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(lǐng)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(xué)學(xué)院生研院，斑馬魚生物醫(yī)學(xué)研究團隊致力斑馬魚資源開發(fā)與生物醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)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(wù)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(wù)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(xué)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(xué)學(xué)院生研院斑馬魚生物醫(yī)學(xué)研究團隊負(fù)責(zé)人、常務(wù)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(xué)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(xué)領(lǐng)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(dá)200-300枚，遠(yuǎn)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(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，小鼠實驗動輒數(shù)月，而斑馬魚在幾天內(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(jié)果顯示，斑馬魚與人類基因同源性高達(dá)87%，在一些疾病表達(dá)上相似度甚至高達(dá)95％，用來構(gòu)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(xué)學(xué)院生研院斑馬魚生物醫(yī)學(xué)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(xué)檢測技術(shù)服務(wù)，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(gòu)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(xué)附屬第一醫(yī)院內(nèi)分泌科合作，進(jìn)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(zhì)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(jìn)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(xué)學(xué)院生研院斑馬魚生物醫(yī)學(xué)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(lǐng)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(jìn)行水中微塑料實驗，通過斑馬魚進(jìn)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(wù)于環(huán)境治理實驗，應(yīng)證環(huán)境治理成效。”

“養(yǎng)魚高手”發(fā)表SCI論文近90篇

“進(jìn)入實驗室，每個同學(xué)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(xué)學(xué)院生研院斑馬魚生物醫(yī)學(xué)研究團隊，實驗用斑馬魚都價值不菲，有些是源自中國科學(xué)院水生物研究所，價格高達(dá)七八百元的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)基因斑馬魚。控制水溫、調(diào)節(jié)氧氣……可以說，團隊每名同學(xué)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(zhuǎn)基因藍(lán)光斑馬魚。同學(xué)們甚至?xí)⑦@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(jìn)行實驗。”

在這些“實驗伙伴”陪伴下，溫大生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院生研院斑馬魚生物醫(yī)學(xué)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(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)院展開合作。

至今，溫大生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院生研院斑馬魚生物醫(yī)學(xué)研究團隊已形成一套斑馬魚繁育SOP標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程、一套斑馬魚實驗技術(shù)SOP標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程，擁有生物醫(yī)學(xué)斑馬魚相關(guān)斑馬魚疾病模型構(gòu)建、基因編輯斑馬魚模型、檢測及安全評價技術(shù)3大核心技術(shù)，在模型構(gòu)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(xué)、藥學(xué)領(lǐng)域SCI期刊發(fā)表論文近90篇。

新聞+

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(zhuǎn)、轉(zhuǎn)圈等異常情況，但總體狀態(tài)良好。科研人員原本估計它們只能存活一個月，但結(jié)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(xué)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(xué)問題，本次斑馬魚實驗將以神舟十八號任務(wù)中建立的斑馬魚—金魚藻二元生態(tài)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，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(diào)控作用。

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