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小小斑马鱼可以为人类健康作出更大的贡献

2017-3-10 16:20:10点击:

蓝色的世界、嗡嗡作响的机器、不时出现的人影……湖蓝色的塑料鱼缸里,七八条小鱼在水中自由游弋,不时停下来盯着外面的世界。看见人影走近,有的小鱼开始在鱼缸里打转,有的则依旧悠然地游来游去。

  

这些体长不过5厘米、带有墨蓝色斑纹的斑马鱼并不知道,它们从一出生就已同那些野外的同类们分道扬镳,成为人类医药筛选领域的“先锋”。中国山东省科学院生物研究所的科学家们,已在这些小鱼身上投入了整整10年的心血。

  

“这间斑马鱼养殖繁育室里,像这样的鱼缸有两百多个。嗡嗡作响的机器保证鱼缸里是最纯净的水。这些斑马鱼,在胚胎发育时,就已被植入了荧光蛋白。”韩利文博士是山东省科学院生物研究所的副研究员。他进一步解释到,被标记的斑马鱼注入实验药物后,科研人员就能观察到相关部位的变化实况。

  

在医药研发过程中,小白鼠是最常见、最成熟的实验生物,为什么还要研究这不起眼的斑马鱼呢?山东省科学院生物研究所副所长、研发团队负责人刘可春说,更短的培育周期、更低的测试成本、更好的观察条件等,都令斑马鱼成为药物筛选的“健将”。

  

刘可春、韩利文等中国科学家介绍,上世纪90年代完成基因测序后,人们发现这小小斑马鱼约有87%的基因与人类基因具有同源性,特别是心血管系统与人高度近似。这为其进入药物筛选领域奠定了基础。同时一年四季都能产卵、一次产卵数百枚、胚胎早期发育透明可见等特点,也成为斑马鱼的加分项。

  

“斑马鱼的胚胎只有三四个毫米大,单体所需实验药量又极小,这就允许我们一次性做大批量实验并同时观察结果。”韩利文说,在斑马鱼身上,完成建立药物评价模型、给药、收集测试结果等流程,需要约7天。换作其他动物,至少需要几个月的时间。

  

在团队的实验室,韩利文展示了部分斑马鱼测试结果。有的是斑马鱼的心电图,有的是斑马鱼的运动轨迹,还有的是斑马鱼的血液循环。肉眼甚至能看到被标记荧光蛋白的血小板,在斑马鱼血管中奔流。“这些实验设备及成果,与国外同行基本处于同一水平。但我们有自己的独特优势。”韩利文说。

  

这个优势,就是中华文明的中药资源。被认为是“资源宝库”的中药,已为国际抗疟疾事业做出卓越贡献。但在走出国门、为世界接受的道路上,中药却受制于药材与成分的差异,难以与西药体系对接。

  

“中药古方里都是药材,但起作用的是中药制备过程中产生的化合物。哪些成分是有效的、不同成分间怎么搭配,都需要通过筛选来评价。”刘可春认为,利用斑马鱼这一平台,能加快探索中药有效成分的组合配伍,帮助传统中药与现代医药更好地融合。

  

2006年至今,山东省科学院生物研究所已建立起20多个斑马鱼活性评价模型,涵盖心血管、肿瘤、骨骼、皮肤等主要脏器组织。同时形成以斑马鱼为特色、具有中国自主知识产权的研发技术体系,并已被应用于实际生产。

  

斑马鱼虽小,但作用却不小。刘可春说,希望未来能建立更多疾病评价模型,让小小斑马鱼为人类健康作出更大的贡献。