淺析模式生物斑馬魚在藥物篩選上的作用

小分子藥物是一類能夠解除人們疾病痛苦，提高健康水平的藥物，這類藥物進入細胞能夠與特定的靶標分子結合、借助靶標分子起到特定防治作用，是藥物發揮作用的基礎。小分子藥物篩選模型包括細菌、酵母和哺乳動物細胞的體外篩選模型，又包括果蠅、線蟲和斑馬魚等體內篩選模型。以斑馬魚為例，近年來以斑馬魚為模式動物的科研工作發展迅速，研究發現斑馬魚不僅是研究脊椎動物發育過程的理想模型，也是模擬人類疾病的良好模型。在小分子藥物篩選研究中，斑馬魚起到了很大的作用。

斑馬魚和人類的基因相似度達85%-87%，而且斑馬魚繁衍能力超強，對生存環境水質的要求都不高，出生3-4個月就成熟，生命還有3-4年長。加上屬于體外發育，胚胎期透明，便于觀察。而且世界范圍內斑馬魚研究群體的工作已奠定了較為完善的胚胎學、分子遺傳學研究基礎,并且斑馬魚已被應用于開發人類重大疾病模型和藥物篩選平臺,取得了許多有價值的研究成果。

在小分子藥物篩選研究中，斑馬魚具有低成本、短周期、便于高通量篩選等顯著優勢。癌癥是當今社會人類健康的最大威脅之一，對于抗癌藥物的研發一直是人們關注的熱點。目前斑馬魚作為人類癌癥模型已廣泛的應用于包括黑色素瘤，白血病，結腸癌，乳腺癌等的藥物篩選中。斑馬魚是目前生命科學研究中重要的模式脊椎動物之一，利用經過人工培養的斑馬魚篩選新型藥物，在操作簡易度、篩選周期等方面遠遠優于現有的技術。只要短短的1~2天，就可以判斷藥物中某種成分能否達到“餓死腫瘤”的目的；同時，還可以評價該成分的毒性。

利用斑馬魚進行小分子藥物篩選,不僅具備高通量、低成本的優點,還能夠比較準確的評估藥物效果以及藥物毒性。美迪西提供小分子藥物篩選服務，其生物分析部還可以提供符合FDA/CFDA GLP的小分子藥物生物分析服務，以支持小分子藥物的篩選與開發，及其臨床前研究和臨床研究。

異煙肼是一種帶有一個芳環的小分子水溶性化合物，口服后在胃腸道吸收迅速而完全。該藥是稍晚于鏈霉素的抗結核藥，通過抑制分枝菌酸生成阻礙結核桿菌細胞壁的合成，可以殺滅或抑制結核菌，用于結核病的治療和預防。由于其優秀的抗結核桿菌的效能，治療人類和動物結核病重要藥物之一。利用斑馬魚模型可以研究該藥物的毒性作用。研究者以肝臟綠色熒光轉基因斑馬魚Tg(L-FABP:EGFP)為模型,研究一線抗結核藥物異煙肼、吡嗪酰胺和乙胺丁醇對斑馬魚肝臟的影響以及比較其肝毒性大小[1]。

研究者用不同濃度的異煙肼、吡嗪酰胺和乙胺丁醇分別處理發育至72h的斑馬魚,于加藥后24、48和72hpe(hour post-exposure)觀察斑馬魚的死亡率、畸形率和肝臟形態變化情況,熒光顯微鏡下觀察藥物對斑馬魚肝臟熒光面積和熒光強度的影響。研究結果發現異煙肼、吡嗪酰胺和乙胺丁醇均有肝臟毒性,乙胺丁醇肝毒性最小。1和2.5mmol/L濃度下吡嗪酰胺導致斑馬魚發生肝損傷程度強于異煙肼,但5mmol/L下異煙肼肝臟損傷程度強于吡嗪酰胺,其有關機制需進一步研究。

在小分子藥物篩選上，模式生物斑馬魚由于具有胚胎體外發育,小分子化合物滲透性強的特點,這些優勢使其成為大規模小分子藥物篩選的理想模型。

[1] 基于斑馬魚模型的抗結核藥物肝臟毒性比較研究[J].