手持一根細如發(fā)絲的顯微注射針，眼睛注視著顯微鏡下的斑馬魚胚胎，腳踩著一塊腳踏板，利用壓力脈沖把溶液，注射進一顆顆直徑約為1.6毫米的透明軟體球狀魚卵中，屏住呼吸，進行一次連續(xù)注射。這是一項顯微鏡下的斑馬魚胚胎注射實驗，實驗目的是獲得基因突變的斑馬魚樣本，進行與人類相關的疾病研究。這樣的實驗不在大學實驗室，而是藏身于街巷鬧市的醫(yī)院里。

博士打工的“水族館”

“我們都叫自己‘博士漁夫’，其實就是職業(yè)飼養(yǎng)斑馬魚的。”昨日，在河南省兒童醫(yī)院東三街院區(qū)兒科醫(yī)學研究所，斑馬魚研究平臺的“漁夫”李紀同博士笑著說，目前實驗室和他一樣的“博士漁夫”還有王龍飛、馬曉翠等人，十多名團隊成員畢業(yè)于中國科學院、華中科技大學、山東大學等國內(nèi)知名科研院校，在“博士漁夫”的精心管理下，上萬條斑馬魚家族成員在不斷壯大。

“魚兒其實很聰明，它反應靈敏，逃脫非常快……”正說著，“漁夫”李紀同拿著一個帶有過濾網(wǎng)的漏勺，準備選中“目標”進行實驗。

這個占地三十平方米的養(yǎng)殖魚房里，三套獨立的自動水循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)上裝有大小不同的養(yǎng)殖箱，每個水箱上都清楚標注實驗的相關信息。成群的魚兒游來游去，乍一看這里像個水族館。但這里養(yǎng)殖的斑馬魚和水產(chǎn)市場上五顏六色的斑馬魚不同，它們是從中科院水生所“國家斑馬魚資源中心”的斑馬魚引進繁育而來。

“養(yǎng)殖系統(tǒng)就是一個生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈，從交配、孕育、喂食、養(yǎng)殖全過程都在這里進行。”研究人員周馨魁說，除了養(yǎng)殖斑馬魚，他們還要養(yǎng)殖斑馬魚吃的草履蟲和豐年蝦，調(diào)節(jié)控制水的溫度、硬度、電阻等參數(shù)，還要設定固定的日常光照時間。“魚兒也像個孩子，餓了要吃飽、睡覺要關燈，這一切都是為了讓它們在實驗室能大規(guī)模繁育。”

“養(yǎng)殖方便、繁殖周期短、產(chǎn)卵量大。”李紀同說，這也為科研提供了便利，這是養(yǎng)殖斑馬魚的優(yōu)勢。

斑馬魚不大“功勞”可不小

“養(yǎng)魚”并不是“博士漁夫”們的主業(yè)，難的是技術含量更高的研究實驗，想要實現(xiàn)成果轉化更是異常艱辛。

近年來，用斑馬魚建立體內(nèi)腫瘤移植模型，已逐漸成為一種新的趨勢，適用于臨床前藥效學評估和抗癌藥物早期篩選。作為模式動物，斑馬魚可以和多種人類疾病建立相對應的模型，從而進行相應研究，包括癌癥在內(nèi)的約2000種人類疾病都能體現(xiàn)在斑馬魚身上。研究斑馬魚的最終目的是找到治愈人類相關疾病的方法。如腫瘤、眼耳疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、肝腎疾病、心血管疾病等，研究價值非常大。

比如在斑馬魚體內(nèi)植入人類腫瘤，建立斑馬魚——人類癌癥移植模型，就能幫助癌癥患者篩選藥物;在斑馬魚身上得出的水質監(jiān)測結果，多數(shù)情況下可能適用于人類;對斑馬魚運動行為的分析還能進行運動障礙、抑郁癥、孤獨癥等疾病研究。

據(jù)介紹，成年斑馬魚心臟細胞具備可再生功能，這一發(fā)現(xiàn)隨后在新生小白鼠身上也得到了驗證，按照這些線索，科研人員就有可能發(fā)現(xiàn)人類心臟再生的奧秘。此外，斑馬魚也是新藥實驗的“急先鋒”，一些新藥成分在被發(fā)現(xiàn)后先要在斑馬魚身上試用，以便能快速找到潛在的、可發(fā)揮作用的基因位點，然后再進入臨床試驗。

兒科醫(yī)學研究所斑馬魚轉化醫(yī)學創(chuàng)新平臺主任張耀東博士說，省兒童醫(yī)院兒科醫(yī)學研究所的斑馬魚實驗平臺于2019年10月搭建，平臺下能進行斑馬魚顯微注射、行為學分析、心電圖測量、心率血流測量分析等相關實驗，平臺內(nèi)的硬件設備配置已經(jīng)達到國內(nèi)先進水平。

我國關于斑馬魚的科學研究也就是最近這10年，2011年，“斑馬魚模型和技術研究”被列入科技部重大新藥創(chuàng)制專項“十二五”實施計劃。我省的斑馬魚研究雖然起步晚，但發(fā)展速度較快。張耀東說：“目前我們已建立多種遺傳疾病基因敲除、腫瘤異種移植、缺氧腦損傷及早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變斑馬魚疾病模型等，很有研究價值。”

專家觀點

首都醫(yī)科大學附屬北京兒童醫(yī)院出生缺陷遺傳學研究室主任郝嬋娟研究員介紹：河南省兒童醫(yī)院兒科醫(yī)學研究所建立的斑馬魚模式動物研究平臺，為開展兒科重大遺傳性疾病研究和小分子化合物篩選，助力遺傳發(fā)育機制解析和精準診斷等奠定了良好的基礎。

山東大學基礎醫(yī)學院博士生導師李雷教授介紹：在遺傳學研究中，基因敲除斑馬魚模型為許多疾病的發(fā)病機制研究和藥物研發(fā)提供了良好的支撐，在國際上產(chǎn)生了許多重大原創(chuàng)性科學成果!但是目前河南省內(nèi)具有斑馬魚實驗平臺的單位還比較稀少，該院斑馬魚實驗平臺的建設有望填補這一空白，促進省內(nèi)斑馬魚相關生物學研究的進步!

漲知識時間

斑馬魚，成體長約3cm—4cm，是一種常見的熱帶魚。因為全身布滿深藍色的縱紋，成群游動時猶如奔馳的斑馬群，俗稱“斑馬魚”。它與人類基因有著近87%的高度同源性，有“水中小白鼠”之稱，是人類疾病研究中非常重要的模式生物。

以前研究人員通常將患者的癌細胞植入到有免疫缺陷的嚙齒動物中，并監(jiān)測各種藥物是否能破壞動物體內(nèi)生長的腫瘤。但建立以老鼠為對象的模型也有不便之處，不僅價格昂貴，并且通常需要2到6個月的時間才能得到實驗結果。

斑馬魚對水質要求不高，體外受精，胚胎體外發(fā)育，在24小時內(nèi)就可發(fā)育成形，孵出后約4個月就達到性成熟，此后每隔幾天就可產(chǎn)卵一次，一次可產(chǎn)卵200枚。這些優(yōu)勢使得生物學家可以在同一代魚身上進行不同的實驗，進而研究病理演化過程，找到病因。此外，斑馬魚的胚胎呈透明狀，生物學家很容易觀察到藥物對其體內(nèi)器官的影響。

每一條斑馬魚都是一位癌癥患者的迷你模型，也是癌癥治療的試驗臺。

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