有那么一群可愛的小精靈,它們成群游動時,身姿靈動輕快,比起非洲草原上風馳電掣的斑馬群,也毫不遜色。它們原本生活在印度和孟加拉的沼澤、池塘、稻田,卻為了治愈人類的疑難雜癥,一路游進了世界各地高校、科研院所和企業(yè)的實驗室,以身試藥。它們是偉大的實驗動物——斑馬魚。
斑馬魚(Danio rerio)英文名稱zebrafish,又名藍條魚、花條魚、斑馬擔尼魚,屬于輻鰭亞綱(Actinopterygii)鯉科(Cyprinidae)短擔尼魚(Danio)屬。這種小動物體長3-5厘米,體型纖細,像一只精巧的紡錘,從頭部直達尾鰭又有多條深藍色的紋路,如同斑馬一樣,因此有“斑馬魚”這個美稱。斑馬魚孵出后3-4月達到性成熟,性別很好鑒別:雄魚的藍色條紋偏黃,間以檸檬色條紋;雌魚的藍色條紋偏藍,亮麗鮮艷,間以銀灰色條紋。另外,雌魚的身體比雄魚豐滿粗壯,各鰭均比雄魚短小。斑馬魚的自然壽命約為3年,全年皆可交配產卵,5-7天為一個產卵周期,一對健康的成年斑馬魚一次交配可產卵200枚以上。值得一提的是,胚體可是完全透明的,發(fā)育也很快,不僅便于觀察胚胎發(fā)育的全過程,還易于實驗。
斑馬魚是二倍體動物,有25對染色體,雌雄異體,有性繁殖,無已確認的性染色體。人類編碼蛋白質的基因中有70%與斑馬魚中的基因有關,有84%的已知人類疾病相關基因可以在斑馬魚的基因組中找到同源,因此,斑馬魚常被當作“水中的小白鼠”。通過斑馬魚這種特殊的“工具”,可以建立大量的人類疾病模型,探索人類疾病的遺傳和發(fā)病機理。
斑馬魚被引入生物學研究領域的歷史并不長,可以說是最年輕的模式動物,但它優(yōu)良的特性很快受到各領域科學家的青睞,以它為工具的各類研究得到了飛速的發(fā)展。近30年,以斑馬魚為實驗材料的研究發(fā)展迅速,研究總量擴展近20倍,斑馬魚已成為生命科學研究中僅次于小鼠的第二大脊椎模式動物。截至2021年10月,國際斑馬魚模式生物數據庫(ZFIN)中注冊的斑馬魚實驗室已達1500個。
在科研應用中,科學家們會把斑馬魚作為哺乳動物使用的一種補充。在發(fā)育生物學(胚胎早期發(fā)育、信號通路)、個體發(fā)育機制、基因組學、分子生物學、細胞生物學、遺傳學、免疫學、神經生物學、腫瘤學、疾病機理、藥物學(藥物安全性評價、新藥篩選)、畜牧獸醫(yī)和水產學(魚類生物進化)、生態(tài)毒理與環(huán)境檢測等領域,均有一批科學家將目光轉向了斑馬魚,并以此取得了不菲的科研成果。
目前,斑馬魚已被國際標準化組織(ISO)認可為5種魚類實驗動物之一,它是繼大鼠、小鼠等哺乳類動物后的第三大實驗動物,更是目前唯一適用于高通量藥物篩選的脊椎動物。在全球范圍內有6個斑馬魚資源中心,我國于2012年在中國科學院水生生物研究所成立了國家斑馬魚資源中心(CZRC)。
小不點,大能耐;小魚,大世界。期待小小的斑馬魚,在人類生命健康的大世界里發(fā)揮更大的作用。