斑馬魚在毒理學中的研究進展

　   斑馬魚作為一類脊椎模式動物，具備體型小、傳代周期短、繁殖率高、體外受精發(fā)育、胚胎透明、飼養(yǎng)管理方便等優(yōu)勢，在毒理學研究領域發(fā)揮著越來越重要的作用。下面是小編搜集整理的相關內容的論文，歡迎大家閱讀參考。

　　【論文摘要】斑馬魚作為一類脊椎模式動物，具備體型小、傳代周期短、繁殖率高、體外受精發(fā)育、胚胎透明、飼養(yǎng)管理方便等優(yōu)勢，在毒理學研究領域發(fā)揮著越來越重要的作用。目前，斑馬魚已被廣泛用于環(huán)境毒理學、病理毒理學、胚胎發(fā)育毒理學等方面的研究，初步展現出其獨特的優(yōu)勢，本文綜述了斑馬魚在毒理學研究中的進展。

　　【關鍵詞】斑馬魚;毒理學;進展

　　引言

　　斑馬魚屬熱帶淡水魚，全身布滿多條深藍色縱紋似斑馬，成群游動時猶如奔馳的斑馬群，故稱作斑馬魚。斑馬魚常年產卵，成熟雌魚兩周可產卵幾百枚，卵在體外受精、發(fā)育，胚胎發(fā)育同步、速度快，3到4個月即可達到性成熟，成魚體長3至4厘米、體型纖細。斑馬魚對生存水質要求不高，適宜水溫為25～31℃。目前，斑馬魚遺傳圖譜已經建立，分析了有價值的突變體，發(fā)展了轉基因斑馬魚技術，其中透明斑馬魚得到了大力推廣，這些都提供了良好的毒理學研究平臺。斑馬魚己被廣泛應用于遺傳和發(fā)育、環(huán)境、病理等毒理學研究領域，展現出其獨特的優(yōu)勢。

　　一、斑馬魚評價生殖和發(fā)育毒理效應

　　1.1 斑馬魚評價胚胎發(fā)育毒性

　　斑馬魚胚胎透明和體外發(fā)育，便于在正常生長發(fā)育及外源物質的處理下，觀察發(fā)育進程變化。在胚胎發(fā)育的致畸或致死原因中，血管、心臟和神經發(fā)育是最主要的三個方面，一直處于研究熱點，然而斑馬魚胚胎在這三個方面的研究應用尚屬起步階段。同時，斑馬魚具有學習、記憶、群聚、晝夜節(jié)律等復雜行為，國內外學者已用該模型進行神經發(fā)育毒理學研究，以探討神經系統疾病的發(fā)病機制與治療方法[1]。

　　1.2 斑馬魚在神經毒性方面的應用

　　斑馬魚具有敏感的腦神經系統，生命早期即可呈現典型的運動模式，如自主性收縮、碰觸反應、泳動等。自發(fā)性運動可以作為多巴胺神經元潛在毒性的指標，用于檢測腦神經系統和評價腦的早期發(fā)育。在神經毒性研究領域，斑馬魚與哺乳動物模型一樣，可以借助生化指標、形態(tài)學、行為學來評價藥物的神經毒性，檢測斑馬魚腦部神經元的壞死和凋亡情況;未來，斑馬魚在神經學方面，將具有更加重要的研究價值[2-4](圖1)。

　　1.3 心臟發(fā)育及心血管方面的應用

　　斑馬魚的胎心類似于人類胚胎的心臟，分為心房和心室，房室之間有瓣膜，因而為研究人類心血管系統提供了一類較好的模型。而且，斑馬魚的卵體透明、胚胎發(fā)育快、心臟體節(jié)清晰，早期發(fā)育存活不依賴于血液循環(huán)，可用肉眼直接觀察活魚卵心臟的明顯形態(tài)和功能缺陷，或通過分子標記物來識別細微差別。受精48 小時后，發(fā)育正常的的斑馬魚胚胎，即可用于心臟的毒性研究。斑馬魚在心血管藥物氯氮平、紅霉素、奎尼丁、阿司咪唑等評價方面都有所研究。Zhang等對斑馬魚心臟復蘇進行了研究報道[5]。一些藥物可導致斑馬魚心包水腫、心臟畸形、心率減低，體長縮短、體節(jié)發(fā)育異常、脊柱彎曲、卵黃囊水腫、出血、心臟縮小等多種表型改變。

　　1.4 斑馬魚評價骨骼發(fā)育毒性效應

　　硬骨魚發(fā)育中的基因、信號通路和人類骨骼發(fā)育具有高度同源性，相對于其他模型動物，斑馬魚具備個體小、繁殖快、適合高通量篩選、身體透明、易于觀察骨骼發(fā)育等優(yōu)勢。近年來，以斑馬魚為模型的骨骼研究逐漸成為熱點，其中，中藥治療骨質疏松的功效正日益受到重視，但壯骨中藥及其成分，特別是量微成分的活性評價卻難以有效開展。新模型、新方法的建立有益于豐富中藥壯骨效應評價的思路與方法。模式生物斑馬魚既是一類較好的、熱門的藥學研究工具，根據其骨骼發(fā)育的生理、遺傳學特點和優(yōu)勢，將斑馬魚用于中藥復雜體系及成分的壯骨效應評價，具有合理性和可行性。

　　二、病理毒理學中的應用

　　2.1 斑馬魚評價感官毒理學效應

　　斑馬魚的卵受精 72 小時后，視網膜已與成魚相似，而且幼魚眼睛占身體的很大部分，操作極其方便，斑馬魚特別適用于眼部疾病的研究。一旦其視力受損，斑馬魚會經常生活在暗處，皮膚的色素沉積黑素體隨之增加，通過眼睛大小或皮膚上的色素沉積可以方便快速地篩選出有視覺缺陷的斑馬魚。目前，發(fā)現的斑馬魚眼部特異性細胞或層損傷突變體已超過 50 種，視功能和眼球運動的有關試驗還在進行中[6]。

　　在斑馬魚模型中，耳的生長發(fā)育和功能、味蕾的細胞分子機制研究相對較少，但也都在展開進一步的研究。斑馬魚的聽覺器官由耳囊及附屬結構(如毛細胞和半規(guī)管)組成。斑馬魚神經丘毛細胞損傷可作為檢測耳毒性的一個重要指標，輔以斑馬魚幼體的游泳姿態(tài)和體位指標，可以對藥物的耳毒性進行快速、簡便的毒性篩選。

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