斑马鱼如何被用作模式动物

斑马鱼如何被用作模式动物

几个世纪以来，模式动物一直被用作科学研究中人类的替代品。小型哺乳动物，如小鼠和大鼠，通常是常态。但这些模型有一系列缺点：它们的房屋和繁殖成本高昂，并且观察胚胎发育有限，这使得它们不太需要高内涵筛查。斑马鱼，特别是它们的胚胎，已经成为一个可行的替代选择，正如你将在下面发现的那样。

斑马鱼胚胎作为模式动物

斑马鱼在20世纪80年代开始显示出作为研究发育生物学的典范的前景。从那时起，由于其快速发展和可操作性，它们已成为一个非常有价值的模型。在遗传和分子水平上，使用斑马鱼取得的进步通常可以转化为人类。斑马鱼胚胎是众多类型研究的理想模型，我们将在本文中探讨。

斑马鱼胚胎在科学研究中的优势

其他生物，如啮齿动物和果蝇，在研究中占有一席之地，但很少有像胚胎斑马鱼那样多才多艺。与其他模型相比，这些小鱼为研究人员提供了许多优势。让我们仔细看看这些优势中的每一个。

快速开发 -斑马鱼胚胎和幼虫发育极快。器官发生通常发生在受精后48小时内，鱼完全发育，游动约5-6 dpf（受精后几天），为高内涵筛选（HCS）期间的观察提供了方便的模型。

高繁殖率 -斑马鱼全年繁殖，雌性每周生产数百个卵，这意味着与小鼠相比，每次测定的成本非常低。

透明和外部 - 胚胎和绒毛膜几乎是透明的，使研究人员能够轻松观察测试化合物的早期发育和对非侵入性发育的身体系统的影响。

小尺寸 -斑马鱼胚胎的直径通常约为 07.mm，孵化时可长到约3.5毫米。这种小尺寸意味着可以在单个96或384孔板上测定数百个整个生物体，并且可以有效地筛选大型化合物库。

可负担性 -与其他模式动物相比，斑马鱼的饲养成本非常低，因为它们生活在紧密编织的水族箱浅滩中，并且适应一系列环境因素。

符合 3R 测试法规 -早期胚胎斑马鱼的使用符合关于使用活体生物体的严格指令2010/63 / EU，并遵循动物研究的3R（替换，减少，改进）。

化学渗透性 -早期胚胎对小化合物具有高度渗透性，这些化合物被添加到水环境中并自由扩散到胚胎中。

斑马鱼胚胎用于哪些研究领域？

从脊椎动物发育生物学和转基因研究到毒理学检测，斑马鱼胚胎是当今领先的体内模式动物之一。透明斑马鱼胚胎在使用荧光蛋白标记物时非常有利，这些标记物根据基因突变，药物毒性等不同的刺激物表达自己。已经创造了数十种转基因斑马鱼品系，以在众多身体系统中表达荧光蛋白。以下是斑马鱼引起轰动的研究领域的一些例子：

遗传病研究

斑马鱼在82%的人类疾病相关基因中具有同源物，这使得它们特别可用于遗传研究。已经测序以发现突变的人类基因被鉴定出来，并在斑马鱼中被“敲除”，以模仿疾病环境。这些转基因、透明的斑马鱼胚胎可以监测其神经、肌肉骨骼和器官系统的变化。在了解黑色素瘤，肌肉萎缩症和肾脏疾病等疾病方面的进展特别成功。

早期药物发现

在使用小分子高内涵筛选（HCS）的临床前研究中，斑马鱼胚胎提供了一种快速评估新药毒性和功效的方法。这在非常昂贵的药物发现过程中节省了时间和金钱。近年来，斑马鱼胚胎已成为毒理学、癌症研究、人类基因组学、发育生物学等领域新药早期开发的突出典范。

化妆品和农业化学毒理学

动物研究的3R（替换，减少和改进）是为了在科学研究中避免动物的痛苦而开发的，并在上被广泛接受为标准。在5 dpf下使用斑马鱼胚胎作为模型遵循了这些原则，并大大减少了研究后期对哺乳动物的使用。五个dpf斑马鱼胚胎通常用于评估水环境中农药和杀虫剂的毒理学。在研究纳米毒性时，斑马鱼在化妆品研究中也显示出希望，同时仍然遵循3R和上述欧盟关于保护用于科学目的的动物的指令。

总之，斑马鱼及其胚胎特别适合广泛的遗传和毒理学研究。它们的快速发育，透明的卵子和与人类的遗传相似性使它们成为的全生物体模型。在体外模型不够的情况下，以及哺乳动物等体内模型不符合规定的情况下，斑马鱼胚胎提供了一种负担得起，有效且更人道的替代方案。