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斑马鱼:一条游上“试药路”的小鱼

科普小知识2022-02-09 23:35:29
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新华社济南2月17日电(记者肖海川)在蓝色的世界里,机器嗡嗡作响,偶有人影...在蓝色塑料鱼缸里,七八条小鱼在水中*游动,不时停下来凝视外面的世界。看到人影逼近,一些小鱼开始在鱼缸里打转,而其他的还在悠闲地游着。

这些斑马鱼只有5厘米长,身上有深蓝色的斑点,它们不知道自己从出生起就与野生环境中的同类分道扬镳,已经成为人类药物筛选领域的“先驱”。山东省中国科学院生物研究所的科学家们为这些小鱼付出了10年的心血。

“在这个斑马鱼养殖室里有200多个这样的鱼缸。嗡嗡作响的机器确保了鱼缸中最纯净的水。这些斑马鱼在胚胎发育期间被植入了荧光蛋白。韩博士是山东省科学院生物研究所的副研究员。他进一步解释说,在给标记的斑马鱼注射实验药物后,研究人员可以观察到相关部位的变化。

在医学研究和开发过程中,小鼠是最常见和最成熟的实验生物。我们为什么要研究这只不起眼的斑马鱼?山东省科学院生物研究所副所长、研发团队负责人刘表示,养殖周期短、检测成本低、观察条件好,使斑马鱼成为药物筛选的“高手”。

刘、韩等中国科学家表示,20世纪90年代基因测序完成后,人们发现这种小斑马鱼约87%的基因与人类基因有同源性,尤其是心血管系统与人类非常相似。这为其进入药物筛选领域奠定了基础。同时,它可以一年四季产卵,一次产卵数百枚,早期胚胎发育是透明和可见的,这也成为斑马鱼的一大优势。

“斑马鱼胚胎只有三四毫米大小,单体所需的实验剂量非常小,这使得我们可以同时进行大规模实验并观察结果。”汉利文说,在斑马鱼中,完成建立药物评估模型、给药和收集测试结果的过程大约需要7天。对于其他动物来说,至少需要几个月的时间。

在团队的实验室里,韩给展示了一些斑马鱼的测试结果。一些是斑马鱼的心电图,一些是斑马鱼的运动轨迹,还有一些是斑马鱼的血液循环。肉眼甚至可以看到标记有荧光蛋白的血小板在斑马鱼血管中流动。“这些实验设备和结果基本上与国外同行处于同一水平。但我们有自己独特的优势。”韩对说道。

这一优势是中华文明的传统中医药资源。被誉为“资源宝库”的中医药,为国际抗疟事业做出了突出贡献。然而,在走向国外并被世界所接受的过程中,中药受到药材和成分差异的制约,难以与西医系统相衔接。

“中国古代的药方都是药材,但真正有效的是中药制备过程中产生的化合物。哪些成分是有效的,不同成分如何匹配需要通过筛选来评估。”刘认为,以斑马鱼为平台,可以加快探索中药有效成分的组合和配伍,有助于中药与现代医学更好地融合。

自2006年以来,山东省科学院生物研究所建立了20多个斑马鱼活性评价模型,涵盖心血管、肿瘤、骨骼、皮肤等主要器官和组织。与此同时,中国已经形成了具有自主知识产权的斑马鱼研发技术体系,并已应用于实际生产。

斑马鱼很小,但它的影响并不小。刘说,他希望将来能建立更多的疾病评估模型,使小斑马鱼能为人类健康做出更大的贡献。