熒光蛋白激發(fā)光源用于觀察斑馬魚GFP魚卵

信息摘要：
熒光蛋白激發(fā)光源用于觀察GFP在斑馬魚上的表達。他們通過使用熒光蛋白激發(fā)光源和體視顯微鏡，順利觀察到了GFP在魚卵和斑馬魚里面發(fā)表達。熒光蛋白激發(fā)光源上市一年來，已經(jīng)被廣泛用于觀察熒光蛋白在大腸桿菌、酵母菌、擬南芥、線蟲、果蠅、斑馬魚、小鼠等模式生物的表達。

魚卵在激發(fā)光源照射下發(fā)出綠色熒光

斑馬魚 Danio rerio

熱帶淡水魚，因其體側(cè)具有像斑馬一樣縱向的暗藍色與銀色相間的條紋而得名。
其獨特的生物學，基因組學，遺傳學優(yōu)勢及其高度保守的疾病信號傳導路徑，使其成為研究人類疾病信號傳導途徑及活體高通量藥物篩選的更佳模式生物之一。
2013年4月，英國桑格中心（Sanger Centre）協(xié)同全球最權(quán)威的14家斑馬魚研究機構(gòu)，將斑馬魚全基因組和人類基因組進行比較分析發(fā)現(xiàn)，斑馬魚基因組含有的26206個蛋白編碼基因與人類基因高度同源，人類2萬多個蛋白編碼基因至少可以在斑馬魚體內(nèi)找到1個同源基因與之對應(yīng)。該成果發(fā)表在國際權(quán)威雜志《Nature》。這些基因組信息資源為科學家利用斑馬魚進行生物醫(yī)學研究和新藥開發(fā)提供了極為有利的條件。
斑馬魚的優(yōu)勢
和傳統(tǒng)的哺乳類動物模型相比較，斑馬魚具有許多天然的優(yōu)勢。
斑馬魚個體小，成魚體長3-4cm，幼魚體長只有1-2mm，可以使用96孔或者384孔板進行操作，適合高通量分析。
飼養(yǎng)成本低，占地空間?。?00平米空間可養(yǎng)殖50000只成魚），藥物用量少（μg級），僅為鼠類實驗的1/100至1/1000。
產(chǎn)卵周期短， 單次產(chǎn)卵量大（100-200枚），適合大規(guī)模繁育。
體外受精、發(fā)育，極易獲得用于生物醫(yī)學研究和藥物實驗的胚胎。
胚胎發(fā)育迅速，從受精卵發(fā)育到完整的胚胎只需24小時，受精后3-5天，每條魚都能夠自由游泳、覓食，身體內(nèi)部主要類似于人體的器官均已建成。
實驗周期短，大部分實驗?zāi)軌蛟谝恢軆?nèi)完成。
身體透明，斑馬魚在發(fā)育的前7天身體透明，可直接觀察內(nèi)部器官。結(jié)合活體染料、抗體、核酸探針等方法能夠觀察自由活動的或者固定后的斑馬魚活體樣本，這種直接的觀察為自動化藥物篩選和藥物靶器官鑒別奠定了堅實有利的基礎(chǔ)。
斑馬魚和人類的疾病信號轉(zhuǎn)導通路高度保守。斑馬魚體內(nèi)存在的人類同源基因比例高達87%，某些疾病相關(guān)基因與人類基因保守性高達99%, 這意味著在其身上做藥物實驗所得到的結(jié)果在多數(shù)情況下也適用于人體。
在已知生物中，魚類是最早具備獲得性免疫系統(tǒng)的綱。這就使得對斑馬魚免疫系統(tǒng)的研究成為人們了解非特異性免疫系統(tǒng)和獲得性免疫系統(tǒng)進化與功能相互關(guān)系的重要工具。這個獨特的免疫系統(tǒng)進化地位還賦予了斑馬魚作為免疫學研究模式生物的另一重要優(yōu)勢，即其成體可以在沒有胸腺、淋巴細胞生成的情況下存活傳代。

斑馬魚的應(yīng)用
藥物開發(fā)
斑馬魚模型既具有體外實驗快速、高效、經(jīng)濟的優(yōu)勢，又具有體內(nèi)動物實驗預測性強、可比性高等優(yōu)點，可以有效填補體外實驗和哺乳類動物實驗之間的缺口，完善現(xiàn)有藥物研發(fā)流程。斑馬魚模型和哺乳動物模型結(jié)合，不僅可以降低實驗成本，提高實驗預測的準確性，最關(guān)鍵的是大大縮短了藥物臨床前早期研發(fā)的周期，進而大幅加快藥物研發(fā)進程。
斑馬魚可用于藥物開發(fā)的多個階段，如：靶點確認（基因功能研究），高通量藥效與安全性篩選，先導物優(yōu)化，藥物毒性與安全性評價，老藥新用（臨床新適應(yīng)癥開發(fā)）等等。
基礎(chǔ)研究：發(fā)育生物學、基因功能研究、疾病發(fā)病機制研究等
斑馬魚的基因組和疾病信號通路與人類具有高度同源性，器官發(fā)生、疾病生理與人類相似度較大，隨著多種斑馬魚疾病(如血癌、免疫性系統(tǒng)疾病、感染疾病等)模型的建立，利用斑馬魚的疾病模型來研究人類相關(guān)疾病的機制和治療方法已經(jīng)成為熱門科研趨勢。