4月24日17時(shí)17分，神舟二十號(hào)載人飛船在第十個(gè)“中國(guó)航天日”領(lǐng)命出征，載著斑馬魚(yú)、渦蟲(chóng)和鏈霉菌駛向太空。

在溫大生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院生研院，斑馬魚(yú)生物醫(yī)學(xué)研究團(tuán)隊(duì)致力斑馬魚(yú)資源開(kāi)發(fā)與生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)技術(shù)研發(fā)多年，看著自己的“實(shí)驗(yàn)伙伴”斑馬魚(yú)再次成為“太空明星”，團(tuán)隊(duì)人員欣喜非常。

“最好的實(shí)驗(yàn)伙伴”

在神舟二十號(hào)載人飛行任務(wù)新聞發(fā)布會(huì)上，中國(guó)載人航天工程新聞發(fā)言人、中國(guó)載人航天工程辦公室副主任林西強(qiáng)介紹神舟二十號(hào)任務(wù)將以斑馬魚(yú)、渦蟲(chóng)和鏈霉菌作為研究對(duì)象，開(kāi)展3項(xiàng)生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

“斑馬魚(yú)體積小、繁殖周期短、產(chǎn)卵量大、養(yǎng)殖方便、胚體透明，是非常棒的模式生物?！睖卮笊c環(huán)境科學(xué)學(xué)院生研院斑馬魚(yú)生物醫(yī)學(xué)研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、常務(wù)副院長(zhǎng)金立波與斑馬魚(yú)打交道多年，他稱(chēng)斑馬魚(yú)為“最好的實(shí)驗(yàn)伙伴”。

在生命科學(xué)研究中，斑馬魚(yú)是一種常見(jiàn)的模式生物。斑馬魚(yú)作為四大模式生物之一，其基因與人類(lèi)基因相似度高且體形小、繁殖快、發(fā)育周期短，成為生命科學(xué)領(lǐng)域模式生物的“后起之秀”，被稱(chēng)為“水中小白鼠”。

“首先，它的體積小，但繁殖能力極強(qiáng)——單次產(chǎn)卵可達(dá)200-300枚，遠(yuǎn)超小鼠等哺乳動(dòng)物，這為實(shí)驗(yàn)提供了海量樣本。更重要的是，它的胚胎和幼體全身透明，我們甚至不需要解剖，直接在顯微鏡下就能活體觀(guān)察，這是其他脊椎動(dòng)物無(wú)法比擬的直觀(guān)優(yōu)勢(shì)。”提起斑馬魚(yú)的優(yōu)點(diǎn)，金立波滔滔不絕，“而且，斑馬魚(yú)簡(jiǎn)直是‘快節(jié)奏科學(xué)’的完美模型。它的發(fā)育速度驚人，基本5天內(nèi)完成主要器官形成。相比之下，小鼠實(shí)驗(yàn)動(dòng)輒數(shù)月，而斑馬魚(yú)在幾天內(nèi)就能取得初步結(jié)果。此外，它的飼養(yǎng)成本極低——普通實(shí)驗(yàn)室的水族系統(tǒng)就能滿(mǎn)足需求，既節(jié)約時(shí)間，又節(jié)約金錢(qián)。”

小魚(yú)破解人類(lèi)疾病與環(huán)境毒性密碼

“基因測(cè)序結(jié)果顯示，斑馬魚(yú)與人類(lèi)基因同源性高達(dá)87%，在一些疾病表達(dá)上相似度甚至高達(dá)95％，用來(lái)構(gòu)建疾病模型真是再適合不過(guò)了。”金立波說(shuō)。

溫大生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院生研院斑馬魚(yú)生物醫(yī)學(xué)研究團(tuán)隊(duì)以斑馬魚(yú)的研究為核心，提供以斑馬魚(yú)為載體的資源開(kāi)發(fā)與生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)技術(shù)服務(wù)，包括各品類(lèi)基因編輯斑馬魚(yú)模型的研發(fā)、多種疾病模型的斑馬魚(yú)構(gòu)建，開(kāi)展科研項(xiàng)目研究與合作。

“比如，我們?cè)蜏刂葆t(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院內(nèi)分泌科合作，進(jìn)行了一個(gè)糖尿病治療引發(fā)抑郁癥的研究?！苯鹆⒉ㄕf(shuō)，“一些臨床藥物有引發(fā)抑郁癥的副作用。我們通過(guò)給斑馬魚(yú)投喂藥物，研究它的抑郁模型。抑郁之后的斑馬魚(yú)腦組織勻漿檢測(cè)皮質(zhì)醇水平增加，游動(dòng)速度緩慢、社交行為降低。然后驗(yàn)證改善抑郁癥的療法，比如建立一個(gè)斑馬魚(yú)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，讓得抑郁癥的斑馬魚(yú)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，再觀(guān)測(cè)運(yùn)動(dòng)是否能改善它的抑郁狀況?！?/p>

除此之外，溫大生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院生研院斑馬魚(yú)生物醫(yī)學(xué)研究團(tuán)隊(duì)還將斑馬魚(yú)模型拓展至化妝品、食品、保健品、環(huán)境毒性與安全評(píng)價(jià)等領(lǐng)域。“在我們的生活中，微塑料可以說(shuō)是廣泛存在。我們身邊的水中也可能含有微塑料。”金立波分享，團(tuán)隊(duì)曾進(jìn)行水中微塑料實(shí)驗(yàn)，通過(guò)斑馬魚(yú)進(jìn)行環(huán)境毒性評(píng)價(jià)，“這類(lèi)實(shí)驗(yàn)不僅可以證明污染物的危害，還能服務(wù)于環(huán)境治理實(shí)驗(yàn)，應(yīng)證環(huán)境治理成效?！?/p>

“養(yǎng)魚(yú)高手”發(fā)表SCI論文近90篇

“進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，每個(gè)同學(xué)的第一件功課就是養(yǎng)魚(yú)！”金立波說(shuō)。在溫大生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院生研院斑馬魚(yú)生物醫(yī)學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，實(shí)驗(yàn)用斑馬魚(yú)都價(jià)值不菲，有些是源自中國(guó)科學(xué)院水生物研究所，價(jià)格高達(dá)七八百元的轉(zhuǎn)基因斑馬魚(yú)，還有自己繁育的斑馬魚(yú)?！拔覀円苍谧约悍庇@些高價(jià)轉(zhuǎn)基因斑馬魚(yú)。控制水溫、調(diào)節(jié)氧氣……可以說(shuō)，團(tuán)隊(duì)每名同學(xué)都是養(yǎng)魚(yú)高手?！苯鹆⒉ㄕf(shuō)，“團(tuán)隊(duì)成員們都非常喜歡魚(yú)，有時(shí)候，我們會(huì)碰上罕見(jiàn)的白化病斑馬魚(yú)、轉(zhuǎn)基因藍(lán)光斑馬魚(yú)。同學(xué)們甚至?xí)⑦@幾條特別的小魚(yú)養(yǎng)上一陣，讓它們做為觀(guān)賞魚(yú)陪伴我們。不過(guò)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)空間有限，更多的時(shí)候，我們只能犧牲它們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?！?/p>

在這些“實(shí)驗(yàn)伙伴”陪伴下，溫大生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院生研院斑馬魚(yú)生物醫(yī)學(xué)研究團(tuán)隊(duì)論文頻出，《有氧運(yùn)動(dòng)改善斑馬魚(yú)糖尿病合并抑郁樣行為》發(fā)表于期刊《Life Sciences》，影響因子達(dá)6.78。并與溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院、溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院、重慶大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院、浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院等13家醫(yī)院展開(kāi)合作。

至今，溫大生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院生研院斑馬魚(yú)生物醫(yī)學(xué)研究團(tuán)隊(duì)已形成一套斑馬魚(yú)繁育SOP標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程、一套斑馬魚(yú)實(shí)驗(yàn)技術(shù)SOP標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程，擁有生物醫(yī)學(xué)斑馬魚(yú)相關(guān)斑馬魚(yú)疾病模型構(gòu)建、基因編輯斑馬魚(yú)模型、檢測(cè)及安全評(píng)價(jià)技術(shù)3大核心技術(shù)，在模型構(gòu)建方面獲得3項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利和5項(xiàng)實(shí)用新型專(zhuān)利，在生態(tài)學(xué)、藥學(xué)領(lǐng)域SCI期刊發(fā)表論文近90篇。

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2024年4月25日，幾位特殊“乘客”斑馬魚(yú)跟隨3名航天員一起出發(fā)去太空。這是我國(guó)首次在空間站實(shí)施在軌水生生態(tài)研究項(xiàng)目，以斑馬魚(yú)為研究對(duì)象，在軌建立空間自循環(huán)水生生態(tài)系統(tǒng)。發(fā)射20天后，雖然在微重力下，斑馬魚(yú)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?？蒲腥藛T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(yú)在太空存活了6個(gè)月，生命力頑強(qiáng)。2024年11月4日，中國(guó)空間站第7批空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)樣品隨神舟十八號(hào)飛船順利返回。其中，返回的斑馬魚(yú)培養(yǎng)水基和在太空中產(chǎn)的卵等實(shí)驗(yàn)材料成為“明星”。

失重性骨丟失、心肌重塑是制約人類(lèi)開(kāi)展深空探索的重要醫(yī)學(xué)問(wèn)題，本次斑馬魚(yú)實(shí)驗(yàn)將以神舟十八號(hào)任務(wù)中建立的斑馬魚(yú)—金魚(yú)藻二元生態(tài)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，研究微重力對(duì)高等脊椎動(dòng)物蛋白穩(wěn)態(tài)的影響，明確蛋白穩(wěn)態(tài)對(duì)失重造成的骨量下降和心血管功能紊亂的調(diào)控作用。

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