有那么一群可爱的小精灵,它们成群游动时,身姿灵动轻快,比起非洲草原上风驰电掣的斑马群,也毫不逊色。它们原本生活在印度和孟加拉的沼泽、池塘、稻田,却为了治愈人类的疑难杂症,一路游进了世界各地高校、科研院所和企业的实验室,以身试药。它们是伟大的实验动物——斑马鱼。
斑马鱼(Danio rerio)英文名称zebrafish,又名蓝条鱼、花条鱼、斑马担尼鱼,属于辐鳍亚纲(Actinopterygii)鲤科(Cyprinidae)短担尼鱼(Danio)属。这种小动物体长3-5厘米,体型纤细,像一只精巧的纺锤,从头部直达尾鳍又有多条深蓝色的纹路,如同斑马一样,因此有“斑马鱼”这个美称。斑马鱼孵出后3-4月达到性成熟,性别很好鉴别:雄鱼的蓝色条纹偏黄,间以柠檬色条纹;雌鱼的蓝色条纹偏蓝,亮丽鲜艳,间以银灰色条纹。另外,雌鱼的身体比雄鱼丰满粗壮,各鳍均比雄鱼短小。斑马鱼的自然寿命约为3年,全年皆可交配产卵,5-7天为一个产卵周期,一对健康的成年斑马鱼一次交配可产卵200枚以上。值得一提的是,胚体可是完全透明的,发育也很快,不仅便于观察胚胎发育的全过程,还易于实验。
斑马鱼是二倍体动物,有25对染色体,雌雄异体,有性繁殖,无已确认的性染色体。人类编码蛋白质的基因中有70%与斑马鱼中的基因有关,有84%的已知人类疾病相关基因可以在斑马鱼的基因组中找到同源,因此,斑马鱼常被当作“水中的小白鼠”。通过斑马鱼这种特殊的“工具”,可以建立大量的人类疾病模型,探索人类疾病的遗传和发病机理。
斑马鱼被引入生物学研究领域的历史并不长,可以说是最年轻的模式动物,但它优良的特性很快受到各领域科学家的青睐,以它为工具的各类研究得到了飞速的发展。近30年,以斑马鱼为实验材料的研究发展迅速,研究总量扩展近20倍,斑马鱼已成为生命科学研究中仅次于小鼠的第二大脊椎模式动物。截至2021年10月,国际斑马鱼模式生物数据库(ZFIN)中注册的斑马鱼实验室已达1500个。
在科研应用中,科学家们会把斑马鱼作为哺乳动物使用的一种补充。在发育生物学(胚胎早期发育、信号通路)、个体发育机制、基因组学、分子生物学、细胞生物学、遗传学、免疫学、神经生物学、肿瘤学、疾病机理、药物学(药物安全性评价、新药筛选)、畜牧兽医和水产学(鱼类生物进化)、生态毒理与环境检测等领域,均有一批科学家将目光转向了斑马鱼,并以此取得了不菲的科研成果。
目前,斑马鱼已被国际标准化组织(ISO)认可为5种鱼类实验动物之一,它是继大鼠、小鼠等哺乳类动物后的第三大实验动物,更是目前唯一适用于高通量药物筛选的脊椎动物。在全球范围内有6个斑马鱼资源中心,我国于2012年在中国科学院水生生物研究所成立了国家斑马鱼资源中心(CZRC)。
小不点,大能耐;小鱼,大世界。期待小小的斑马鱼,在人类生命健康的大世界里发挥更大的作用。