基于斑马鱼的毒理检测试验

起源于印度,为小型的热带鱼类,染色体数为50,成体长3~4 cm,孵出后约3 个月可达性成熟。成熟的雌鱼每隔一周可产几百粒卵子。卵子体外受精,体外发育,胚胎发育同步,且速度快,在25~31℃之间发育正确。斑马鱼是实验室里标准毒理学检验的最常用的实验动物,也是ISO推荐河水毒性试验鱼种。

斑马鱼已经被经济合作发展组织(的指导手册列为实验的标准鱼类,被用于乙酸甘油酯和氯化钾危害评价,a-二氯甲苯和11-氨基十一烷酸急性毒性检测。

斑马鱼的基因组和疾病信号通路与人类具有高度同源性,器官发生、疾病生理与人类相似度较大,随着多种斑马鱼疾病(如血癌、免疫性系统疾病、感染疾病等)模型的建立,利用斑马鱼的疾病模型来研究人类相关疾病的机制和治疗方法已经成为热门科研趋势。

斑马鱼模型既具有体外实验快速、高效、经济的优势,又具有体内动物实验预测性强、可比性高等优点,可以有效填补体外实验和哺乳类动物实验之间的缺口,完善现有药物研发流程。斑马鱼模型和哺乳动物模型结合,不仅可以降低实验成本,提高实验预测的准确性,最关键的是大大缩短了药物临床前早期研发的周期,进而大幅加快药物研发进程。

斑马鱼可用于药物开发的多个阶段,如:靶点确认(基因功能研究),高通量药效与安全性筛选,先导物优化,药物毒性与安全性评价,老药新用(临床新适应症开发)等等。

斑马鱼个体小,成鱼体长3-4cm,幼鱼体长只有1-2mm,可以使用96孔或者384孔板进行操作,适合高通量分析。

饲养成本低,占地空间小(200平米空间可养殖50000只成鱼),药物用量少(μg级),仅为鼠类实验的1/100至1/1000。

胚胎发育迅速,从受精卵发育到完整的胚胎只需24小时,受精后3-5天,每条鱼都能够自由游泳、觅食,身体内部主要类似于人体的器官均已建成。

身体透明,斑马鱼在发育的前7天身体透明,可直接观察内部器官。结合活体染料、抗体、核酸探针等方法能够观察自由活动的或者固定后的斑马鱼活体样本,这种直接的观察为自动化药物筛选和药物靶器官鉴别奠定了坚实有利的基础。

斑马鱼和人类的疾病信号转导通路高度保守。斑马鱼体内存在的人类同源基因比例高达87%,某些疾病相关基因与人类基因保守性高达99%, 这意味着在其身上做药物实验所得到的结果在多数情况下也适用于人体。

在已知生物中,鱼类是最早具备获得性免疫系统的纲。这就使得对斑马鱼免疫系统的研究成为人们了解非特异性免疫系统和获得性免疫系统进化与功能相互关系的重要工具。这个独特的免疫系统进化地位还赋予了斑马鱼作为免疫学研究模式生物的另一重要优势,即其成体可以在没有胸腺、淋巴细胞生成的情况下存活传代。

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