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斑馬魚與人類基因相似度達70% 適合做藥物篩選實驗

製藥研發的過程中,需要經過各項實驗才能推出,不過近年為減少高等動物實驗,斑馬魚成為藥物進入動物實驗前相當重要的實驗橋樑,透過斑馬魚特定的基因魚種觀察,可以快速做出合適的藥物篩選及人類疾病研究。

國家衛生研究院在「2022 年亞洲生技大展」中分享斑馬魚疾病與毒性檢測模式,國衛院分子與基因醫學研究所博士後研究員劉大瑋指出,斑馬魚的基因與人類相似度達 70%,非常適合做人類遺傳疾病、藥物研究,且只要提供一定環境維持魚類生理狀態,在受精後五天器官就能發育完成,透過胚胎的透明度及運用螢光基因轉殖技術標定特定器官、細胞就能做實驗觀察。

斑馬魚的體型小,且胚胎量很大、反應迅速,比起高等動物實驗的老鼠、兔子和猴子實驗來得容易許多。斑馬魚主要提供環境毒物檢測、環境賀爾蒙測試,如:水污染、重金屬污染、空氣污染,也能做疾病研究、藥物檢測或焦慮行為分析。

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斑馬魚做藥物檢測看生理反應

若要做毒性分析,劉大瑋表示,以某種特殊螢光轉殖魚為例,正常環境下,該轉殖斑馬魚不會有螢光的表達,不過若暴露於環境賀爾蒙中,該轉殖魚腦部會有明顯螢光的表達,顯示環境具有一定程度的刺激。若以此方式做藥物毒性檢測,若給藥後特定器官出現毒物反應,就能看出該藥物可能對器官有疑慮,就能再判斷是否要進行接續的動物實驗。

而在焦慮行為檢測上,劉大瑋說,斑馬魚剛到新環境時,初期會待在特定角落,但經過一段時間後便會開始探索周圍環境,如果在給予藥物後發現斑馬魚即使經過一段時間仍處在角落,就能看出該藥物會引發焦慮行為,同理若給予藥物後斑馬魚開始探索周遭,代表該藥物能解決焦慮問題。

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實驗斑馬魚養殖要維持環境恆定

斑馬魚的養殖過程需要維持一定條件,以維持恆定的生理狀態,才能獲得精準的實驗成果,劉大瑋表示,斑馬魚的養殖水溫要控制在 27 度上下兩度,酸鹼值則控制在 Ph 6.8-7.8 間,更要注意溶氧量,若太低斑馬魚會感覺緊迫,間接影響健康狀況與實驗效果。

劉大瑋說,養殖條件最重要還有光照週期,它會影響魚何時產卵,因此會將光照控制在穩定的 14 個小時亮燈、10 小時暗燈,並於前一天將公母魚放好,隔天開燈就會得到品質優良的魚卵來做實驗。

至於斑馬魚能否完全取代動物實驗,劉大瑋表示,斑馬魚胚胎一般認為無法完全取代傳統動物實驗,但由於已有完整器官的發育,可作為細胞實驗以及正式動物實驗之間的橋梁,達到高等動物實驗的減量。

文/陳芝瑄、圖/蘇鈺婷

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