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斑馬魚(yú)在毒理學(xué)中的研究進(jìn)展
斑馬魚(yú)作為一類(lèi)脊椎模式動(dòng)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、飼養管理方便等優(yōu)勢，在毒理學(xué)研究領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用。下面是小編搜集整理的相關(guān)內容的論文，歡迎大家閱讀參考。
【論文摘要】斑馬魚(yú)作為一類(lèi)脊椎模式動(dòng)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、飼養管理方便等優(yōu)勢，在毒理學(xué)研究領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用。目前，斑馬魚(yú)已被廣泛用于環(huán)境毒理學(xué)、病理毒理學(xué)、胚胎發(fā)育毒理學(xué)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(yú)在毒理學(xué)研究中的進(jìn)展。
【關(guān)鍵詞】斑馬魚(yú);毒理學(xué);進(jìn)展
引言
斑馬魚(yú)屬熱帶淡水魚(yú)，全身布滿(mǎn)多條深藍色縱紋似斑馬，成群游動(dòng)時(shí)猶如奔馳的斑馬群，故稱(chēng)作斑馬魚(yú)。斑馬魚(yú)常年產(chǎn)卵，成熟雌魚(yú)兩周可產(chǎn)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(gè)月即可達到性成熟，成魚(yú)體長(cháng)3至4厘米、體型纖細。斑馬魚(yú)對生存水質(zhì)要求不高，適宜水溫為25～31℃。目前，斑馬魚(yú)遺傳圖譜已經(jīng)建立，分析了有價(jià)值的突變體，發(fā)展了轉基因斑馬魚(yú)技術(shù)，其中透明斑馬魚(yú)得到了大力推廣，這些都提供了良好的毒理學(xué)研究平臺。斑馬魚(yú)己被廣泛應用于遺傳和發(fā)育、環(huán)境、病理等毒理學(xué)研究領(lǐng)域，展現出其獨特的優(yōu)勢。
一、斑馬魚(yú)評價(jià)生殖和發(fā)育毒理效應
1.1 斑馬魚(yú)評價(jià)胚胎發(fā)育毒性
斑馬魚(yú)胚胎透明和體外發(fā)育，便于在正常生長(cháng)發(fā)育及外源物質(zhì)的處理下，觀(guān)察發(fā)育進(jìn)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(jīng)發(fā)育是最主要的三個(gè)方面，一直處于研究熱點(diǎn)，然而斑馬魚(yú)胚胎在這三個(gè)方面的研究應用尚屬起步階段。同時(shí)，斑馬魚(yú)具有學(xué)習、記憶、群聚、晝夜節律等復雜行為，國內外學(xué)者已用該模型進(jìn)行神經(jīng)發(fā)育毒理學(xué)研究，以探討神經(jīng)系統疾病的發(fā)病機制與治療方法[1]。
1.2 斑馬魚(yú)在神經(jīng)毒性方面的應用
斑馬魚(yú)具有敏感的腦神經(jīng)系統，生命早期即可呈現典型的運動(dòng)模式，如自主性收縮、碰觸反應、泳動(dòng)等。自發(fā)性運動(dòng)可以作為多巴胺神經(jīng)元潛在毒性的指標，用于檢測腦神經(jīng)系統和評價(jià)腦的早期發(fā)育。在神經(jīng)毒性研究領(lǐng)域，斑馬魚(yú)與哺乳動(dòng)物模型一樣，可以借助生化指標、形態(tài)學(xué)、行為學(xué)來(lái)評價(jià)藥物的神經(jīng)毒性，檢測斑馬魚(yú)腦部神經(jīng)元的壞死和凋亡情況;未來(lái)，斑馬魚(yú)在神經(jīng)學(xué)方面，將具有更加重要的研究?jì)r(jià)值[2-4](圖1)。
1.3 心臟發(fā)育及心血管方面的應用
斑馬魚(yú)的胎心類(lèi)似于人類(lèi)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(lèi)心血管系統提供了一類(lèi)較好的模型。而且，斑馬魚(yú)的卵體透明、胚胎發(fā)育快、心臟體節清晰，早期發(fā)育存活不依賴(lài)于血液循環(huán)，可用肉眼直接觀(guān)察活魚(yú)卵心臟的明顯形態(tài)和功能缺陷，或通過(guò)分子標記物來(lái)識別細微差別。受精48 小時(shí)后，發(fā)育正常的的斑馬魚(yú)胚胎，即可用于心臟的毒性研究。斑馬魚(yú)在心血管藥物氯氮平、紅霉素、奎尼丁、阿司咪唑等評價(jià)方面都有所研究。Zhang等對斑馬魚(yú)心臟復蘇進(jìn)行了研究報道[5]。一些藥物可導致斑馬魚(yú)心包水腫、心臟畸形、心率減低，體長(cháng)縮短、體節發(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(yú)評價(jià)骨骼發(fā)育毒性效應
硬骨魚(yú)發(fā)育中的基因、信號通路和人類(lèi)骨骼發(fā)育具有高度同源性，相對于其他模型動(dòng)物，斑馬魚(yú)具備個(gè)體小、繁殖快、適合高通量篩選、身體透明、易于觀(guān)察骨骼發(fā)育等優(yōu)勢。近年來(lái)，以斑馬魚(yú)為模型的骨骼研究逐漸成為熱點(diǎn)，其中，中藥治療骨質(zhì)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(jià)卻難以有效開(kāi)展。新模型、新方法的建立有益于豐富中藥壯骨效應評價(jià)的思路與方法。模式生物斑馬魚(yú)既是一類(lèi)較好的、熱門(mén)的藥學(xué)研究工具，根據其骨骼發(fā)育的生理、遺傳學(xué)特點(diǎn)和優(yōu)勢，將斑馬魚(yú)用于中藥復雜體系及成分的壯骨效應評價(jià)，具有合理性和可行性。
二、病理毒理學(xué)中的應用
2.1 斑馬魚(yú)評價(jià)感官毒理學(xué)效應
斑馬魚(yú)的卵受精 72 小時(shí)后，視網(wǎng)膜已與成魚(yú)相似，而且幼魚(yú)眼睛占身體的很大部分，操作極其方便，斑馬魚(yú)特別適用于眼部疾病的研究。一旦其視力受損，斑馬魚(yú)會(huì )經(jīng)常生活在暗處，皮膚的色素沉積黑素體隨之增加，通過(guò)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(jué)缺陷的斑馬魚(yú)。目前，發(fā)現的斑馬魚(yú)眼部特異性細胞或層損傷突變體已超過(guò) 50 種，視功能和眼球運動(dòng)的有關(guān)試驗還在進(jìn)行中[6]。
在斑馬魚(yú)模型中，耳的生長(cháng)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(kāi)進(jìn)一步的研究。斑馬魚(yú)的聽(tīng)覺(jué)器官由耳囊及附屬結構(如毛細胞和半規管)組成。斑馬魚(yú)神經(jīng)丘毛細胞損傷可作為檢測耳毒性的一個(gè)重要指標，輔以斑馬魚(yú)幼體的游泳姿態(tài)和體位指標，可以對藥物的耳毒性進(jìn)行快速、簡(jiǎn)便的毒性篩選。
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