斑馬魚如何被用作模式動物

斑馬魚如何被用作模式動物

幾個世紀以來，模式動物一直被用作科學研究中人類的替代品。小型哺乳動物，如小鼠和大鼠，通常是常態。但這些模型有一系列缺點：它們的房屋和繁殖成本高昂，并且觀察胚胎發育有限，這使得它們不太需要高內涵篩查。斑馬魚，特別是它們的胚胎，已經成為一個可行的替代選擇，正如你將在下面發現的那樣。

斑馬魚胚胎作為模式動物

斑馬魚在20世紀80年代開始顯示出作為研究發育生物學的典范的前景。從那時起，由于其快速發展和可操作性，它們已成為一個非常有價值的模型。在遺傳和分子水平上，使用斑馬魚取得的進步通?？梢赞D化為人類。斑馬魚胚胎是眾多類型研究的理想模型，我們將在本文中探討。

斑馬魚胚胎在科學研究中的優勢

其他生物，如嚙齒動物和果蠅，在研究中占有一席之地，但很少有像胚胎斑馬魚那樣多才多藝。與其他模型相比，這些小魚為研究人員提供了許多優勢。讓我們仔細看看這些優勢中的每一個。

快速開發 -斑馬魚胚胎和幼蟲發育極快。器官發生通常發生在受精后48小時內，魚完全發育，游動約5-6 dpf（受精后幾天），為高內涵篩選（HCS）期間的觀察提供了方便的模型。

高繁殖率 -斑馬魚全年繁殖，雌性每周生產數百個卵，這意味著與小鼠相比，每次測定的成本非常低。

透明和外部 - 胚胎和絨毛膜幾乎是透明的，使研究人員能夠輕松觀察測試化合物的早期發育和對非侵入性發育的身體系統的影響。

小尺寸 -斑馬魚胚胎的直徑通常約為 07.mm，孵化時可長到約3.5毫米。這種小尺寸意味著可以在單個96或384孔板上測定數百個整個生物體，并且可以有效地篩選大型化合物庫。

可負擔性 -與其他模式動物相比，斑馬魚的飼養成本非常低，因為它們生活在緊密編織的水族箱淺灘中，并且適應一系列環境因素。

符合 3R 測試法規 -早期胚胎斑馬魚的使用符合關于使用活體生物體的嚴格指令2010/63 / EU，并遵循動物研究的3R（替換，減少，改進）。

化學滲透性 -早期胚胎對小化合物具有高度滲透性，這些化合物被添加到水環境中并自由擴散到胚胎中。

斑馬魚胚胎用于哪些研究領域？

從脊椎動物發育生物學和轉基因研究到毒理學檢測，斑馬魚胚胎是當今領先的體內模式動物之一。透明斑馬魚胚胎在使用熒光蛋白標記物時非常有利，這些標記物根據基因突變，藥物毒性等不同的刺激物表達自己。已經創造了數十種轉基因斑馬魚品系，以在眾多身體系統中表達熒光蛋白。以下是斑馬魚引起轟動的研究領域的一些例子：

遺傳病研究

斑馬魚在82%的人類疾病相關基因中具有同源物，這使得它們特別可用于遺傳研究。已經測序以發現突變的人類基因被鑒定出來，并在斑馬魚中被“敲除”，以模仿疾病環境。這些轉基因、透明的斑馬魚胚胎可以監測其神經、肌肉骨骼和器官系統的變化。在了解黑色素瘤，肌肉萎縮癥和腎臟疾病等疾病方面的進展特別成功。

早期藥物發現

在使用小分子高內涵篩選（HCS）的臨床前研究中，斑馬魚胚胎提供了一種快速評估新藥毒性和功效的方法。這在非常昂貴的藥物發現過程中節省了時間和金錢。近年來，斑馬魚胚胎已成為毒理學、癌癥研究、人類基因組學、發育生物學等領域新藥早期開發的突出典范。

化妝品和農業化學毒理學

動物研究的3R（替換，減少和改進）是為了在科學研究中避免動物的痛苦而開發的，并在上被廣泛接受為標準。在5 dpf下使用斑馬魚胚胎作為模型遵循了這些原則，并大大減少了研究后期對哺乳動物的使用。五個dpf斑馬魚胚胎通常用于評估水環境中農藥和殺蟲劑的毒理學。在研究納米毒性時，斑馬魚在化妝品研究中也顯示出希望，同時仍然遵循3R和上述歐盟關于保護用于科學目的的動物的指令。

總之，斑馬魚及其胚胎特別適合廣泛的遺傳和毒理學研究。它們的快速發育，透明的卵子和與人類的遺傳相似性使它們成為的全生物體模型。在體外模型不夠的情況下，以及哺乳動物等體內模型不符合規定的情況下，斑馬魚胚胎提供了一種負擔得起，有效且更人道的替代方案。