斑馬魚(yú)模型構(gòu)建方法

新藥研發(fā)耗時(shí)漫長(zhǎng)、成本高昂，斑馬魚(yú)Cdx高通量藥物篩選技術(shù)打破僵局，為制藥產(chǎn)業(yè)注入強(qiáng)勁動(dòng)力。斑馬魚(yú)繁殖迅速、單次產(chǎn)卵量多，加之胚胎及幼魚(yú)體型微小，養(yǎng)殖占地少、成本低，天然適合大規(guī)模實(shí)驗(yàn)?；贑dx技術(shù)搭建藥物篩選平臺(tái)，關(guān)鍵在于利用斑馬魚(yú)Cdx基因異常引發(fā)的疾病模型，如脊柱畸形、腸道功能紊亂模型。將海量候選藥物以溶液形式加入斑馬魚(yú)養(yǎng)殖水體，藥物經(jīng)皮膚、鰓快速吸收進(jìn)入體內(nèi)。若某藥物旨在矯正因Cdx基因缺陷導(dǎo)致的脊柱彎曲，篩選過(guò)程中可實(shí)時(shí)觀察幼魚(yú)脊柱恢復(fù)情況；醫(yī)療腸道疾病藥物，則聚焦腸道蠕動(dòng)、絨毛修復(fù)指標(biāo)。許多藥物研發(fā)初期，會(huì)以斑馬魚(yú)為模型，測(cè)試藥物毒性與功效。斑馬魚(yú)模型構(gòu)建方法

人類疾病紛繁復(fù)雜，先天性疾病、遺傳性疾病成因隱匿，攻克難度極大。斑馬魚(yú)Cdx模型宛如搭建的模擬戰(zhàn)場(chǎng)，為探尋疾病真相、研發(fā)醫(yī)療策略開(kāi)辟捷徑。不少先天性脊柱畸形、腸道發(fā)育異常病癥，禍根在于胚胎發(fā)育關(guān)鍵基因失常，斑馬魚(yú)Cdx模型精細(xì)復(fù)現(xiàn)這些病癥特征。以先天性脊柱發(fā)育不全為例，患病嬰兒脊柱彎曲變形，生活飽受困擾。在斑馬魚(yú)Cdx模型中，當(dāng)Cdx基因發(fā)生突變，幼魚(yú)脊柱同樣出現(xiàn)怪異彎曲，解剖學(xué)與影像學(xué)觀察可精細(xì)捕捉病變細(xì)節(jié)。科研人員借此深入分子層面，挖掘致病基因上下游通路異常，鎖定潛在醫(yī)療靶點(diǎn)，開(kāi)啟靶向藥物研發(fā)征程。斑馬魚(yú)胚胎毒性研究它的腸道微生物群落對(duì)其消化和健康有重要作用。

環(huán)特生物提供基于斑馬魚(yú)模型的基因編輯服務(wù)，利用CRISPR/Cas9技術(shù)快速在斑馬魚(yú)模型中驗(yàn)證人類遺傳病、篩選致病基因、研究基因功能及作用通路等，主要研究領(lǐng)域?yàn)閶胗變喊l(fā)育畸形、罕見(jiàn)病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心腦的血管疾病、血液病、生殖缺陷等。相較于哺乳動(dòng)物基因編輯的試驗(yàn)周期長(zhǎng)（一般1年以上）、表型不直觀（一般需染色）、研究成功率低等缺點(diǎn)，斑馬魚(yú)基因編輯模型主要優(yōu)勢(shì)有：1.實(shí)驗(yàn)周期快，快可在2周內(nèi)進(jìn)行疾病相關(guān)的表型觀察（F0代高效瞬時(shí)敲降），3個(gè)月內(nèi)完成穩(wěn)定品系構(gòu)建（雜合子F1代3個(gè)月，純合子F2代6個(gè)月，子代數(shù)量多）；2. 直觀、多維度地活的動(dòng)態(tài)觀察（可對(duì)特定organ組織細(xì)胞進(jìn)行熒光標(biāo)記，利用透明斑馬魚(yú)活的觀察和成像，哺乳動(dòng)物上很難實(shí)現(xiàn))；3. 研究成功率高（與哺乳動(dòng)物相比較，斑馬魚(yú)基因編輯效率高，樣本數(shù)量多，可同時(shí)測(cè)試多個(gè)相關(guān)基因，比較大化保證研究的成功率）。

在藥物研發(fā)進(jìn)程中，PDX 斑馬魚(yú)模型發(fā)揮著極為關(guān)鍵的作用。傳統(tǒng)的藥物研發(fā)模式往往面臨諸多挑戰(zhàn)，如藥物在動(dòng)物模型和人體臨床試驗(yàn)中的效果差異較大等問(wèn)題。而 PDX 斑馬魚(yú)模型能夠較好地模擬人體tumor的異質(zhì)性和復(fù)雜性。將患者tumor組織移植到斑馬魚(yú)后，可以針對(duì)特定tumor類型快速測(cè)試多種藥物的療效。由于斑馬魚(yú)體型小、用藥量少，很大降低了藥物篩選成本。例如，在抗ai藥物研發(fā)中，通過(guò)觀察藥物對(duì) PDX 斑馬魚(yú)模型中tumor生長(zhǎng)的抑制情況，能夠在早期階段淘汰無(wú)效藥物，加速有潛力藥物的研發(fā)進(jìn)程，為患者爭(zhēng)取更多的醫(yī)療時(shí)間，同時(shí)也提高了藥物研發(fā)的成功率，促進(jìn)整個(gè)制藥行業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展。斑馬魚(yú)的卵有粘性，常附著在水草等物體表面孵化。

斑馬魚(yú)與人類在基因水平上具有較高的相似度，許多人類疾病相關(guān)的基因在斑馬魚(yú)中也有保守存在。因此，斑馬魚(yú)實(shí)驗(yàn)在人類疾病研究中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。在心血管疾病研究方面，斑馬魚(yú)的心臟結(jié)構(gòu)和功能與人類心臟有一定的相似性。通過(guò)誘導(dǎo)斑馬魚(yú)產(chǎn)生心血管系統(tǒng)的基因突變或使用藥物處理，可以模擬人類心血管疾病的發(fā)生過(guò)程，如先天性心臟病、心肌病等。研究人員可以觀察斑馬魚(yú)心臟的形態(tài)變化、心率異常以及血管的發(fā)育缺陷等表型，進(jìn)而探究疾病的發(fā)病機(jī)制，并篩選潛在的醫(yī)療藥物。例如，一些研究發(fā)現(xiàn)特定的化合物能夠改善斑馬魚(yú)因基因突變導(dǎo)致的心臟功能障礙，這為開(kāi)發(fā)醫(yī)療人類心血管疾病的新藥提供了線索。斑馬魚(yú)的壽命較短，一般為 2 - 3 年，利于世代研究。斑馬魚(yú)實(shí)驗(yàn)文獻(xiàn)報(bào)告

斑馬魚(yú)的皮膚有一定的保護(hù)功能，可抵御部分病菌入侵。斑馬魚(yú)模型構(gòu)建方法

運(yùn)用 CRISPR-Cas9 系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)特異性引導(dǎo) RNA（gRNA）精細(xì)靶向 Cdx 基因特定序列，Cas9 蛋白隨即切割 DNA 雙鏈，制造雙鏈斷裂。細(xì)胞自主修復(fù)過(guò)程中，通過(guò)插入、缺失或替換堿基，實(shí)現(xiàn) Cdx 基因定點(diǎn)突變。這一操作能模擬人類先天性疾病相關(guān)基因突變場(chǎng)景，如敲除斑馬魚(yú) Cdx 基因關(guān)鍵位點(diǎn)，幼魚(yú)精細(xì)呈現(xiàn)脊柱發(fā)育不全、腸道畸形等表型，與人類患者病癥高度相似，為探究疾病發(fā)病分子機(jī)制提供活的模型。TALEN 技術(shù)則利用人工設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)錄jihuo樣效應(yīng)因子核酸酶，同樣精細(xì)定位 Cdx 基因，誘導(dǎo)突變。相較于 CRISPR-Cas9，它在某些復(fù)雜基因位點(diǎn)編輯上更具優(yōu)勢(shì)，脫靶率更低，保障實(shí)驗(yàn)精細(xì)性。這些基因編輯技術(shù)不僅用于構(gòu)建疾病模型，還助力解析 Cdx 基因功能網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)逐一敲除上下游調(diào)控基因，勾勒完整調(diào)控圖譜，明晰胚胎發(fā)育指揮鏈。斑馬魚(yú)模型構(gòu)建方法