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  斑马鱼的基因与人类相似度高达87%,可以很好地为生物学家和医生研究各种疾病提供帮助。

  斑马鱼仅有三到四厘米长。它身躯玲珑而纤细,却具有顽强的生命力。而且,这小鱼儿竟然和人类基因有着高度同源性。

  这给科学界带来意外惊喜,科学家们想到了让它替人类筛选药物。于是,小鱼儿从此踏上为人类“替难”之旅。

  日前,笔者在广州举行的全国第二届斑马鱼学术研讨会上了解到,通过斑马鱼平均每筛选250种药物,就有一种能走向市场。这样的效率,是传统细胞模型药物筛选办法的4000倍。

  斑马鱼的身体小、作用大,因此其本身也成为科学研究的热点。据介绍,如今几乎每个月都有四五篇以斑马鱼为研究主角的论文在世界性的学术期刊发表。越来越多的科学家对斑马鱼寄予厚望,希望它们能为人类筛选出更多的有效药物。

  细胞筛药就像要转三次地铁:第一站是筛选出适合细胞的药物,第二站转乘,将药物注入到动物身上,第三站是检验药物的长期适用性;而斑马鱼筛药的特点是“直飞”,作用目标明确,效果可评估,没有“中转站”。

1、模式生物

  迄今已鉴定8000多种斑马鱼突变体,其中1/4成为人类疾病模型,可模拟贫血、耳聋、视网膜变性、肌无力症、恶性肿瘤和阿尔茨海默病等多种人类疾病

  斑马鱼(Zebrafish)生于高温潮湿的南亚地带。它们身上附带着美丽的暗蓝与银色纵条纹,繁殖力非常高。

  有一次,美国俄勒冈大学著名遗传学家George Streisinger从宠物店里买回斑马鱼作观赏。这位科学家偶然对这身长不过3—4厘米的热带小鱼感兴趣起来。

  他研究了小鱼的卵裂特点、胚胎发育规律,发现其胚体透明而且发育速度快的特征,就想到斑马鱼也许可以用来做“模式生物”,也就是可用于解释生命一般规律的生物体。

  据南方医科大学基础医学院张文清教授介绍,斑马鱼作为模式生物的优势很突出,它与人的基因相似度高达87%,这意味着其实验结果大多数情况下适用于人体。而且,斑马鱼3个月便可成熟,一次可产200—400枚卵,一周产一次,这意味着小鱼的培育周期非常短。“目前,斑马鱼是国际标准化组织认可的五种鱼类实验动物之一,成为发育生物学、遗传学、毒理学等研究常用的模式生物。”

  这种小鱼所发挥的最重要作用恐怕要数替人类试药了。“人们通过培育斑马鱼的突变体,寻找其中患有人类疾病的斑马鱼模型,再用它们进行药物筛选。”张文清说。

  统计显示,迄今已鉴定有8000多种斑马鱼突变体,其中1/4成为人类疾病模型。它们可模拟多种影响人类健康的重大疾病,比如人类贫血、耳聋、视网膜变性、肌无力症、恶性肿瘤和阿尔茨海默病等。

  自上世纪70年代斑马鱼作为模式生物走进实验室后,科学家一直对它寄予厚望。张文清总结,这是因为它们具有小、多、近、透、快、外等优势。

  它们体型小,仅有3—4厘米,便于养殖,不到30平方米的房间就能养几万条;每周产卵数量多,达到几十到几百个,可做多种基因变异标本;基因与人类相近,30000个基因中有87%与人类同源,利于人类疾病研究;生长的头3天完全透明,便于活体观测;生长快,24小时内大部分器官形成,3个月成年;属于母体外胚胎发育,可在光镜下直视。

  正因如此,科学家们对斑马鱼本身的研究成果不断涌现。美国俄勒冈大学神经学研究所利用斑马鱼,来研究脊椎动物神经系统发育;德国发育生物学家Christine Nsslein-Volhard以及美国哈佛大学Wolfgang Driever博士的研究组,展开对斑马鱼进行大规模化学诱变研究,鉴定出约4000种斑马鱼突变体;新加坡分子与细胞生物学研究所研究人员,则致力于研究斑马鱼的肝功能、肌肉神经发育多样化、发育信号及模式等。

  从1980年到2010年权威学术刊物PubMed上收集的有关斑马鱼的研究论文数量看,近30年来科学家对小鱼的关注度呈直线上升趋势。有关的论文从2000年的625篇,增至2010年的1879篇。张文清表示,如今,平均每月就有四五篇关于斑马鱼的研究论文在世界性期刊发表。

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