利用斑马鱼可以进行哪些方面的药物研究

利用斑马鱼可以进行哪些方面的药物研究

斑马鱼（Danio rerio）正在成为研究中非常受欢迎的动物模型。这种选择有几个原因，不仅包括其众多的技术优势，还包括在遵循3R政策（更换，减少和改进）的情况下减少动物研究的压力越来越大。这种动物模型变得非常流行的原因之一是，根据欧洲指令2010/63 / EU，在受精后5天内使用斑马鱼（dpf）的测定不被视为体内测定。此外，斑马鱼研究的许多优点都是合理的，包括它是一种具有成本效益的模型，它可以在24小时内使用，妊娠发生在母亲之外，发展迅速，它与人类具有很高的遗传同源性（共享高达84%的疾病相关基因），它适合高通量，并且幼虫是透明的，能够看到其器官中的任何影响。

斑马鱼检测通常分为两类。这些鱼可用于执行功效测定，以生成疾病模型和靶标验证目的，并且它们也经常用于暴露新开发药物的多种毒性。CRISPR等现代基因编辑技术提供了产生针对特定途径，疾病和器官的转基因斑马鱼系的可能性。这些先进的分子工具有助于建立可靠且价格合理的测定，以更好地预测新化学物质的人体功效和毒性。

斑马鱼如何帮助罕见病研究？

斑马鱼筛选：可对斑马鱼进行的检测和测试

一般毒性检测

鱼胚胎急性毒性测试遵循经合组织236指南，是一种快速且廉价的测试，包括死亡率，体细胞形成，心跳或尾巴脱离等终点。

更全面的毒性测试是畸变毒性测定，其中在不同时间点检查10多个形态学终点。

此外，还有生态毒性测定，如鱼胚胎毒性（FET）测试，以进行风险评估并确定化学品对环境的潜在损害。

特异性毒性检测

心脏与大脑一起是zui重要的器官，这就是为什么心脏毒性是一个关键的检查点。斑马鱼的转基因品系显示出荧光心脏，这是绿色荧光蛋白（GFP）设计的结果，专门用于发光这个重要的器官。这一特征，加上幼虫早期阶段的透明度，使斑马鱼成为预测新化合物心脏毒性的非常有吸引力的模型。

大脑是脊椎动物发育过程中至关重要的另一个主要器官。已经观察到由已知药物诱导的幼虫活动模式的改变。这一事实有力地支持使用斑马鱼作为人类神经活动和神经变性的预测模型。

肝脏是处理我们的血液并将药物代谢成无毒且更容易被我们的身体使用的形式的器官。因此，肝毒性是开发新药时要记住的关键因素。研究肝脏疾病和肝毒性的常见实验测定包括分别使用体外和体内模型，如肝细胞和大鼠。然而，减少研究中动物数量的压力增加，但使用比细胞更复杂的系统，使斑马鱼模型成为有价值的替代动物模型。

已知包括药物，肥料和天然污染物在内的各种化合物对肾生成和肾功能有重大影响。对肾毒性评估的需求尚未得到满足，斑马鱼模型提供了阐明这些潜在的人类健康危害的机会。

补充这种有用动物模型的武器的其他毒性测定包括与耳毒性，甲状腺破坏或免疫毒性一样重要的测定。这些测定都可以在形状良好的复杂脊椎动物模型中进行，同时尊重在生命的zui初五天内不被视为体内模型的伦理规则。

功效检测

成功的临床候选药物不仅需要安全，还需要证明是有效的。一旦特定药物的阈值剂量被证明是安全的，就需要一个疾病模型来观察候选化合物的治疗效果。

靶标识别和验证在药物发现的早期阶段越来越重要。该过程允许表征感兴趣的蛋白质或途径的作用，并提供选择论据来定义要筛选的化合物的所需性质。

斑马鱼已被提议作为一个很好的模型，可以找到参与特定过程的基因和/或检查特定过程中所需基因的活性。可以使用不同的策略和工具来解开特定基因的功能。其中，吗啉（MO）的瞬时抑制是常见的。此外，斑马鱼动物模型允许同时组合不同的MO，以揭示不同基因之间可能的协同效应。用于此目的的另一种zui先进的技术是使用F0敲除Crispants，允许直接产生母体效应表型。

这些工具都是在斑马鱼动物模型中建立模仿人类疾病的功效测定的关键，特别是在肿瘤学，代谢，心血管，肌肉疾病，罕见疾病和中枢神经系统（CNS）领域。其中一些与中枢神经系统相关的模型和罕见疾病可能包括帕金森氏症，癫痫，肌萎缩性侧索硬化症，杜氏肌营养不良症，Tauopathy，亨廷顿舞蹈症或Dravet综合征。但是，还有许多其他治疗领域，斑马鱼模型也可能引起人们的兴趣，例如传染病的研究，甚至是化妆品的功效测定。