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為什麼要用斑馬魚做研究
為什麼要用斑馬魚做研究
更新时间:2024-11-15 14:36:10

  為什麼要用斑馬魚做研究(淺談斑馬魚研究方向)(1)

  經曆了這漫長的歲月,斑馬魚也在人類好奇心的驅動下不斷地演化變異了。

  最大的變化就是顔色上的變化。最傳統的斑馬魚原來隻有藍條紋或者是橙色條紋,現在不但出現了紫色條紋、金黃色條紋,甚至還有了豹紋條紋。

  除去條紋還不夠,通過增加熒光染色,很多斑馬魚身上出現了亮光閃閃的顔色,就好像遊弋在江河湖海裡的螢火蟲。

  有研究說,這種含有熒光的斑馬魚似乎壽命也不會很長,但熒光的強烈指示作用,常被用于圍繞水質的檢測當中。這是一種非常強烈的效果,隻要是熒光閃爍,就能說明水裡有情況。

  這種熒光,主要是因為斑馬魚被進行了轉基因處理。

  基因來源于發光的水母和珊瑚。

  五哥了解到,至少十四年前,我國科學家就已經在進行轉基因斑馬魚的研究。實際上這種操作等于是利用基因編輯制作一個熒光的開關,這種開關通常是由一種或者多種化學物質構成的,隻要是斑馬魚的身體檢測到了某種化學物質,就能夠打開熒光開關。

  所以這項技術的關鍵就在于開關的設置,核心技術在于如何讓熒光和某個動态反應基因聯系起來。

  我們還要思考一個問題,那就是如果讓這種渾身發光的斑馬魚逃逸到自然界中,會不會帶來一些環境問題。

  首先最讓人擔心的就是物種侵襲的因素。也許發光斑馬魚自身的外表會讓捕食者感到恐懼,所以它們的數量和生存競争力要高于原生的斑馬魚品種和其它相類似的魚種。這就會為環境的惡化帶來了風險,因為這不是平衡的,也不是可控的。

  另外的擔心就是,如果這種發光的斑馬魚與原生斑馬魚交配,是否會因為熒光的特質污染了原生斑馬魚的物種純淨性,從而導緻原生斑馬魚的數量衰退。如果真的是這樣,那簡直就是一種災難了。

  當然,也有相反的聲音。比如說也有人認為熒光會讓轉基因斑馬魚難以逃避捕食者,從而導緻更低的生存幾率。也有人認為傳統斑馬魚生活的環境和熒光斑馬魚的流出環境通常會相隔甚遠,基本不存在二者雜交的可能。

  也許你也看到過一個電影叫做《預見未來》,斑馬魚和人類一樣,似乎也具備這樣的意識。我們當然知道,預見未來并不意味着我們真的是做到未蔔先知。預見将要發生的事,并且能夠提前準備好應對措施是一項極為系統性的工作。

  而且,從人類的生存曆史中,我們不難發現,人類一直以來都在讓未來與現實切合得更加準确。

  科學家的研究是以訓練為主要流程的,比如說通過持續地讓斑馬魚認識到兩種信号存在關聯關系,讓斑馬魚形成記憶,當接收到這兩種信号的其中一種時,斑馬魚會馬上聯想到另一個。

  這種學習通常是逆向的,也就是說,如果斑馬魚發現自己之前形成的經驗總是錯誤的,那麼它會自動地解除這種信号綁定,并尋求其他可以代替的信号。

  當然,也不是所有的斑馬魚實驗都是動基因的。之前有研究團隊就隻是通過常規的實驗來驗證綠茶是不是能夠起到刮油的作用。實驗的流程也十分簡單,那就是将斑馬魚分成兩組,一組瘋狂地喂食,讓斑馬魚長胖,另一組保持正常狀态(也許是用來對比胖瘦用的),然後再把肥胖的斑馬魚分成兩組,一組注射綠茶的提取物,一組不注射,再給兩組繼續投喂過量的食物,觀察兩組斑馬魚的體重增長情況。最後的結果是注射了綠茶提取物的斑馬魚重量增幅明顯被控制住了。

  與此類似的實驗還有,研究者在斑馬魚身上發現了一個現象,那就是當斑馬魚腦神經細胞因為白天的損傷而積累到一定量時,它就會通過促使自己睡覺來實現自我修複。另外科學家也利用可标記的鈣離子跟蹤斑馬魚睡覺和不睡覺兩種狀态下鈣的流失情況,結果當然是足夠的睡眠會避免鈣離子的過度流失。

  我們也看到很多專家在為斑馬魚的養殖和科研研究在不斷付出。在他們的努力之下,斑馬魚的産業生态也在發生着很多的變化。

  首先是養殖的标準化。與家裡養殖的寵物不同,模式生物通常具有特定性。這種特定性是需要标準化的體系和方法來保障的。比如說,實驗室會需要某一特定類型的斑馬魚,按照藍色條紋、橙色條紋分開放置,甚至長短都是4.5cm,或者體重為25g等等。通常情況下實驗室也會有自己的魚房,但受限于每家魚房的大小和體量,極有可能沒法子湊齊特定的魚,所以完全可以幾個魚房共享特定類型的斑馬魚,于是怎麼樣來定義這個特定類型,就需要标準了,所以前期的标準化就非常重要,隻要标準化到位了,魚房之間的資源共享也就成為可能了。

  另外一個是信息的互通。行業内的斑馬魚信息究竟聚集在哪裡?這也一直是五哥想要找到的答案。通常情況下今日頭條、微信公衆号,以及一些國外的網站都會找到一些文章素材。而且業内也有斑馬魚大會這種大型的廣泛的交流機會,但是日常的那種類似于線下論壇或者線上直播一類的形式,似乎在行業内還并不多見,這就很容易導緻了整個行業信息溝通的阻塞甚至誤差。不過似乎大家并不對這樣的情況很在意,也許有一些人樂意看到這樣的局面,隻有在信息不透明的情況下,所謂的知識領袖才有機會占據更多的話語權。

  再就是整個行業的發展速度和體量還沒有爆發,也看不出是慢熱還是根本就是後勁不足。在行業裡面為斑馬魚鼓與呼的仍舊還是斑馬魚檢測技術服務商,道理很簡單,他們如今應該是在這個産業領域賺得最多。他們賺得多,是因為他們目前暫時處于這個産業鍊的中上層。

  刨去斑馬魚魚體供應本身,斑馬魚産業鍊中最下層的就是養殖設備提供商,他們對接的是院校和企業用戶,他們有利潤,但利潤相較于其他層級來說并不高。再往上就是斑馬魚檢測設備提供商,通常檢測設備的價格要高出養殖設備三倍還多,相比利潤也将會更多。

  剛才說的院校和企業都是斑馬魚的最典型的客戶,他們是整個斑馬魚生态鍊的收入來源,但話說回來,他們在斑馬魚設備上面的預算投入,其實也未必是實驗設備預算投入中最高的,

  。

  那麼如何強化對預算投入的搶奪能力,這就要靠整個行業的創新和服務能力提升了。

  很長一段時間,因為獨一無二的先天條件,斑馬魚已然演化成中藥領域各種開發項目的實驗室常客,被用于多類可能有害材料的遴擇和考證。五哥隻能嘗試圍繞利用斑馬魚啟動中藥是否有害、降低作用強度、關聯反應乃至如何緻病、如何治病等方面的執行措施做個簡單描述,權當為斑馬魚在驗證某種中藥是否有害的大規模遍布可行性論證,以及密聯有害标準的創建等方面交付相對高可用的依據。

  衆所周知,中藥始終被看作坐擁功能實用、有害度不高、過激性低的獨具優勢。不過,有關中藥的傳播和遍布會産生有害作用的坊間說法緩緩變多,由此導緻了大家對醫院裡如何采選中藥的重視。當然,人是不能作為試驗品的,于是斑馬魚上位了。驗證中藥是否有害的辦法很直接,那就是把斑馬魚放藥裡,學名叫做“暴露”。因為斑馬魚和人太像了,藥裡面的斑馬魚什麼樣,人就可能什麼樣。當然實際操作的時候可能并不會像五哥說得這麼簡單。比如說你得先設計出一套實驗模型,能明擺着看出來藥物裡面的斑馬魚病了,然後就得清楚那藥作用到哪個器官上了。還有雲南和貴州出産的天麻在藥性上看有什麼不一樣,再有就是像驗證一條斑馬魚一天最多能吸收多少黨參等等。

  還有一項使用較多的研究,就是判斷某種中藥中究竟是哪種成分有毒,這個當然重要,因為一旦發現這個,那就把這一項去除掉就好了。說白了這是以一種研究西藥的方式來研究中藥。如果應用得當,将能産生比西藥更加有效的治療效果。在實驗的時候,就先把一種中藥所含的所有化學物質都提煉出來,然後一項一項地實驗,看哪項有毒,想辦法剔除就好了。

  還記得斑馬魚胚胎的透明性麼?這種特性也在中藥實驗中大放光芒,最起碼,藥物被哪個器官吸收了,是一目了然的。還有之前人們就知道炮制能夠影響中藥的藥性,但至于說影響到什麼程度,也沒有一個标準的答案,但如果借助斑馬魚,就可以直接做藥物炮制前後功效的對比。所以一種藥被炖了、燒成灰,或者煎成藥湯,功效會不會一樣都能用斑馬魚測試出來。

  另外就是藥物的聯動了,簡單說就是兩種藥物放在一起,會産生1 1大于二的效果,還是不如各自單獨給藥,這些都能通過用斑馬魚測試出來。另外,哪些藥單靠斑馬魚自身的消化或者其他辦法就能消除毒性,也都能測出來。甚至于,同樣一個病,是用西藥合适還是用中藥合适等,隻要你能想出來的測試方式,都可以作為嘗試。從這個角度看,斑馬魚才是真正的神農啊!

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