑馬魚的雌雄不難區分:雄斑馬魚魚體修長,鳍大,體色偏黃,臀鳍呈棕黃色,條紋顯着;雌魚魚體較肥大,體色較淡,偏藍,臀鳍呈淡黃色,懷卵期魚腹膨大明顯。

二、水質溫度要求

斑馬魚繁殖并不困難,要求繁殖用水其pH值是6.5-7.5,适合繁殖水質的硬度6-8,适合繁殖水溫25-26攝氏度。

三、産出後即散落

在25厘米X25厘米X25厘米的方形缸底鋪一層尼龍網闆,或鋪些鵝卵石,繁殖時産出後即落入網闆下面或散落在小卵石的空隙中。

四、魚缸底部産卵

選取2~3對斑馬魚之親魚,同時放入繁殖水族缸中,喜歡在水族箱底部産卵,一般在黎明到第二天上午10時左右産卵結束。

五、産卵結束須知

等斑馬魚之親魚産卵結束後,将斑馬魚之親魚撈出。其卵無粘性,直接落入缸底,到晚上10時左右,沒有受精的魚卵發白,可用吸管吸出。

六、孵出水溫注意

孵出水溫24℃時,受精卵經2~3天孵出仔魚;水溫28℃時,受精卵經36小時孵出仔魚。雌魚每次産卵300餘枚,最多可達上千枚。

七、仔魚飼養概要

繁殖仔魚的水溫約為25℃左右,仔魚孵出後7~8天,仔魚才會開始進食,此時投喂蛋黃灰水,以後再投喂小魚蟲。

科研價值

斑馬魚是研究發育生物學的新興模式動物。斑馬魚由于具有飼育容易、胚胎透明、體外受精、突變種多、遺傳學工具成熟等諸多優點,已成為研究脊椎動物發育與人類遺傳疾病的新興模式動物。與其他脊椎動物相較下,斑馬魚最大的優點就是具有多達6,000多種的遺傳突變種,這些突變種的建立大緻上是利用X射線、ENU或反轉錄病毒的感染造成基因組的突變,之後再經由多次的子代篩選所得。這些突變種的表征包含如胚層分化,器官發育,生理調适與行為表現等多方面,所以可提供研究人員極佳的正向遺傳學材料來進行發育機制上的研究。

在斑馬魚系統中也開發出阻斷基因功能的工具——Morpholino,可快速以逆向遺傳學手法來驗證基因的功能。所以正向遺傳學與逆向遺傳學的巧妙利用,可以正确推導出斑馬魚遺傳發育途徑,也是斑馬魚成為研究人類疾病新興模式動物的主要原因。

在國際上斑馬魚模式生物的使用正逐漸拓展和深入到生命體的多種系統(例如,神經系統、免疫系統、心血管系統、生殖系統等)的發育、功能和疾病(例如,神經退行性疾病、遺傳性心血管疾病、糖尿病等)的研究中,并已應用于小分子化合物的大規模新藥篩選。

醫學應用

視網膜修複

斑馬魚因為它具有自我修複破損視網膜的獨特能力。人類視網膜中也擁有類似斑馬魚能夠修複視網膜的細胞,并計劃在5年内将研究結果用于失明患者治療,讓他們重見光明,這可能有助于治療因視網膜受損引起的失明。

聽覺修複

華盛頓大學西雅圖一直在對斑馬魚進行研究,試圖解決人類聽力喪失的問題。和許多其他水生生物一樣,斑馬魚在身體表面長有毛細胞。這些毛細胞的作用是探測水中的振動,其原理與人類内耳中的毛細胞相似。但是,與人類不同的是,斑馬魚的毛細胞在受損後還可以再生。研究人員希望他們的工作可以揭開謎底,保護人類的毛細胞免受損傷、并推動毛細胞的再生。

另一組研究試圖了解導緻斑馬魚、鳥類和老鼠的毛細胞再生的基因和其他分子。有一項研究發現了一種似乎可以讓動物毛細胞再生的發育蛋白。在研究中一名團隊成員發現了小雞的毛細胞受損後體内一種蛋白質的含量(小雞的毛細胞可以再生)有所上升。參與這些實驗的科學家們說使用藥物防止聽力喪失的臨床實驗有可能會在十年内實現。但是找到利用毛細胞再生治療聽力喪失的辦法可能還需要至少20年的時間。

水質監測

斑馬魚的基因與人類基因相似度達到87%,這意味着在它身上得出的水質監測結果,多數情況下都适用于人類。香港水務署研發生物感應預警系統,利用斑馬魚配合計算機和互聯網作24小時監測和預警,并透過發光菌進行快速毒性檢測,60分鐘内可甄别逾1000種水中有害物質,每次成本亦隻需50元港币。署方估計每年可節省200萬元港币的開支。

技術資源

斑馬魚作為模式動物在我國生命科學研究中扮演着越來越重要的角色。在我國,現有250個以上的實驗室利用斑馬魚開展有關科研工作。2012年10月,國家重大科學研究計劃斑馬魚資源中心(即國家斑馬魚資源中心,China Zebrafish Resource Center,CZRC)在中國科學院水生生物研究所(以下簡稱水生所)正式挂牌成立。這無疑對我國的斑馬魚研究具有标志性意義。

國家斑馬魚資源中心(中心)是在科技部國家重大科學研究計劃支持下建立的非營利性科研服務性機構;中心以斑馬魚研究資源的收集、創制、整理、保藏和分享為主要任務,以服務于全國斑馬魚研究學者為主要宗旨;中心設立在中國科學院水生生物研究所(以下簡稱水生所),并由水生所代管。

中心的任務:

(一)負責斑馬魚研究資源的收集、創制、整理、鑒定和保存,建立斑馬魚研究資源的國家級安全保存體系;

(二)負責與國際有關斑馬魚資源中心簽訂相關協議,進行資源引進與交流;

(三)負責國家斑馬魚資源中心數據庫和網站(http://www.zfish.cn)的建設和維護,整合國内斑馬魚研究和資源信息;

(四)負責制定斑馬魚實驗動物的操作規範、倫理學标準和遺傳學标準等國家标準;

(五)尊重知識産權和生物安全的原則,向各科研機構、大專院校和科普基地等提供斑馬魚資源材料及相關信息;

(六)開展斑馬魚研究資源保護與開發的基礎理論及技術方法的研究;

(七)提供斑馬魚研究相關的技術培訓和技術服務。

1、斑馬魚基因表達分析服務:包括抽提斑馬魚基因組DNA和總RNA,核酸原位雜交探針制備和純化,全胚胎原位雜交技術,顯微注射技術,基因過表達(over-expression)和基因下調(morpholino knockdown)技術;

2、斑馬魚轉基因技術服務:包括各類斑馬魚非特異性和組織特異性啟動子的克隆,基因組BAC文庫篩選與修飾,基于Tol2轉座子的轉基因質粒的構建,以及子一代轉基因系的篩選和保存;

3、斑馬魚基因功能活體檢測服務:包括清醒斑馬魚在體共聚焦/雙光子顯微鏡成像技術和在體電生理記錄技術;

4、動物行為範式分析服務:包括感覺相關的應激行為、視覺運動行為、學習記憶行為和藥物成瘾行為等;

5、斑馬魚基因突變技術服務:包括插入誘變和ENU化學誘變技術;

6、斑馬魚轉基因資源庫和突變體資源庫服務:包括研制、收集和分發各種斑馬魚轉基因品系和突變體;

7、信息服務:包括建立斑馬魚資源信息網絡數據庫和提供斑馬魚基因組生物信息學分析服務。

相關研究

科學家首繪斑馬魚大腦活動圖

2013年2月,美國科學家首次繪出斑馬魚捕食時的大腦活動圖,這将改善科學家對于涉及捕食行為的大腦循環的理解。哈佛大學的分子與細胞生物學家佛羅萊恩-恩格特說道:“這是突破性進展,還沒有人能夠如此清晰的用熒光顯微法觀察一條自由遊動的斑馬魚幼魚的神經活動。”

斑馬魚分辨氣味完全靠左半鼻

2013年5月22日,日本一項新研究發現,斑馬魚發揮嗅覺作用的主要是左鼻子。日本名古屋市立大學研究人員報告說,随着斑馬魚發育,大腦中負責嗅覺的基因隻在左腦中強烈發揮作用,因此左鼻就成了主要發揮作用的鼻子。研究人員堵住斑馬魚的左鼻後,它就不再朝着散發它喜歡氣味的方向遊動,從而證明是左鼻負責分辨氣味。對斑馬魚的深入研究,未來有利于人們弄清人腦中産生左右差異的機制。

适用科研

現在,科學家已經通過對斑馬魚的研究發現,氯胺酮和尼古丁都是内分泌幹擾物,會擾亂人體的正常激素水平。此外,斑馬魚還在遺傳發育、神經退行性疾病、藥物篩選、組織再生等多個領域大展身手。

上述斑馬魚實驗室的創建者、生物學家喬什那·卡農戈表示,斑馬魚是藥物進入人體臨床試驗前“極好的實驗對象”。這有以下原因:

首先,正如卡農戈所言:“斑馬魚在許多方面與人相似。”斑馬魚不同于果蠅和線蟲以及實驗室中其他一些常用物種,它是一種脊椎動物,其體内超過80%的基因與人類相似。斑馬魚的心髒和人類一樣有心室,會有節奏地把帶有氧氣的血液送到身體的各個部分。此外,這種小魚還有肝、胰腺和腸等器官。

其次,用斑馬魚進行研究可以節約成本。斑馬魚的産卵量很大,還易于飼養,其交配無季節性,一年四季都能獲取其胚胎等用于研究。同時,斑馬魚的皮膚具有滲透性,可吸收水中的藥物,因此測試某種藥物時隻要把它投入水中就行,簡單易行。卡農戈說:“我們一次能投入成百甚至上千個胚胎,成本比以前低很多。”

第三,斑馬魚透明可觀察。斑馬魚的早期胚胎透明,又是在體外生長發育,可以通過顯微鏡很好地觀察胚胎各個時期的發育狀況。而今,科學家還培育出了成年後也仍然通體透明的斑馬魚。卡農戈說:“這令人十分激動,因為在顯微鏡下你可以觀察它們器官和系統的發育過程,你能看到它們的血液在流動,它們的心髒在跳動。”

科學研究

在國際上,斑馬魚模式生物的使用正逐漸拓展和深入到生命體的多種系統(例如,神經系統、免疫系統、心血管系統、生殖系統等)的發育、功能和疾病(例如,神經退行性疾病、遺傳性心血管疾病、糖尿病等)的研究中,并已應用于小分子化合物的大規模新藥篩選。我國開展斑馬魚相關的研究無論在規模還是在重視程度上都遠遠落後于國際形勢發展的需要。推動和發展斑馬魚模式生物在我國生命科學研究中的廣泛使用是本中心的宗旨。在國家科技部重大科學研究計劃的支持下,我們彙集優勢,整合我國現有的斑馬魚主要研究力量,在未來幾年内逐步建立全國共享的斑馬魚模式動物研究技術和資源庫,向國内同行提供斑馬魚資源、信息和技術支撐。本着提高服務效率和質量為原則,我們在上海和北京分别建立國家斑馬魚模式動物南方中心和北方中心。南方中心依托于中國科學院上海生命科學研究院,北方中心依托于北京大學和清華大學。兩個中心本着優勢互補的原則,共同開發研究技術和資源,以輻射狀向國内研究人員提供服務,積極推進我國斑馬魚相關科學研究。

主要技術和資源服務内容:

1) 斑馬魚基因表達分析服務:包括抽提斑馬魚基因組DNA和總RNA,核酸原位雜交探針制備和純化,全胚胎原位雜交技術,顯微注射技術,基因過表達(over-expression)和基因下調(morpholino knockdown)技術

2) 斑馬魚轉基因技術服務:包括各類斑馬魚非特異性和組織特異性啟動子的克隆,基因組BAC文庫篩選與修飾,基于Tol2轉座子的轉基因質粒的構建,以及子一代轉基因系的篩選和保存

3) 斑馬魚基因功能活體檢測服務:包括清醒斑馬魚在體共聚焦/雙光子顯微鏡成像技術和在體電生理記錄技術

4) 動物行為範式分析服務:包括感覺相關的應激行為、視覺運動行為、學習記憶行為和藥物成瘾行為等

5) 斑馬魚基因突變技術服務:包括插入誘變和ENU化學誘變技術。

6) 斑馬魚轉基因資源庫和突變體資源庫服務:包括研制、收集和分發各種斑馬魚轉基因品系和突變體

7) 信息服務:包括建立斑馬魚資源信息網絡數據庫和提供斑馬魚基因組生物信息學分析服務。

轉基因斑馬魚的制備主要采用兩種方法:通過Tol2轉座子構建組織特異性表達報告基因的方法;利用特定基因的啟動子/增強子驅動報告基因在特定細胞組織中表達的方法。

首先構建以Tol2轉座子為基礎的enhancer trap載體,

在放大的照片中可看到耳蝸内的毛細胞

報告基因選用GFP或RFP,最小啟動子來自斑馬魚gata2基因;将上述載體與體外轉錄得到的Tol2轉座酶的mRNA共同注射到斑馬魚的單細胞受精卵中,受精卵長大後成為founder;Founder外交(out-cross)得到F1代胚胎,從中挑選出對于報告基因具有組織特異性表達模式的胚胎,拍照記錄後分類培養;F1長大後通過linker-mediated PCR的方法鑒定對應于GFP(或RFP)表達圖式的Tol2插入位點,并通過與已知基因組數據比較,對插入位點進行定位與分析;通過外交純化得到轉基因魚,直至得到隻含有單個插入品系的轉基因魚。通過克隆特定基因的啟動子/增強子或BAC修飾法構建在特定組織器官或特定胚胎發育階段表達報告基因的轉基因品系。BAC方法如下:在斑馬魚基因組計劃網站上通過BLAST将感興趣的基因定位到已知的contig上,并通過contig信息尋找包含所選基因的BACID号;通過同源重組的方法對上述BAC克隆進行修飾,将報告基因引入原有的BAC克隆;将修飾過的BAC克隆通過顯微注射的方法引入斑馬魚受精卵,連續觀察并挑選具有特異表達模式的轉基因魚;将上述成魚外交得到F1代,在F1代中篩選具有特異表達模式的成魚,即得到所需的轉基因品系。

科學啟發

為盲人帶來福音

在放大2.1萬倍的照片中可以清楚的看到耳蝸内的“毛細胞”斑馬魚因為它具有自我修複破損視網膜的獨特能力。

英國科學家1日說,他們首次發現,人類視網膜中細胞與斑馬魚相似,并計劃在5年内将研究結果用于失明患者治療,讓他們重見光明。

這項研究僅在英國就能為成百上千名患者帶來希望。英國皇家盲人學會的安尼塔·萊特斯通說:學會對這一研究結果感到非常高興,這可能有助于治療因視網膜受損引起的失明。幫助大量疾病患者困擾。

盡管手術治療已指日可待,但研究人員仍擔心,患者手術後會因移植他人細胞而産生排斥反應。研究人員說,如果能夠激活人類體内不具活性的放射狀膠質細胞,使它們自己分化為新的視網膜細胞,将是治療這類疾病的最佳辦法。利姆說:“我們下一階段将研究阻礙人類放射狀膠質細胞自我再生的因素。一旦找到原因,離最終方案就更近一步。

毛細胞或可治耳聾

内耳中的一種毛細胞(hair cell)是人類聽覺不可或缺的一環華盛頓大學西雅圖分校的一個研究團隊一直在對一種水族館裡常見的觀賞魚類──斑馬魚進行研究,試圖解決人類聽力喪失的問題。和許多其他水生生物一樣,斑馬魚在身體表面長有毛細胞。毛細胞的作用是探測水中的振動,其原理與人類内耳中的毛細胞相似。與人類不同的是,斑馬魚的毛細胞在受損後還可以再生。研究人員希望他們的工作可以揭開謎底,保護人類的毛細胞免受損傷、并推動毛細胞的再生。

進行另一組研究,試圖了解導緻斑馬魚、鳥類和老鼠的毛細胞再生的基因和其他分子。有一項研究發現了一種似乎可以讓動物毛細胞再生的發育蛋白。在研究中,一名團隊成員發現了小雞的毛細胞受損後體内一種蛋白質的含量(小雞的毛細胞可以再生)有所上升。

參與這些實驗的科學家們說,使用藥物防止聽力喪失的臨床實驗有可能會在十年内實現。但是,找到利用毛細胞再生治療聽力喪失的辦法可能還需要至少20年的時間。“利用這種(促進毛細胞再生的)方法,我們希望有朝一日可以找到一種方法讓聽力能夠自然地得到恢複。”

肢體再生

德國康斯坦茨大學科學家11月宣布,他們30年的研究,成功解開動物肢體再生之謎。

康斯坦茨大學貝格曼研究小組通過對斑馬魚的研究,證明視黃酸是再生過程中必不可缺的物質。斑馬魚是肢體再生能力最強的動物之一,它的鳍、鱗和部分心髒都可以再生。

貝格曼稱這項成果是“一個巨大的成功”。因為20多年來,科學家們一直不清楚視黃酸對斷肢再生起到怎樣的作用。

經科學家研究,斑馬魚的鳍再生之前,傷口由多層組織封閉起來。斷肢點下的細胞會失去自身的特性而形成胚基。研究人員發現,斑馬魚通過特殊的遺傳機制,讓視黃酸控制胚基形成,從而完成鳍的再生。

視黃酸在動物、包括人體内由維生素A合成,可以激活再生所必要的基因。此前已有研究表明,婦女在懷孕期間未攝入足夠維生素A可能會導緻嬰兒發育不全。這項研究成果尚無法應用到人類截肢再生治療。《 人民日報 》(2011年11月26日03版)

與免疫學

斑馬魚作為免疫學新模式生物的優點在于:

(1)與傳統的免疫學模式生物——小鼠相比,斑馬魚有體型小,子代數量多,培育要求低,易于養殖,飼養成本低,便于開展大規模研究。

(2)斑馬魚個體發育過程是在全透明狀态下完成,使得整個心血管系統的發育過程能十分完整的被觀察。特别是免疫系統個體發育的相關資料,是無法從小鼠上所進行的實驗中輕易獲得的。

(3)先期對斑馬魚的遺傳學研究積累的豐富突變庫也為研究免疫相關基因的功能提供了條件。

(4)在已知生物中,魚類是最早具備獲得性免疫系統的綱。

這就使得對斑馬魚免疫系統的研究成為人們了解非特異性免疫系統和獲得性免疫系統進化與功能相互關系的重要工具。這個獨特的免疫系統進化地位還賦予了斑馬魚作為免疫學研究模式生物的另一重要優勢,即其成體可以在沒有胸腺、淋巴細胞生成的情況下存活傳代,這又是小鼠模型無法比拟的。1999年,Herbomel等在觀察斑馬魚的巨噬細胞個體發育時發現,處于胚胎發育早期的斑馬魚巨噬細胞就具有對外源微生物大腸杆菌高效吞噬的能力。在受精30小時後,胚胎巨噬細胞就已經可以吞噬清除局部組織中的外源微生物。系統中注射大腸杆菌後,5小時後即可在局部被斑馬魚巨噬細胞清除,且此時除了感染局部的30——50個活化巨噬細胞外,未接觸病原體的巨噬細胞也同樣表現出活化特性,這提示斑馬魚體内可能還存在與哺乳動物相類似的細胞因子或趨化因子系統。

應用

視網膜修複

斑馬魚因為它具有自我修複破損視網膜的獨特能力。人類視網膜中也擁有類似斑馬魚能夠修複視網膜的細胞,并計劃在5年内将研究結果用于失明患者治療,讓他們重見光明,這可能有助于治療因視網膜受損引起的失明。

聽覺修複

華盛頓大學西雅圖一直在對斑馬魚進行研究,試圖解決人類聽力喪失的問題。和許多其他水生生物一樣,斑馬魚在身體表面長有毛細胞。這些毛細胞的作用是探測水中的振動,其原理與人類内耳中的毛細胞相似。但是,與人類不同的是,斑馬魚的毛細胞在受損後還可以再生。研究人員希望他們的工作可以揭開謎底,保護人類的毛細胞免受損傷、并推動毛細胞的再生。

另一組研究試圖了解導緻斑馬魚、鳥類和老鼠的毛細胞再生的基因和其他分子。有一項研究發現了一種似乎可以讓動物毛細胞再生的發育蛋白。在研究中一名團隊成員發現了小雞的毛細胞受損後體内一種蛋白質的含量(小雞的毛細胞可以再生)有所上升。參與這些實驗的科學家們說使用藥物防止聽力喪失的臨床實驗有可能會在十年内實現。但是找到利用毛細胞再生治療聽力喪失的辦法可能還需要至少20年的時間。

水質監測

斑馬魚的基因與人類基因相似度達到87%,這意味着在它身上得出的水質監測結果,多數情況下都适用于人類。香港水務署研發生物感應預警系統,利用斑馬魚配合計算機和互聯網作24小時監測和預警,并透過發光菌進行快速毒性檢測,60分鐘内可甄别逾1000種水中有害物質,每次成本亦隻需50元港币。署方估計每年可節省200萬元港币的開支。深圳水務集團開天源公司研發的水質毒性監測系統RTB,也是利用斑馬魚的這一特點進行水質監測。已在深圳各水司水廠廣泛使用。

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