提起小白鼠，大家都知道，它是科研和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中不可或缺的一部分，不僅作為實(shí)驗(yàn)對象幫助科學(xué)家們進(jìn)行各種生理、病理和藥理研究，還在基因工程和疾病模型研究中發(fā)揮了重要作用。但大家或許不知道，在生物多樣性的世界中，還有一種不起眼的小生靈，正和小白鼠一起，用自己的生命為人類健康事業(yè)做著巨大的貢獻(xiàn)。

2月21日，記者走進(jìn)青島高新區(qū)一家生物技術(shù)公司的培養(yǎng)室，在這個(gè)充滿神秘氛圍的空間里，一條條小小的斑馬魚，為我們透露了科學(xué)研究不為人知的秘密。同時(shí)，一幅關(guān)于斑馬魚的商業(yè)藍(lán)圖，也一并展現(xiàn)開來……

顯微鏡下斑馬魚的模型

集體食宿，配有“婚房”

上午9點(diǎn)，走進(jìn)斑馬魚培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室，此時(shí)墻壁上的儀表顯示室溫28℃。記者目之所及，是一個(gè)個(gè)閃著綠光的水箱，整齊地排列在架子上，水箱里細(xì)密的氣泡升騰，一群群不及人一節(jié)手指大小的魚兒在悠然地游來游去。

這就是有著“水中小白鼠”美譽(yù)的斑馬魚。它們?nèi)聿紳M多條深藍(lán)色縱紋，與銀白色或金黃色縱紋相間排列，正如同斑馬身上的條紋。這些小精靈和家中水族缸里的觀賞魚并無二致，究竟蘊(yùn)藏著怎樣的秘密呢？

顯微鏡下斑馬魚的模型

“斑馬魚因?yàn)轶w外受精和發(fā)育、早期胚胎透明以及產(chǎn)卵量多等特性，已經(jīng)成為實(shí)驗(yàn)室常用的模式動物。”青島奔月生物技術(shù)有限公司研發(fā)總監(jiān)李計(jì)強(qiáng)解密道，小白鼠作為實(shí)驗(yàn)室主角，為科學(xué)實(shí)驗(yàn)所做的貢獻(xiàn)已經(jīng)盡人皆知，作為“后起之秀”的斑馬魚則名氣稍遜，但是它的作用同樣至關(guān)重要。

斑馬魚作為模式動物，即被生物學(xué)家選定進(jìn)行科學(xué)研究，用于揭示某種具有普遍規(guī)律的生命現(xiàn)象的動物物種。它有幾個(gè)獨(dú)特優(yōu)勢：一是體外受精、發(fā)育快速；二是產(chǎn)卵數(shù)目很多，一尾雌魚平均每次產(chǎn)卵200枚以上，便于進(jìn)行高通量篩選；再就是斑馬魚胚胎及早期幼魚透明，方便研究人員觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

斑馬魚實(shí)驗(yàn)室

“200枚卵就相當(dāng)于200只小白鼠。”李計(jì)強(qiáng)做了個(gè)比較，“如果把實(shí)驗(yàn)室里所有架子都養(yǎng)滿的話，能養(yǎng)到幾萬條魚，這可比小白鼠方便，而且數(shù)量更多。如果培養(yǎng)幾萬只小白鼠的話，花費(fèi)是非常昂貴的。”

上午9點(diǎn)左右，是斑馬魚進(jìn)食的時(shí)段。按慣例，實(shí)驗(yàn)室人員會在每天的上午9點(diǎn)和下午3點(diǎn)統(tǒng)一對斑馬魚進(jìn)行喂食，一天喂食兩次。

李計(jì)強(qiáng)

“斑馬魚喜歡吃一種非常微小的蝦，叫作豐年蝦。”實(shí)驗(yàn)室工作人員張倩手里拿著一個(gè)錐形器皿，里面裝滿了斑馬魚喜歡吃的豐年蝦，小到相當(dāng)于我們平時(shí)常見蝦的蝦籽。她用一根吸管，先吸入一些豐年蝦，然后馬上投入斑馬魚的培養(yǎng)箱，接下來，便目不轉(zhuǎn)睛地盯著培養(yǎng)箱觀察，“要觀測它們的進(jìn)食情況，保證每條魚都可以吃到豐年蝦。”

管理是非常嚴(yán)格的，除了定點(diǎn)投喂、培養(yǎng)箱要維持在28℃左右恒溫狀態(tài)，這些住在“集體宿舍”里的斑馬魚還被安排了規(guī)律的作息時(shí)間。“宿舍”會從早8點(diǎn)一直到晚10點(diǎn)保持照明，“如果不關(guān)燈，調(diào)皮的斑馬魚就不睡覺，一直游動。”張倩說。

培養(yǎng)室的桌子上還放著幾個(gè)單獨(dú)的水箱，張倩透露，這都是斑馬魚的“婚房”。進(jìn)行交配的斑馬魚會在“婚房”里完成受孕，“婚房”底部有過濾層，產(chǎn)下的魚卵會沉入過濾層下，防止被成魚吃掉。

斑馬魚的“婚房”

從受精卵到一條“長出小尾巴”并能游動的斑馬魚胚胎，只需24小時(shí)，其一天的生長速度相當(dāng)于鼠類8到10天的發(fā)育進(jìn)程。“所以，斑馬魚作為實(shí)驗(yàn)用模式動物，它的繁殖優(yōu)勢是非常突出的。”張倩說。

遍嘗“百草”，魚小貢獻(xiàn)大

在斑馬魚培養(yǎng)室外，一位工作人員正屏住呼吸，借助一臺顯微設(shè)備，用比頭發(fā)絲還要細(xì)的顯微注射針，向米粒大小的斑馬魚胚胎注射特殊試劑。李計(jì)強(qiáng)介紹：“顯微注射可以改變斑馬魚某種基因的表達(dá)，進(jìn)而模擬形成不同的人類疾病模型。”在這里，類似的基因編輯等調(diào)控基因表達(dá)的實(shí)驗(yàn)幾乎每天都在開展。

斑馬魚模型

“斑馬魚基因與人類基因相似度高達(dá)87%，其早期胚胎發(fā)育過程跟人類高度相似，這意味著在斑馬魚身上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果大多數(shù)情況下可類比到人身上。”李計(jì)強(qiáng)解釋，從受精卵分裂成多個(gè)細(xì)胞，再到完成胚胎發(fā)育，形成外胚層、中胚層、內(nèi)胚層，進(jìn)而分別發(fā)育成表皮、神經(jīng)系統(tǒng)、腸道、肌肉、骨骼和脈管系統(tǒng)等一系列的發(fā)育過程，均可以通過不同的轉(zhuǎn)基因標(biāo)記在顯微鏡下觀察。這非常便于科學(xué)家們了解生命演進(jìn)的全過程。

在實(shí)驗(yàn)室采集的斑馬魚模型樣本照片中，記者看到有很多熒光斑馬魚，據(jù)介紹，它們都是經(jīng)過基因編輯后，用來做研究的模型。

顯微鏡下觀測斑馬魚模型

“熒光斑馬魚不是大自然的產(chǎn)物，而是一種轉(zhuǎn)基因生物。熒光斑馬之所以能發(fā)光，是因?yàn)樗嬖诤Ｑ笊锏陌l(fā)光基因。”李計(jì)強(qiáng)進(jìn)一步解釋道：“每個(gè)品系都有不同的特點(diǎn)，從而滿足不同的科研需求，比如說有的品系是白化透明的，有的品系血液可以發(fā)出熒光。”

李計(jì)強(qiáng)又向記者展示了一張熒光標(biāo)記心臟的斑馬魚照片，“斑馬魚的心臟雖小，但同樣包含一個(gè)心房和一個(gè)心室這兩個(gè)空腔，而且它們的心臟就像人類的心臟一樣，內(nèi)部有厚厚的肌肉壁，能有效地將血液泵至全身復(fù)雜的血管。”

“我們最近在給一個(gè)食品企業(yè)做減肥測試，剛培育了一些肥胖的斑馬魚，通過投喂高糖類和高脂類食物，讓斑馬魚變胖，然后再投入測試的減肥食品，以觀察它的功效。”實(shí)驗(yàn)室工作人員張倩介紹道。

張倩在喂食

“古有神農(nóng)嘗百草，今有斑馬魚為人類試藥。”一位實(shí)驗(yàn)室工作人員開玩笑地說。

此前，人們所熟知的模式動物主要是實(shí)驗(yàn)室里的小白鼠。但小白鼠等哺乳類動物胚胎一般都在母體內(nèi)發(fā)育，不便于研究觀察。而斑馬魚是一種分布于孟加拉國、印度、巴基斯坦等國家和地區(qū)的淡水魚，它體型小、長約4厘米，因其易獲得、易大量飼養(yǎng)、繁育力高、易觀察等諸多優(yōu)良實(shí)驗(yàn)特性，成了科研人員的“新寵”。

“從模型建立到檢測，我們的實(shí)驗(yàn)室能夠做到10個(gè)工作日出結(jié)果。因此斑馬魚被越來越多地用于藥物篩選，降低藥物研發(fā)成本，縮短藥物研發(fā)時(shí)間。”李計(jì)強(qiáng)自豪地說。

首當(dāng)“魚航員”，進(jìn)駐天宮

不久前，斑馬魚還迎來一個(gè)高光時(shí)刻——它成為入駐中國空間站的幸運(yùn)兒！

2024年4月25日，由四條斑馬魚和金魚藻構(gòu)成的水生生保系統(tǒng)，隨神舟十八號乘組成功入駐天宮，這也是我國首次在空間站實(shí)施在軌水生生態(tài)研究項(xiàng)目。這四條小斑馬魚在太空表現(xiàn)亮眼，雖然在微重力下，斑馬魚出現(xiàn)腹背顛倒、旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)圈等異常情況，但總體狀態(tài)良好。科研人員原本估計(jì)它們只能存活一個(gè)月，但結(jié)果令人意外，這些斑馬魚在太空存活了6個(gè)月，展現(xiàn)了頑強(qiáng)的生命力，并于2024年11月4日，隨神舟十八號飛船順利返回，實(shí)現(xiàn)了我國在太空培育脊椎動物的突破。

從天到地，放眼全球，眾多國家的大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)都設(shè)有斑馬魚實(shí)驗(yàn)室。如今在青島，也有一些高校的科研人員正以斑馬魚為模式動物展開造血干細(xì)胞、脊柱發(fā)育、藥學(xué)、免疫學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)研究，解碼生命奧秘，探尋重大疾病治療路徑，為人類健康事業(yè)發(fā)展筑基。

青島奔月生物技術(shù)有限公司董事長陳良表示，作為山東省唯一一家、整個(gè)北方地區(qū)也首屈一指的商業(yè)型、服務(wù)型的斑馬魚實(shí)驗(yàn)室，會持續(xù)“提供專業(yè)化、定制化、權(quán)威化一站式斑馬魚技術(shù)方案和科研服務(wù)，為醫(yī)院和高校科研輸入強(qiáng)勁動力，這一商業(yè)領(lǐng)域的前景是一片藍(lán)海”。

“隨著消費(fèi)者消費(fèi)觀念日趨理性，對食品、保健食品和化妝品的安全性和功效性的要求越來越高，使得這些產(chǎn)品安全性和功效性的評價(jià)顯得尤其重要。”陳良介紹，以斑馬魚生物活性評價(jià)平臺為依托，科研人員所做的工作就是在反復(fù)的基因調(diào)控實(shí)驗(yàn)中，開展疾病和醫(yī)學(xué)等方面基礎(chǔ)研究，回答多樣化的生物學(xué)問題。

“我們希望通過對這條小魚的研究，造福更多研究領(lǐng)域，更好地服務(wù)于人類的大健康事業(yè)。”陳良滿懷信心地說。

（半島全媒體首席記者 高芳）