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斑马鱼在药物评价中的应用
7.胃肠毒性评价：斑马鱼的胃肠系统和人体胃肠系统有着 千差万别,斑马鱼没有胃,肠道直接开始于咽部下的一小 段食道之后。在发育的早期肠道就开始蠕动,在未喂食 时就自发的游走性蠕动,由于幼鱼是透明的,这些蠕动清 晰可见。
8. 视觉毒性评价：斑马鱼有着与人类相似的锥形视网膜,有 色彩视觉,这点超越了喜好夜间活动的啮齿类模式生物。 同时,斑马鱼胚胎期视觉系统发育迅速,幼鱼就展示了视 觉介导的行为,故可用于评价化合物对视觉的影响。
Development of Zebrafish Vascular System
28 hours 1.5 days
2 days 2.5 days
3 days
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3.5 days 4.5 days 5 days 6 days
7 days
斑马鱼的骨骼发育
缺少chordin表达的斑马鱼的 BMP蛋白水平异常，鳍和尾 部骨架也异常—注射chordin mRNA后可恢复。因此研究者 使用斑马鱼的这项特性来进行 基因筛查，以确定脊椎动物骨 骼形成的调节机制。
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4 wide range of mutations
斑马鱼基本特性
• 产于热带印度，孟加拉国。 • 成鱼体长4～6厘米。体呈纺锤形。雌雄易区分。
• 性情温和，对水温水质要求不高无忧，P易P饲T整养理。发布 5 • 属卵生鱼类 ，4月龄进入性成熟期。繁殖期约7天左右。产卵量高，
实验模式动物—斑马鱼
Use Zebrafish AS A Model Organism
生药学 张彩
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• 斑马鱼概况 • 斑马鱼作为模式生物的优点
汇报内容 • 斑马鱼在药物的评价中的应用
• 采用模式生物斑马鱼评价三种中药成分的急性毒性
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第一部分
概况
• 70年代早期，斑马鱼仅在一个研究中心被详细研究：在位于Eugene 的 俄勒冈大学， Charles Kimmel 及其同事开始将斑马鱼作为研究发 育的动物模型，并探索其无作忧用PP。T整理发布
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斑马鱼在药物评价中的应用
3.心血管毒性评价：心脏是斑马鱼第一个发育起来并发挥 作用的器官,也是很多化合物的首要作用靶点。由于胚胎 和幼鱼的透明性,无需借助遥测或其他技术就可以实时观 察心跳、心脏的收缩性、血液循环,非常的便利。
4.肝脏毒性评价：药物引起的肝损伤是制药业一个主要的 毒理学问题。目前,应用斑马鱼进行的肝脏毒性评价终点 主要有血清酶、肝细胞凋亡、细胞色素P450和组织病 理学变化。
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斑马鱼在药物评价中的应用
1.一般毒性评价：在化合物的一般毒性评价可在胚胎、幼 鱼、成鱼的各个阶段进行,相应的观察指标略有不同。在 胚胎期,在化合物的作用下可观察终点有卵凝结、体节形 成、尾部延展、心跳、色素沉着、孵化率、畸形率等。 幼鱼和成鱼主要是统计LC50、死亡率等。
2.发育毒性评价：在胚胎发育和幼鱼发育过程中,很多器官 系统的形成过程对药物的介人是相当敏感的,比如脑、心 血管、肝脏、软骨、脊索、胰腺、肠道、肾脏,极易导致 畸形的产生,是评价药物致畸性的有效模型之一。
3.此外，雌性斑马鱼可产卵数百枚，胚胎在24小时内就可发育 成形，这使得生物学家可以在同一代鱼身上进行不同的实验 ，进而研究病理演化过程并找到病因。
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心血管系统发育 Development of Zebrafish Vascular System
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Nature Medicine, 1995
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斑马鱼在药物评价中的应用
5.神经毒性评价：斑马鱼胚胎在24hpf原代神经元细胞开 始分化,48hpf脑室形成,在6dPf所有的神经系统形成,斑 马鱼可在短时间呈现整个神经系统,可作为一个有机载体 ,建立一个快速的、有效的评价药物神经毒性的平台。
6.肾毒性评价：斑马鱼的原肾由一对肾单位、两个肾小球 和前肾小管组成,较为简单。庆大霉素可引起哺乳动物肾 中毒,其表型在斑马鱼原肾上也可看到,既肾小球滤过率 降低。尽管结构的复杂程度不一样,但是在肾损伤表型方 面却是保守的。所以以斑马鱼为肾毒性评价载体,能为药 物在临床上的应用提供重要的参考价值。
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Chuck Kimmel
斑马鱼作为模式动物逐渐受到关注 Turn Eyes to Fish
Wolfgang Driever
was able to identify and classify a small number of genes that
are of key formation
importance in determining the of body segments, turned eyes
繁殖力很强 。
斑马鱼的繁殖
♀
♂
6
斑马鱼胚胎早期发育图谱
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斑马鱼作为模式生物的优点
1.斑马鱼基因与人类基因的相似度达到87%，这意味着在其身 上做药物实验所得到的结果在多数情况下也适用于人体，因 此它受到生物学家的重视。
2.斑马鱼的胚胎是透明的，所以生物学家很容易观察到药物对 其体内器官的影响。
—Rik Derynck
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Nature Genetics ,1999
斑马鱼的心脏再生 Heart Regeneration in Zebrafish
• 斑马鱼的Mps1 mitotic checkpoint kinase是 一个至关重要的细胞周期调节因子，如发生突变，则斑马鱼的心脏不能
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13 DECEMBER 2002 VOL 298 SCIEN性评价 2.发育毒性评价 3.心血管毒性评价 4.肝脏毒性评价 5.神经毒性评价 6.肾毒性评价 7.肠胃毒性评价 8.视觉毒性评价 9.耳毒性评价 10.软骨毒性评价
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被修复而形成疤痕。因此，损伤诱导的斑马鱼心肌细胞增殖可以克服 疤痕形成，使心肌再生。这个发现表明斑马鱼在分析心脏再生的分子
机制方面起重要作用。
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心脏切除后心室肌的再生
Regeneration of ventricular myocardium in the resected zebrafish heart