文献综述-斑马鱼及其应用
斑马鱼在生物学领域中的应用研究

斑马鱼在生物学领域中的应用研究斑马鱼是一种小型鱼类,体型在几厘米到几十厘米之间。
它的身体呈现出鲜艳的条纹和颜色,非常美丽,因此也被很多人饲养为观赏鱼。
但是,在生物学的研究领域中,斑马鱼更是一个非常重要的实验动物。
为什么斑马鱼被广泛应用于生物学研究中呢?有以下几个原因:首先,斑马鱼是一种生长速度很快的鱼类,从受精卵到成熟只需要3个月左右的时间。
这一点使得科学家们可以在短时间内对它进行研究。
其次,斑马鱼的生殖周期很短,而且每一窝卵会产生大量的幼鱼。
这就使得科学家们可以轻松地进行大规模的实验,从而得到更多的数据和结论。
另外,斑马鱼在早期胚胎发育的过程中,会表达与哺乳动物非常相似的基因和分子机制。
这使得研究者可以通过斑马鱼的研究,更好地了解哺乳动物的发育过程。
那么在具体的研究中,斑马鱼又有哪些应用呢?1. 生物药物筛选平台通过斑马鱼的药物筛选平台,研究者可以快速而准确地检测出候选药物的毒性和治疗效果。
这一方法可以减少药物研究的时间和费用,而且可以预测候选药物在人类中的效果。
2. 神经科学研究斑马鱼的神经系统非常简单,但是却有着与哺乳动物相似的结构和功能。
因此,科学家们可以通过斑马鱼的神经系统研究,更好地了解哺乳动物的神经系统,从而研究一系列的神经疾病,例如帕金森病、阿尔茨海默病等。
3. 心血管研究斑马鱼的心脏是透明的,这就使得科学家们可以轻松地观察和记录心脏的形态和功能。
通过对斑马鱼心脏的研究,可以更好地了解心血管疾病的发病机制和治疗方法。
4. 癌症研究斑马鱼的胰腺和肝脏具有细胞再生的特性,这使得它成为了癌症研究中的一个重要实验动物。
通过斑马鱼的研究,科学家们可以更好地了解肿瘤的发生和治疗。
在斑马鱼的研究中,还有很多其他的应用,例如免疫学研究、遗传学研究等等。
斑马鱼的研究不仅可以推动医药领域的发展,也可以为我们更好地了解生命本身提供更多的资料与数据。
当然,斑马鱼在生物学研究中的应用也存在一些局限性,例如它的免疫系统比哺乳动物要简单,在研究自身免疫性疾病时可能会有所不足。
斑马鱼胚胎学及其在研究中的应用前景

斑马鱼胚胎学及其在研究中的应用前景斑马鱼作为一种典型的实验动物,近年来在生命科学研究领域中备受瞩目。
其迅速的发育速度、繁殖能力、透明度以及容易进行基因改变等特点,使其成为研究胚胎学和遗传学等领域的理想模型生物之一。
本文将重点探讨斑马鱼胚胎学及其在研究中的应用前景。
一、斑马鱼胚胎学的发展历程斑马鱼早期胚胎发育的研究可以追溯到20世纪初,但真正的突破是在20世纪70年代由George Streisinger教授领导的研究小组完成的。
他们利用了斑马鱼透明的胚胎特性,以及其短的世代时间和容易进行基因改变的特点,建立了斑马鱼发育生物学的研究平台。
这一平台随后被广泛应用于发育生物学以及其他相关领域的研究中。
二、斑马鱼胚胎学的特点1.增殖快速斑马鱼的孵化时间只需要2-3天,而在孵化后的10天内,斑马鱼的身体长度可增长达到约10倍,发育速度之快是其他实验动物不可比拟的。
2.透明度高斑马鱼胚胎的外壳非常薄,并且胚胎本身是透明的,这使得研究者能够在不侵害胚胎的情况下观察胚胎内部的各种细胞和组织结构的变化。
3.简单的遗传学斑马鱼的基因组较小、顺序清晰,且在遗传学中有许多成熟的技术可以使用,这使得研究者可以轻松地进行基因编辑和处理,进一步探究与发育相关的基因和生物化学途径。
三、斑马鱼胚胎学在研究中的应用前景本节将说明斑马鱼胚胎学在研究中的应用前景。
斑马鱼在多个领域都有不同的应用。
1.人类疾病研究众所周知,人类疾病的病初期是很难再人群中进行研究的。
但是,利用晒斑马鱼发育的特点,研究者可以研究人类的疾病早期,甚至是疾病的遗传部分。
这将严重缩短研究的周期并有利于开发出更快速、更易懂的治愈方案,这成为近年来人类疾病研究的一个重要方向。
2.细胞生物学研究斑马鱼的成长过程也是细胞分裂的过程,因此,研究斑马鱼的基因调控和细胞生物学是十分必要的。
细胞生物学研究需要许多时间,而斑马鱼可以提供这一数据,这给基础科学发展提供了巨大的启示性意义。
斑马鱼作为模式生物在发育生物学和遗传学研究中的应用

斑马鱼作为模式生物在发育生物学和遗传学研究中的应用自从19世纪开始,科学家们一直在通过选定某些模式生物,如斑马鱼、小鼠、果蝇等来深入研究生命的奥秘。
这些模式生物被广泛用于从发育生物学到遗传学的研究领域。
其中,斑马鱼由于拥有发育速度快,透明度高,繁殖周期短等优点,为科学家们提供了理想的实验材料。
本文将详细探讨斑马鱼在发育生物学和遗传学研究中的应用。
一、斑马鱼在发育生物学方面的应用1.1 受精和胚胎发育斑马鱼的成熟期很短,仅需3个月,且在水中繁殖,雄鱼和雌鱼在不经过人工干预的情况下会自行交配,产下千万个卵子。
这些特点使得斑马鱼成为了研究受精和胚胎发育的理想模式生物。
斑马鱼发育周期短,且在受精后仅需数小时即可胚胎发育,科学家们可以直观地观察到受精的过程和胚胎早期的变化过程。
这为我们对于生命的起源和胚胎形成等领域提供了独特的视角和参考。
1.2 器官发育斑马鱼器官发育过程也是发育生物学领域的一个重要研究方向。
研究人员可以通过基因改造,观察到不同基因表达出来对器官发育的影响。
例如,一项研究表明,在一个发育的胰腺中,Pdx1基因是发展为稳定胰岛细胞所必不可少的基因。
通过改变Pdx1的表达模式,科学家们成功地发现Pdx1对稳定胰岛细胞数量的影响,加深了我们对器官发育的了解。
1.3 神经发育斑马鱼神经系统发育与脊椎动物的其他模式生物非常相似,与小鼠等模式生物相比,斑马鱼生长速度快,且在早期神经系统发育阶段仍较为简单,因此可以更好地研究这些阶段中神经系统的构建和运作。
在神经发育领域中,斑马鱼的应用包括但不限于研究神经元的分布序列、神经细胞的形态和运动状态、神经元的自发活动等方面。
二、斑马鱼在遗传学方面的应用2.1 遗传显微镜在斑马鱼遗传学领域,另一个被广泛使用的是遗传显微镜。
这个显微镜是一个用于斑马鱼早期胚胎研究的特殊显微镜。
这个显微镜可以放大数倍,帮助科学家在斑马鱼胚胎中发现突变。
该显微镜的广泛使用在突变分析方面取得了重大成果,帮助我们在独特的水平上研究生命的启动机制。
斑马鱼在生命科学中的应用

斑马鱼在生命科学中的应用斑马鱼,在普通人的眼中可能只是一种普普通通的小鱼。
但在生命科学领域,斑马鱼的作用却是越来越重要的。
自从20世纪80年代初斑马鱼被科学家们发现可以用来作为实验室动物以来,它就成为了生命科学领域中的又一把"神器"。
1. 斑马鱼在基因研究中的应用斑马鱼是一种小型鱼类,它们的生命周期相对短,一般只有3-4个月,而且繁殖力强,每次产卵数可达到200-300粒。
这一点与小鼠相似,小鼠的这些特性使它成为了许多基因实验的最佳模型。
同样的,在斑马鱼身上,科学家们也可以毫不费力地轻松显示和分类出不同基因变化对生理功能的影响,从而研究基因在机体各个方面的作用。
2. 斑马鱼在药物研究中的应用除了基因研究外,斑马鱼在药物研究中的应用也是十分突出的。
药物毒性的研究是药物研发过程的第一步。
通过斑马鱼模型,科学家们可以得到大量的数据,来分析药物的毒性和药效,从而更好地评估药物是否可行。
此外,斑马鱼在药物筛查中也扮演着重要角色。
它们的快速生长和繁殖能力,使得斑马鱼可以很快地检验许多候选药物的有效性和安全性,并对药物的吸收、分布、代谢和排泄进行细致的研究,从而减少了药物研发的时间和成本。
3. 斑马鱼在癌症研究中的应用斑马鱼在癌症研究中同样为生命科学领域的科学家们提供了更佳的解决方案。
例如,科学家们可以将人体胰腺癌细胞注入斑马鱼中,利用胰腺癌细胞在斑马鱼的体内的生长情况以及对身体器官的影响来验证一种治疗方法,从而洞察治疗方法的有效性。
由于胰腺癌的模型很难在小鼠身上成功建立,因此斑马鱼成为了更为适合的研究对象。
4. 斑马鱼在神经系统研究中的应用斑马鱼还为神经系统研究提供了更为广阔的视野。
因为斑马鱼的神经系统与人类的神经系统相似,而且比其他生物的神经系统更为易于视觉观察,所以它成为了神经科学领域中极为重要的实验模型。
研究人员已经成功地使用斑马鱼模型研究了包括帕金森氏症、脊髓肌肉萎缩症在内的多个神经退行性疾病,并得出了一些大胆而且有效的解释结果。
斑马鱼模型在生物学研究中的应用及其优势探讨

斑马鱼模型在生物学研究中的应用及其优势探讨斑马鱼是著名的水生模式动物,是现代遗传学研究和药物筛选的重要研究对象。
斑马鱼在神经科学、人类疾病模型研究、发育生物学等领域具有广泛的应用前景。
本文将从斑马鱼的特点、应用优势、疾病模型和药物筛选等几个方面探讨其在生物学研究中的重要意义。
一、斑马鱼的特点与应用优势斑马鱼生活在水中,其透明的胚胎和小型身材使得对研究者和研究器材的要求较低,同时斑马鱼在短时间内就能完成胚胎发育,且有着高度的繁殖力。
这些都是斑马鱼成为生物学研究模型的重要原因。
此外,斑马鱼是雌雄异体,受精卵可以在几个小时之内形成、孵化和成熟。
在早期的幼鱼期,斑马鱼逐渐获得了自主进食和游动的能力,这使得研究者可以进行克隆和基因敲除等研究。
另外,斑马鱼是脊椎动物,其组织结构、器官发生和功能与人类相似,可以为人类疾病模型研究提供重要参考。
同时,斑马鱼也是免疫系统不成熟的动物,不需要复杂的抗体制备过程,也没有人体实验中的道德问题。
这些特点使得斑马鱼在生物学研究中有着广泛的应用前景。
二、斑马鱼在疾病模型研究中的应用1. 神经科学领域斑马鱼的神经系统结构与哺乳动物基本相同,其胚胎发育期间神经发育迅速,易于观察和记录。
在神经科学领域,斑马鱼主要被用于研究神经元的生理学和形态学,对于神经胶质疾病模型的研究也具有重要意义。
斑马鱼在多种神经系统疾病模型研究中都有着广泛的应用,例如阿尔茨海默病、帕金森氏病、儿童脑性瘫痪等。
2. 单基因病模型研究斑马鱼天然群体基因表达具有显著的变异性,这对于遗传性疾病的研究非常重要。
例如,在斑马鱼中研究了囊性纤维化和肾脏病等遗传疾病的模型,这对于开发针对该类疾病的治疗方案非常有帮助。
三、斑马鱼在药物筛选中的应用斑马鱼的快速发育和透明的胚胎,使其成为药物筛选的重要研究对象。
例如,在感染性疾病研究中,研究者在斑马鱼体内研究了多种细菌感染模型,研究药物的抗菌能力和毒副作用。
此外,斑马鱼体积较小,药物剂量需求较低,节约了研究资源,并能够加速药物发现和研发。
斑马鱼模型以及其在遗传学实验研究中的应用

斑马鱼模型以及其在遗传学实验研究中的应用斑马鱼(Danio rerio)是一种小型热带淡水鱼类,广泛应用于生物医学研究领域。
它的快速发育、高繁殖能力和透明胚胎等特点,使得斑马鱼成为研究人类疾病和遗传学的理想模型生物。
在遗传学实验研究中,斑马鱼被广泛用于探索基因功能、疾病模拟、药物筛选、发育生物学等诸多方面。
斑马鱼模型的优势主要体现在以下几个方面。
首先,斑马鱼的特征使其成为遗传学研究的理想模型。
斑马鱼的基因组在许多方面与人类的基因组高度保守,大约70%的人类基因具有斑马鱼的同源基因。
这意味着,通过研究斑马鱼的基因功能,我们可以更好地理解人类基因以及与之相关的疾病。
其次,斑马鱼的胚胎发育速度极快。
斑马鱼的胚胎在受精后仅需24小时便可以孵化。
另外,斑马鱼胚胎的发育过程可以在显微镜下清晰可见,这意味着我们可以轻松观察到发育过程中的变化,并进行更加精确的实验观察。
此外,斑马鱼的胚胎透明,这一特点使得研究人员能够直接观察到内脏器官和神经系统的发育。
通过应用各类荧光探针或特定标记物,我们可以在斑马鱼胚胎中对特定基因或基因产物进行定位和可视化,从而更深入地研究其功能和作用机制。
斑马鱼模型在遗传学实验研究中有着广泛的应用。
首先,斑马鱼模型可以用于探索基因功能。
在遗传学研究中,研究人员可以使用各种基于遗传学、分子生物学和转基因技术的方法来扰乱或改变斑马鱼基因的功能,从而了解特定基因对发育和疾病的影响。
其次,斑马鱼模型可以用于疾病模拟。
斑马鱼的遗传相似性和发育过程相似性使其成为研究人类疾病的理想模型。
通过模拟人类遗传病或疾病相关基因突变,我们可以研究这些疾病的发病机制、生理学变化和潜在治疗策略。
此外,斑马鱼模型还可以用于药物筛选。
研究人员可以将药物添加到斑马鱼培养液或胚胎中,然后观察斑马鱼的发育、行为和生理特征,以评估药物的毒副作用和药效。
这种药物筛选方法可以加速药物开发和筛选过程。
最后,斑马鱼模型在发育生物学领域也有广泛应用。
斑马鱼

新型模式动物斑马鱼在分子生物学和医学中的应用举例摘要:斑马鱼由于其独特的生物学特性作为一种新型的模式动物在医学、分子生物学、发育生物学、环境监测和毒性检测等方面在国内外得到了广泛的应用。
本文概述了其在分子生物学和医学中的具体应用两例,展示了其在实验动物学中诱人的发展前景。
关键词:斑马鱼、模式动物斑马鱼(又名蓝条鱼、花条鱼、斑马担尼鱼,Brachydanio rerio),鲤科,原产自印度、孟加拉国。
体长为4-6cm。
雌雄鉴别较容易,雄鱼的蓝色条纹偏黄,间以柠檬色条纹;雌鱼的蓝色条绞偏蓝而鲜艳,间以银灰色条纹,身体比雄鱼丰满粗壮,各鳍均比雄鱼短小。
饲养容易,对水质要求不严,水质为中性,水温以22~26℃为宜。
耐热性和耐寒性都很强,可在10℃以上的水中很好地生长,属低温低氧鱼。
可与其他小型鱼混养,对食物不挑剔,各种动物性饲料,干饲料均可,很少患病。
繁殖比较容易,繁殖水温以24℃为宜。
每尾雌鱼每次产卵约300余粒,体型较大者有时可产上千粒。
卵子体外受精,体外发育,胚胎发育同步且速度快,胚体透明。
受精卵约经36h孵化,两天后仔鱼卵黄囊消失,可游动摄食。
发育温度要求在25-31℃。
幼鱼三个月可达性成熟。
斑马鱼凭借自身优势,已成为理想的脊椎动物模型。
实例一:“绿色”胰岛β细胞发育转基因斑马鱼模型[1]。
第一:克隆表达载体,挑选酶切鉴定后阳性的克隆作注射准备。
第二:显微注射,即让外源性DNA片段进入斑马鱼基因组。
第三:生殖系转基因系的筛选和建立,即蔡斯体视荧光显微镜下筛选胰岛位置特异性表达绿色荧光蛋白(GFP)的胚胎.建立生殖系稳定遗传的Fl代胰岛β细胞转基因斑马鱼系。
第四:应用PCR和WISH证实为转基因斑马鱼系。
第五:形态学观察,荧光显微镜下观察荧光标记并拍摄得到荧光标记物于胚胎侧面和背面的整体分布图。
第六:应用化学遗传学方法破坏斑马鱼胰岛β细胞,模型建立。
斑马鱼的应用为高通量筛选具有胰岛β细胞保护和再生作用的药物(包括中药、草药、小分子化台物等)提供了理想的动物疾病模型,为糖尿病这一核心病机的治疗带来了机会。
斑马鱼在生命科学研究领域中的应用

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病 的部分 未知 病 因 。 脊 椎动 物发 育 模 式 的相 似 性 提 示 着 斑 马 鱼 可 以 作 为 人类发 育研 究 的 良好 模 型 。其受 精 卵 在 2 2 8~ 9℃ 培养 条件 下约 4 i 完成 第 一次 有 丝分 裂 , 后 每间 隔 0r n a 之 1 i 5mn左右 分裂 1 ; 后 , 主要 的组 织器 官原基 已 次 2 h 其 4
目前 , 脊椎 模式 动物 的研究 已经 在遗传 生 物学 、 无 发 育 生物学 及相 关领 域 取得 了极 大 的进 展 , 获得 了很 多 并 研究 成果 , 由于无脊椎 动物 与脊 椎 动物在胚 胎 结构 、 但 胚
后大规模基因筛选 , 增加了基 因组来源。其神经中 枢 系统 、 血液 、 视觉 系统 以及 内脏 器官 与人 类相 应 系统有
许多共 同点 。斑 马 鱼 已经 成为 研究 造血 系统发 育 的最佳
胎发育过程中的形态发生以及器官形成等方面都存在较 大的差异, 而且其 中的有些特征是无脊椎动物模型所不
具有 的 。斑 马鱼作 为 一种 新 型 的脊 椎 模 式 动 物 , 究 脊 研 椎 动物 发育机 制 、 突变 和疾 病 , 遗传 尤其 是可 以进行 大规 模 的正 向基 因饱 和突 变 与筛 选 , 些 特 鱼在发育遗传 学、 人类疾病模型及新药筛选、 环境毒理 学等方面的研 究应 用进展。
文章 编 号 :0 1 5 12 1) 3— 18— 3 10 ~88 (02 0 00 0
关键词 : 斑马鱼 ; 模式动物 ; 发育遗传 学; 环境毒理学
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斑马鱼及其研究应用作者:杜颖指导老师:张源淑摘要:斑马鱼作为一种新兴的重要模式动物之一,体外受精、胚胎透明,因此可在显微镜下直接观察发育过程及检测药物引起的内脏组织变化,在生命科学领域中应用前景十分广阔。
斑马鱼体型小,适合高通量研究,还具有生长繁殖周期短及其与人类高度相似的基因组等优点,已经广泛用于人类疾病模型的建立、新药研发和药物的筛选,此外,斑马鱼还被应用于毒理学、发育生物学和遗传学等的研究。
因为斑马鱼对污染物反应灵敏,现已用于监测环境污染物及污水检测。
本文主要从几个方面对斑马鱼的研究进展进行了整理和归纳。
关键字:斑马鱼模式动物科学研究发育感染药物Zebrafish and Its ApplicationAbstract:Zebrafish as an important model animal emerging, its in vitro fertilization, transparent embryo, internal organs can be directly observed during the development and testing organ change caused by drugs under the microscope, has very broad application prospects in the field of life sciences. zebrafish also has a live, high-throughput, growth and short reproduction cycles and highly similar to the human genome, etc., it is widely used in modeling human diseases, drug screening, and secondly, zebrafish also is applied in toxicology research, developmental biology and genetics, etc.. Because of its sensitivity, it has been used to monitor environmental pollutants and water testing.This paper mainly from several aspects of zebrafish research progress has been collated and summarizedKey words:zebrafish Animal models Scientific research Development Infection Drug斑马鱼(Danio rerio)又名蓝条鱼、花条鱼、蓝斑马鱼、印度鱼、印度斑马鱼,产于孟加拉、印度东部、巴基斯坦、缅甸、尼泊尔等地,是一种常见的热带淡水硬骨鱼。
属辐鳍鱼纲( Actinopterygii)鲤科( Cyprinidae)。
斑马鱼身体细长,呈纺锤形,成鱼体长约4-6cm,因全身布满深蓝色条纹似斑马样而得名。
斑马鱼雌雄鉴别容易,雄鱼体型细长,颜色偏黄,条纹较为显著,纵纹为柠檬色;雌鱼身体肥胖,颜色较淡,纵纹呈蓝色加银灰色,在性成熟后腹部肥大。
雌鱼每次可产卵300多枚,鱼卵易收集,其胚胎透明,繁殖能力强且生长发育速度快,对饲养要求低,可高密度饲养,与其他实验动物相比有很大优势,是一种非常受欢迎的实验动物模型。
近三十年来,已有约20个斑马鱼品系的基因数据库资料,全球已有超过1500个斑马鱼实验室,而我国也有超过250个实验室利用斑马鱼开展相关研究。
英国桑格研究所(Wellcome Trust Sanger Institute)于2013年完成了斑马鱼的参考基因组,研究人员在此基础上比较了斑马鱼与人类基因组的异同,并进行了系统性的全基因组分析.在此综合近几十年的研究,在胚胎及遗传发育学、基因组学、药物筛选、疾病模型的建立等方向探讨斑马鱼的研究成果及进展。
1.胚胎及遗传生物学方向斑马鱼的发育分为6个阶段:卵裂期,囊胚期,原肠胚期、分裂期、成形期和孵化期。
斑马鱼属于体外受精动物,胚胎在体外发育且胚胎透明,发育过程可以直接连续的观察,是研究胚胎发育和遗传生物学的理想模式,解决了小鼠胚胎期变化不易观察的自身缺陷。
斑马鱼产卵量高,成熟周期短,可人为控制产卵过程,发育过程又可在体视显微镜下观察,在研究试验中有很大便利。
1981年美国遗传学家George Streisinger等人在《Nature》上发表文章,详述了斑马鱼受精卵的变化过程及卵裂方式,首次将斑马鱼用于发育生物学和遗传生物学的研究[1],开启了斑马鱼的研究热潮,此后相继有学者借助斑马鱼开展了心血管及血液系统的发育遗传学研究[2],发现斑马鱼心血管系统早期发育与人类极为相似,心血管系统有缺陷的突变体可长期存活,这为心血管发育遗传学研究提供了有利的条件。
此外,运用正向遗传法和反向遗传法可以推导出斑马鱼的遗传发育途径,利用x-ray、乙烷亚硝基脲(ENU)或反转录病毒感染造成基因组突变再多次子代筛选所得的正向遗传学材料对于遗传发育机制的研究十分有利[3]。
“Morpholino抑制技术”可快速以反向遗传学的方法验证基因的功能,注入的MOs会在整个胚胎形成期比较有效和稳定的发挥作用[4]。
2.基因组学方向斑马鱼的基因组有约30000个基因,与人类基因有87%的相似性,目前已获得较为完整的基因组学资料,基因组全系列测序已经完成,功能基因组学的研究也成为一大热点。
现已从斑马鱼上克隆到许多人类基因,并且具有相似的功能。
2.1突变基因斑马鱼容易得到突变品种,很多突变系都具有与人类疾病相似的临床症状,可以得到相应的人类疾病模型,对于很多疾病发病机制有了新的研究转机。
插入突变可以很大程度的提高突变基因的克隆速度。
现已通过反转录病毒介导的插入突变技术在斑马鱼已得到许多影响胚胎发育和细胞生长的基因,并找到了对应的基因。
反转录病毒介导的整合插入技术很适合获得转基因突变体斑马鱼,1994年Lin等[5]首次报道了以莫洛尼氏鼠白血病病毒(Moloney Murine Leukemia Virus,MoMLV)为基础,使用疱疹性口炎VG糖蛋白(Vesicular Stomatitis Virus Glycoprotein,VSV-G)包被的伪型反转录病毒对斑马鱼囊胚显微注射,从而得到的外源性DNA整合的转基因斑马鱼[5]。
但是反转录病毒的注射同时会增加个体自发突变的几率,约有1/4的基因突变不是前病毒的插入突变造成的[6],因此还需要判断突变发生的原因。
另外,斑马鱼有屈光反应、眼动反应和视动反应,可根据眼动反应和视动反应筛选有视觉缺陷的个体,用来检测与视觉相关的基因突变[7]。
2.2转基因斑马鱼和斑马鱼造血有关的转录因子与其他哺乳动物有高度同源性,其中scl、cloche基因的功能与哺乳动物同源基因功能相似[8],已用于造血系统病理和生理功能的研究。
清华大学生物实验室利用调控血细胞和神经细胞的分化的转录因子GATA-2获得了组织特异性表达绿色荧光蛋白(GFP)的转基因斑马鱼[9]。
现今,国内外已获得大量转基因斑马鱼品系。
3.药物筛选方向斑马鱼胚胎发育透明,可以通过显微镜清晰直观的检测药物对内脏器官如心跳、血管形态及血管内细胞流动等造成的影响,利用斑马鱼建立的多种器官疾病模型更是便于药物药效学筛选和药物毒性如发育毒性、心血管毒性、肝毒性、肾毒性、行为毒性及致畸性等的研究[10],其中斑马鱼药物评价系统识别致畸物质的成功率为100%[11]。
斑马鱼有典型的内耳结构,沿体表测线排列有富含的毛细胞的神经丘,毛细胞又是人类听觉重要的一部分,不同于人类,斑马鱼的毛细胞在受损后可以再生,于是学者们致力于利用斑马鱼研究人类听力丧失的机理,也有学者通过对斑马鱼毛细胞活体染色探索耳毒性抗生素如氨基糖苷类药物的作用机理[12]。
斑马鱼活体、高通量等自身优点,也十分适用于中药混合物[13]和新药的研究。
4.疾病模型方向4.1肿瘤研究斑马鱼的肿瘤组织与人类相似,可通过诱变基因或细胞移植使其产生高度转移性的肿瘤细胞并患癌症,且同样具有遗传性,遗传背景相对简单[14]。
研究表明,人和斑马鱼与肿瘤有关的控制基因有一定保守性,斑马鱼的胚胎还有与肿瘤相似的特征,是一种肿瘤研究理想的模式生物。
2003年,Langenau等将鼠源性c-myc 基因与Rag2启动子融合再连上GFP基因嵌合后注射到斑马鱼的胚胎细胞建立了白血病模型,为人类白血病的治疗寻找到了新的方向[14]。
4.2其它斑马鱼体内与神经嵴相关的phox-2b基因[15]和对帕金森疾病相关的UCH-LI 基因[16]也被用于相关疾病的研究,其心脏突变体heartstrings也为霍-奥二氏综合征的研究提供了新思路[17]。
迄今为止,斑马鱼已用于心血管疾病、神经系统疾病、生殖系统疾病、糖尿病、视网膜疾病、骨质疏松、感染性疾病、抗肿瘤、抗血栓、中药神经保护与行为学以及中药血管新生等的研究。
也用于检测细菌性疾病如猪链球菌2型的致病力[18]等,是研究人类疾病乃至动物疾病的重要生物模式。
5.生殖内分泌及神经科学方向5.1生殖内分泌在动物方面来讲,生殖内分泌学旨在通过科学的手法来调控生殖内分泌系统以提高和优化动物生产性能。
脊椎动物下丘脑丛神经末梢分泌促性腺激素及其受体(GnRH),使其到达垂体促进性腺激素(GtH)的释放,对动物性发育、成熟及分娩产生重要的作用。
目前已利用特异性酶联接免疫吸附剂测定(ELISA)技术证明了斑马鱼脑部有两种GnRH, GnRH2和GnRH3[19],并已克隆获得两种GnRH的cDNA全长序列[20]。
5.2神经科学斑马鱼在行为和生理上表现明显的昼夜节律,对光反应明显,也用于生物钟规律研究[21],同时用于背光反应、逃避反应、听觉行为学的科学试验[7],便于探索人类神经行为疾病。
6.环境及毒物监测斑马鱼还可用于环境监测和有毒致癌物质的累积效应和毒性研究。
目前,斑马鱼已作为试验标准鱼类列入经济合作发展组织的指导手册,并且是国际标准化组织推荐的五大试验鱼种之一。
6.1毒物检测斑马鱼现在已用于环境中许多化合物如有害重金属、双酚A[22]、苯酚、环己胺、有机氯、及卤代芳香烃化合物等致癌物的累积效应和毒性效应。
中国科学院水生生物研究所利用斑马鱼研究了纳米及常规TiO2、ZnO悬浮液对其氧化损伤及应激效应,研究发现团聚作用对不同化学组成的纳米颗粒的毒性影响程度不同[23]。