環(huán)特生物提供基于斑馬魚模型的基因編輯服務(wù),,利用CRISPR/Cas9技術(shù)快速在斑馬魚模型中驗(yàn)證人類遺傳病,、篩選致病基因,、研究基因功能及作用通路等,主要研究領(lǐng)域?yàn)閶胗變喊l(fā)育畸形,、罕見病,、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心腦的血管疾病,、血液病,、生殖缺陷等。相較于哺乳動(dòng)物基因編輯的試驗(yàn)周期長(一般1年以上),、表型不直觀(一般需染色),、研究成功率低等缺點(diǎn),斑馬魚基因編輯模型主要優(yōu)勢有:1.實(shí)驗(yàn)周期快,,快可在2周內(nèi)進(jìn)行疾病相關(guān)的表型觀察(F0代高效瞬時(shí)敲降),,3個(gè)月內(nèi)完成穩(wěn)定品系構(gòu)建(雜合子F1代3個(gè)月,,純合子F2代6個(gè)月,,子代數(shù)量多);2. 直觀,、多維度地活的動(dòng)態(tài)觀察(可對特定organ組織細(xì)胞進(jìn)行熒光標(biāo)記,,利用透明斑馬魚活的觀察和成像,哺乳動(dòng)物上很難實(shí)現(xiàn));3. 研究成功率高(與哺乳動(dòng)物相比較,,斑馬魚基因編輯效率高,,樣本數(shù)量多,可同時(shí)測試多個(gè)相關(guān)基因,,比較大化保證研究的成功率),。斑馬魚的卵有粘性,常附著在水草等物體表面孵化,。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)基因斑馬魚
在神經(jīng)系統(tǒng)疾病研究中,,斑馬魚實(shí)驗(yàn)?zāi)P鸵簿哂歇?dú)特的優(yōu)勢。斑馬魚的神經(jīng)系統(tǒng)相對簡單,,但具有脊椎動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和功能,。通過化學(xué)藥物處理或基因操作,可以構(gòu)建帕金森病,、阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病模型,。在帕金森病模型中,斑馬魚會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)障礙,、多巴胺能神經(jīng)元丟失等典型癥狀,,與人類帕金森病患者的臨床表現(xiàn)相似。利用這些模型,,可以研究疾病的發(fā)病機(jī)制,,探索神經(jīng)保護(hù)藥物和醫(yī)療方法。此外,,斑馬魚實(shí)驗(yàn)?zāi)P瓦€可應(yīng)用于心血管疾病,、遺傳性疾病等多種人類疾病的研究,為深入了解疾病的病因,、病理過程和醫(yī)療策略提供了有力的工具,。敲除斑馬魚品系斑馬魚的壽命較短,一般為 2 - 3 年,,利于世代研究,。
新藥研發(fā)耗時(shí)漫長、成本高昂,,斑馬魚Cdx高通量藥物篩選技術(shù)打破僵局,,為制藥產(chǎn)業(yè)注入強(qiáng)勁動(dòng)力。斑馬魚繁殖迅速,、單次產(chǎn)卵量多,,加之胚胎及幼魚體型微小,養(yǎng)殖占地少,、成本低,,天然適合大規(guī)模實(shí)驗(yàn),。基于Cdx技術(shù)搭建藥物篩選平臺(tái),,關(guān)鍵在于利用斑馬魚Cdx基因異常引發(fā)的疾病模型,,如脊柱畸形、腸道功能紊亂模型,。將海量候選藥物以溶液形式加入斑馬魚養(yǎng)殖水體,,藥物經(jīng)皮膚、鰓快速吸收進(jìn)入體內(nèi),。若某藥物旨在矯正因Cdx基因缺陷導(dǎo)致的脊柱彎曲,,篩選過程中可實(shí)時(shí)觀察幼魚脊柱恢復(fù)情況;醫(yī)療腸道疾病藥物,,則聚焦腸道蠕動(dòng),、絨毛修復(fù)指標(biāo)。
看似專注于軀體架構(gòu)規(guī)劃的斑馬魚cdx基因,,實(shí)則與神經(jīng)發(fā)育也有著千絲萬縷聯(lián)系,。在胚胎腦部及脊髓雛形初現(xiàn)階段,cdx基因悄然施展影響力,。它間接調(diào)控神經(jīng)干細(xì)胞的增殖與分化節(jié)拍,,確保生成足量神經(jīng)元,滿足斑馬魚早期感知外界,、驅(qū)動(dòng)身體所需,。舉例而言,科研人員利用基因編輯技術(shù)適度降低cdx表達(dá)量后,,斑馬魚幼魚出現(xiàn)游泳姿態(tài)異常,,頻繁打轉(zhuǎn)、失衡側(cè)翻,。深入探究得知,,脊髓中運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元發(fā)育受損,軸突延伸受阻,,無法精細(xì)連接肌肉纖維,,致使肌肉接收指令紊亂。cdx基因還參與構(gòu)建神經(jīng)回路,,協(xié)同其他神經(jīng)發(fā)育關(guān)鍵基因,,塑造從感覺輸入到運(yùn)動(dòng)輸出的信息傳遞路徑,助力斑馬魚神經(jīng)系統(tǒng)精細(xì)“布線”,,在水中靈動(dòng)游弋,、機(jī)敏避險(xiǎn)。斑馬魚的聽覺organ能接收水中的聲波信號并作出反應(yīng),。
在藥物研發(fā)進(jìn)程中,,PDX 斑馬魚模型發(fā)揮著極為關(guān)鍵的作用。傳統(tǒng)的藥物研發(fā)模式往往面臨諸多挑戰(zhàn),,如藥物在動(dòng)物模型和人體臨床試驗(yàn)中的效果差異較大等問題,。而 PDX 斑馬魚模型能夠較好地模擬人體tumor的異質(zhì)性和復(fù)雜性。將患者tumor組織移植到斑馬魚后,,可以針對特定tumor類型快速測試多種藥物的療效,。由于斑馬魚體型小、用藥量少,,很大降低了藥物篩選成本,。例如,在抗ai藥物研發(fā)中,,通過觀察藥物對 PDX 斑馬魚模型中tumor生長的抑制情況,,能夠在早期階段淘汰無效藥物,加速有潛力藥物的研發(fā)進(jìn)程,,為患者爭取更多的醫(yī)療時(shí)間,,同時(shí)也提高了藥物研發(fā)的成功率,促進(jìn)整個(gè)制藥行業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展,。斑馬魚的心臟結(jié)構(gòu)簡單,,卻有規(guī)律跳動(dòng),是心血管研究的好對象,。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)基因斑馬魚
科學(xué)家常通過改變斑馬魚的基因來探究特定基因功能,。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)基因斑馬魚
展望未來,斑馬魚實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷陌l(fā)展前景十分廣闊,。隨著基因編輯技術(shù),、單細(xì)胞測序技術(shù)、高分辨率成像技術(shù)等現(xiàn)代的生物技術(shù)的不斷進(jìn)步,,斑馬魚實(shí)驗(yàn)?zāi)P蛯⒛軌蚋?span>準(zhǔn)確地模擬人類疾病的發(fā)生過程,,深入解析疾病的分子機(jī)制,為藥物研發(fā)提供更加可靠的依據(jù),。同時(shí),,多學(xué)科交叉融合的趨勢將進(jìn)一步推動(dòng)斑馬魚實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷陌l(fā)展,例如,,將斑馬魚實(shí)驗(yàn)與生物信息學(xué),、人工智能等領(lǐng)域相結(jié)合,能夠?qū)崿F(xiàn)對大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的快速分析和處理,,加速研究進(jìn)程,,提高研究效率。此外,,斑馬魚實(shí)驗(yàn)?zāi)P驮诃h(huán)境科學(xué),、毒理學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用也將不斷拓展,,為解決全球性的環(huán)境和健康問題貢獻(xiàn)力量。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)基因斑馬魚