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斑馬魚在毒理學(xué)中的研究進(jìn)展
斑馬魚作為一類脊椎模式動(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(yǎng)管理方便等優(yōu)勢，在毒理學(xué)研究領(lǐng)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(guān)內(nèi)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(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(yǎng)管理方便等優(yōu)勢，在毒理學(xué)研究領(lǐng)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(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(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)勢，本文綜述了斑馬魚在毒理學(xué)研究中的進(jìn)展。
【關(guān)鍵詞】斑馬魚;毒理學(xué);進(jìn)展
引言
斑馬魚屬熱帶淡水魚，全身布滿多條深藍(lán)色縱紋似斑馬，成群游動(dòng)時(shí)猶如奔馳的斑馬群，故稱作斑馬魚。斑馬魚常年產(chǎn)卵，成熟雌魚兩周可產(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(dá)到性成熟，成魚體長3至4厘米、體型纖細(xì)。斑馬魚對生存水質(zhì)要求不高，適宜水溫為25～31℃。目前，斑馬魚遺傳圖譜已經(jīng)建立，分析了有價(jià)值的突變體，發(fā)展了轉(zhuǎn)基因斑馬魚技術(shù)，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(xué)研究平臺(tái)。斑馬魚己被廣泛應(yīng)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(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)勢。
一、斑馬魚評價(jià)生殖和發(fā)育毒理效應(yīng)
1.1 斑馬魚評價(jià)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(zhì)的處理下，觀察發(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)，然而斑馬魚胚胎在這三個(gè)方面的研究應(yīng)用尚屬起步階段。同時(shí)，斑馬魚具有學(xué)習(xí)、記憶、群聚、晝夜節(jié)律等復(fù)雜行為，國內(nèi)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(tǒng)疾病的發(fā)病機(jī)制與治療方法[1]。
1.2 斑馬魚在神經(jīng)毒性方面的應(yīng)用
斑馬魚具有敏感的腦神經(jīng)系統(tǒng)，生命早期即可呈現(xiàn)典型的運(yùn)動(dòng)模式，如自主性收縮、碰觸反應(yīng)、泳動(dòng)等。自發(fā)性運(yùn)動(dòng)可以作為多巴胺神經(jīng)元潛在毒性的指標(biāo)，用于檢測腦神經(jīng)系統(tǒng)和評價(jià)腦的早期發(fā)育。在神經(jīng)毒性研究領(lǐng)域，斑馬魚與哺乳動(dòng)物模型一樣，可以借助生化指標(biāo)、形態(tài)學(xué)、行為學(xué)來評價(jià)藥物的神經(jīng)毒性，檢測斑馬魚腦部神經(jīng)元的壞死和凋亡情況;未來，斑馬魚在神經(jīng)學(xué)方面，將具有更加重要的研究價(jià)值[2-4](圖1)。
1.3 心臟發(fā)育及心血管方面的應(yīng)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(tǒng)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(biāo)記物來識(shí)別細(xì)微差別。受精48 小時(shí)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(jià)方面都有所研究。Zhang等對斑馬魚心臟復(fù)蘇進(jìn)行了研究報(bào)道[5]。一些藥物可導(dǎo)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(jià)骨骼發(fā)育毒性效應(yīng)
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(dòng)物，斑馬魚具備個(gè)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(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)卻難以有效開展。新模型、新方法的建立有益于豐富中藥壯骨效應(yīng)評價(jià)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(xué)研究工具，根據(jù)其骨骼發(fā)育的生理、遺傳學(xué)特點(diǎn)和優(yōu)勢，將斑馬魚用于中藥復(fù)雜體系及成分的壯骨效應(yīng)評價(jià)，具有合理性和可行性。
二、病理毒理學(xué)中的應(yīng)用
2.1 斑馬魚評價(jià)感官毒理學(xué)效應(yīng)
斑馬魚的卵受精 72 小時(shí)后，視網(wǎng)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(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(xiàn)的斑馬魚眼部特異性細(xì)胞或?qū)訐p傷突變體已超過 50 種，視功能和眼球運(yùn)動(dòng)的有關(guān)試驗(yàn)還在進(jìn)行中[6]。
在斑馬魚模型中，耳的生長發(fā)育和功能、味蕾的細(xì)胞分子機(jī)制研究相對較少，但也都在展開進(jìn)一步的研究。斑馬魚的聽覺器官由耳囊及附屬結(jié)構(gòu)(如毛細(xì)胞和半規(guī)管)組成。斑馬魚神經(jīng)丘毛細(xì)胞損傷可作為檢測耳毒性的一個(gè)重要指標(biāo)，輔以斑馬魚幼體的游泳姿態(tài)和體位指標(biāo)，可以對藥物的耳毒性進(jìn)行快速、簡便的毒性篩選。
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