小小斑馬魚幫科學家篩選新藥“水中小白鼠”基因與人類相似度70%

在寵物市場可以輕易買到的斑馬魚，已成為生命科學研究的新寵。

斑馬魚與人類基因相似度高達70%以上，因繁殖力強、體外受精、胚胎透明等生物學特征，被譽為“水中小白鼠”。日前，筆者探訪了中科院水生生物研究所的國家斑馬魚資源中心，這里保藏著1400多個品系的斑馬魚，已成為全球三大斑馬魚資源庫之一。目前，國內外科學家正在利用斑馬魚，開展包括腫瘤等疾病的藥物篩選，以及毒理學、生物育種學等方面的研究。

最佳養殖溫度28.5℃

28℃，是國家斑馬魚資源中心內的常溫。“過熱容易滋生細菌，過冷會影響斑馬魚的生長發育。”筆者一進入約250m2的實驗室內，就感覺有點熱。工作人員說，斑馬魚是一種小型熱帶淡水魚類，雖然可以耐受6～38℃，但一般認為28.5℃是最佳養殖溫度。

十幾排一人多高的養殖架依次排開，密密麻麻地擺放著魚缸。“這里的設備容量約為20萬尾，我們保留了100多品系的活魚。”實驗師謝訓衛指著不同顏色的斑馬魚告訴記者，斑馬魚本身是有深藍色條紋的，紅色和綠色的魚都是分別用熒光蛋白標記了肌肉組織，透明的魚則是因為被敲掉了黑色素和銀色素。

據悉，國家斑馬魚資源中心成立于2012年，以斑馬魚研究資源的收集、創制、整理、保藏和分享為主要任務。經過6年發展，這里保藏了超過1400個品系的斑馬魚，已成為全球三大斑馬魚資源庫之一。

一年四季都可以產卵

看似平靜的國家斑馬魚資源中心里，每天都在演繹著快速成長與繁育。“斑馬魚好斗，如果有一條魚受傷了就要趕緊撈出來，不然其它魚會攻擊它。”這些體型纖細略透明的小魚，在水缸中不停地游動著，仿佛不知疲倦。工作人員拿著一個大噴壺，將噴壺里的淡紅色懸濁液加入缸中。“這是我們自己24小時孵化出來的豐年蟲幼蟲，成魚就喂豐年蟲，小魚苗就要喂在顯微鏡下才能看到的草履蟲。”

一般早晚各喂一次，在成魚的關鍵期，每天還得加一餐，3個月就能長成斑馬魚成魚，也就性成熟了。“性成熟后每周可以產一次卵，一次能產幾百顆胚胎。”早上上班后，工作人員取掉魚缸中間的透明隔板，兩只小魚立刻追逐起來，一場肉眼難見的繁殖就此展開。

“我們提前一天把雄魚和雌魚隔開，讓它們互相看著，熟悉下感情。追逐大概一兩個小時，體外受精完成后，就產下魚卵了。”實驗師謝訓衛介紹，斑馬魚有感應光周期，實驗室晚10時關燈，早8時開燈，燈亮后的兩個小時內，是雌魚的主要產卵時間。“它們一年四季可以產卵，基本上2歲就是人類的老年了。”謝訓衛說。

能篩選出哪種藥有用

作為實驗動物，斑馬魚有很多優勢，比如體型小，實驗成本低，胚胎的體外受精和發育，非常便于在顯微鏡下做細微觀察或開展遺傳操作等。它和人類基因相似度達到70%以上，其中82%的人類疾病相關基因，都可找到同源基因。

中科院水生所博士潘魯湲介紹，斑馬魚的很多組織器官包括尾鰭和心肌都有很強的再生能力，如果用熒光蛋白對組織器官進行標記，可以高效觀察到損傷修復在活體中進行的全過程。同時，由于斑馬魚胚胎很小，可以用數以千計的胚胎進行平行試驗，進行高通量的藥物篩選。“小鼠等試驗動物難以做到這一點。”

目前，國內外科學家正嘗試在斑馬魚體內植入人類腫瘤，這樣魚就能幫助癌癥患者試藥，看看哪種藥物對某位患者最有效；也有實驗室建立起神經、心血管、糖尿病等十幾個疾病模型，利用斑馬魚胚胎進行藥物篩選等。“我們水生所為武漢不少高校和科研院所，提供斑馬魚的實驗材料。”潘魯湲告訴筆者，目前以全國斑馬魚研究團隊的數量來看，武漢排名前三甲，已成為全國斑馬魚研究的重鎮。