4月24日17時17分，神舟二十號載人飛船在第十個“中國航天日”領命出征，載著斑馬魚、渦蟲和鏈霉菌駛向太空。

在溫大生命與環(huán)境科學學院生研院，斑馬魚生物醫(yī)學研究團隊致力斑馬魚資源開發(fā)與生物醫(yī)學檢測技術研發(fā)多年，看著自己的“實驗伙伴”斑馬魚再次成為“太空明星”，團隊人員欣喜非常。

“最好的實驗伙伴”

在神舟二十號載人飛行任務新聞發(fā)布會上，中國載人航天工程新聞發(fā)言人、中國載人航天工程辦公室副主任林西強介紹神舟二十號任務將以斑馬魚、渦蟲和鏈霉菌作為研究對象，開展3項生命科學實驗。

“斑馬魚體積小、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。”溫大生命與環(huán)境科學學院生研院斑馬魚生物醫(yī)學研究團隊負責人、常務副院長金立波與斑馬魚打交道多年，他稱斑馬魚為“最好的實驗伙伴”。

在生命科學研究中，斑馬魚是一種常見的模式生物。斑馬魚作為四大模式生物之一，其基因與人類基因相似度高且體形小、繁殖快、發(fā)育周期短，成為生命科學領域模式生物的“后起之秀”，被稱為“水中小白鼠”。

“首先，它的體積小，但繁殖能力極強——單次產(chǎn)卵可達200-300枚，遠超小鼠等哺乳動物，這為實驗提供了海量樣本。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察，這是其他脊椎動物無法比擬的直觀優(yōu)勢。”提起斑馬魚的優(yōu)點，金立波滔滔不絕，“而且，斑馬魚簡直是‘快節(jié)奏科學’的完美模型。它的發(fā)育速度驚人，基本5天內完成主要器官形成。相比之下，小鼠實驗動輒數(shù)月，而斑馬魚在幾天內就能取得初步結果。此外，它的飼養(yǎng)成本極低——普通實驗室的水族系統(tǒng)就能滿足需求，既節(jié)約時間，又節(jié)約金錢。”

小魚破解人類疾病與環(huán)境毒性密碼

“基因測序結果顯示，斑馬魚與人類基因同源性高達87%，在一些疾病表達上相似度甚至高達95％，用來構建疾病模型真是再適合不過了。”金立波說。

溫大生命與環(huán)境科學學院生研院斑馬魚生物醫(yī)學研究團隊以斑馬魚的研究為核心，提供以斑馬魚為載體的資源開發(fā)與生物醫(yī)學檢測技術服務，包括各品類基因編輯斑馬魚模型的研發(fā)、多種疾病模型的斑馬魚構建，開展科研項目研究與合作。

“比如，我們曾和溫州醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院內分泌科合作，進行了一個糖尿病治療引發(fā)抑郁癥的研究。”金立波說，“一些臨床藥物有引發(fā)抑郁癥的副作用。我們通過給斑馬魚投喂藥物，研究它的抑郁模型。抑郁之后的斑馬魚腦組織勻漿檢測皮質醇水平增加，游動速度緩慢、社交行為降低。然后驗證改善抑郁癥的療法，比如建立一個斑馬魚的運動系統(tǒng)，讓得抑郁癥的斑馬魚進行運動，再觀測運動是否能改善它的抑郁狀況。”

除此之外，溫大生命與環(huán)境科學學院生研院斑馬魚生物醫(yī)學研究團隊還將斑馬魚模型拓展至化妝品、食品、保健品、環(huán)境毒性與安全評價等領域。“在我們的生活中，微塑料可以說是廣泛存在。我們身邊的水中也可能含有微塑料。”金立波分享，團隊曾進行水中微塑料實驗，通過斑馬魚進行環(huán)境毒性評價，“這類實驗不僅可以證明污染物的危害，還能服務于環(huán)境治理實驗，應證環(huán)境治理成效。”

“養(yǎng)魚高手”發(fā)表SCI論文近90篇

“進入實驗室，每個同學的第一件功課就是養(yǎng)魚！”金立波說。在溫大生命與環(huán)境科學學院生研院斑馬魚生物醫(yī)學研究團隊，實驗用斑馬魚都價值不菲，有些是源自中國科學院水生物研究所，價格高達七八百元的轉基因斑馬魚，還有自己繁育的斑馬魚。“我們也在自己繁育這些高價轉基因斑馬魚。控制水溫、調節(jié)氧氣……可以說，團隊每名同學都是養(yǎng)魚高手。”金立波說，“團隊成員們都非常喜歡魚，有時候，我們會碰上罕見的白化病斑馬魚、轉基因藍光斑馬魚。同學們甚至會將這幾條特別的小魚養(yǎng)上一陣，讓它們做為觀賞魚陪伴我們。不過，因為實驗空間有限，更多的時候，我們只能犧牲它們進行實驗。”

在這些“實驗伙伴”陪伴下，溫大生命與環(huán)境科學學院生研院斑馬魚生物醫(yī)學研究團隊論文頻出，《有氧運動改善斑馬魚糖尿病合并抑郁樣行為》發(fā)表于期刊《Life Sciences》，影響因子達6.78。并與溫州醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院、溫州醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院、重慶大學附屬腫瘤醫(yī)院、浙江大學醫(yī)學院附屬邵逸夫醫(yī)院等13家醫(yī)院展開合作。

至今，溫大生命與環(huán)境科學學院生研院斑馬魚生物醫(yī)學研究團隊已形成一套斑馬魚繁育SOP標準作業(yè)流程、一套斑馬魚實驗技術SOP標準作業(yè)流程，擁有生物醫(yī)學斑馬魚相關斑馬魚疾病模型構建、基因編輯斑馬魚模型、檢測及安全評價技術3大核心技術，在模型構建方面獲得3項發(fā)明專利和5項實用新型專利，在生態(tài)學、藥學領域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”斑馬魚跟隨3名航天員一起出發(fā)去太空。這是我國首次在空間站實施在軌水生生態(tài)研究項目，以斑馬魚為研究對象，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，斑馬魚出現(xiàn)腹背顛倒、旋轉、轉圈等異常情況，但總體狀態(tài)良好。科研人員原本估計它們只能存活一個月，但結果令人意外，這些斑馬魚在太空存活了6個月，生命力頑強。2024年11月4日，中國空間站第7批空間科學實驗樣品隨神舟十八號飛船順利返回。其中，返回的斑馬魚培養(yǎng)水基和在太空中產(chǎn)的卵等實驗材料成為“明星”。

失重性骨丟失、心肌重塑是制約人類開展深空探索的重要醫(yī)學問題，本次斑馬魚實驗將以神舟十八號任務中建立的斑馬魚—金魚藻二元生態(tài)系統(tǒng)為基礎，研究微重力對高等脊椎動物蛋白穩(wěn)態(tài)的影響，明確蛋白穩(wěn)態(tài)對失重造成的骨量下降和心血管功能紊亂的調控作用。

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