一、安全性評(píng)價(jià)

劍尾魚（Xiphophorushelleri）是一種用于環(huán)境化合物安全性評(píng)價(jià)的優(yōu)良實(shí)驗(yàn)魚類。以劍尾魚作為實(shí)驗(yàn)魚類，用不同的生物標(biāo)志物，如EROD、ERND、GST等酶活性和CYP1A、CYP3A、GST和P-糖蛋白mRNA的表達(dá)水平，對(duì)三氯生（TCS）的毒性進(jìn)行評(píng)估。急性毒性試驗(yàn)表明，CYP1A、CYP3A、GST和P-糖蛋白的mRNA的表達(dá)水平均呈劑量效應(yīng)關(guān)系，表明TCS對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)存在潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。類似的實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，暴露于全氟辛烷磺酸（PFOS）中的劍尾魚的生長(zhǎng)狀況、性腺指數(shù)（GSI）、肝指數(shù)（HSI）均出現(xiàn)明顯變化。因此，以HSI和GSI來(lái)評(píng)估長(zhǎng)期暴露條件下化合物毒性，是優(yōu)良的亞致死化學(xué)評(píng)估方法。經(jīng)甲基睪酮的誘導(dǎo)，雌性劍尾魚隨誘導(dǎo)時(shí)間的延續(xù)均出現(xiàn)了雄性第二性征，體形、鰭、骨骼均發(fā)生了不同程度的變化，性腺呈現(xiàn)萎縮退化趨勢(shì)，生殖能力受到影響。其中臀鰭、尾鰭和骨骼的變化最明顯，可作為水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的有效生物學(xué)標(biāo)記并應(yīng)用于環(huán)境雄激素生物監(jiān)測(cè)。稀有?鯽（Gobiocyprisrarus）是我國(guó)特有的對(duì)環(huán)境化合物敏感的小型實(shí)驗(yàn)魚類，已廣泛應(yīng)用于水生態(tài)毒理學(xué)研究。根據(jù)最近的研究資料，稀有?鯽被暴露于17α-炔雌醇、雙酚A、己烯雌酚和壬基酚等激素類化合物中，性別分化和性別相關(guān)基因的表達(dá)被受到影響，其生長(zhǎng)發(fā)育，免疫反應(yīng)、物質(zhì)代謝等受到多氟和全氟化合物聯(lián)合作用、氯苯胺等化合物作用的影響?？蓪⑾∮?鯽作為檢測(cè)化合物毒性和評(píng)價(jià)水環(huán)境中化合物污染的實(shí)驗(yàn)用魚。姜錦林等（2012，2013）觀察了微囊藻毒素（MC-LR）與阿特拉津單一染毒和復(fù)合染毒對(duì)鯉魚的生態(tài)毒理效應(yīng)，研究其肝毒性及毒素積累，其肝臟通過(guò)ROS途徑和PP抑制途徑誘導(dǎo)解毒。該研究闡明了水環(huán)境中低濃度污染物共存對(duì)魚類的潛在風(fēng)險(xiǎn)，可為環(huán)境污染物安全閾值的確定和污染物水生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的完善提供科學(xué)依據(jù)。

二、藥物篩選與新藥發(fā)現(xiàn)

1、抗腫瘤藥物的篩選

LiY等（2012）用斑馬魚對(duì)502種天然化合物進(jìn)行抗腫瘤藥物篩選，采用MTT法與MCF7乳腺癌細(xì)胞株比較，結(jié)果在斑馬魚中檢測(cè)到59種有毒化合物，其中28例化合物誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和激活p53通路。其對(duì)抗腫瘤及誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的藥物生產(chǎn)具有指示作用。張紅翠等（2012）采用MTT法檢測(cè)順鉑、紫杉醇、阿霉素、5-氟尿嘧啶等4種藥物對(duì)HL-60和Hela細(xì)胞增殖的影響，并觀察藥物對(duì)斑馬魚胚胎發(fā)育的影響。發(fā)現(xiàn)這4種抗腫瘤藥物對(duì)斑馬魚胚胎的生長(zhǎng)發(fā)育均有致畸作用。斑馬魚胚胎作為細(xì)胞毒性類藥物篩選模型，對(duì)于抗微管類藥物較為敏感，但對(duì)于抗代謝藥物敏感性較腫瘤細(xì)胞差。WangC等（2010）也利用轉(zhuǎn)基因斑馬魚卵篩選出了具有抗腫瘤和抗血管生成活性的化合物羅蘇伐他汀。

2、心血管藥物的篩選

HeZH等（2009）以轉(zhuǎn)基因斑馬魚對(duì)大黃的4個(gè)組分和5個(gè)蒽醌類化合物進(jìn)行篩選，發(fā)現(xiàn)大黃素、蘆薈大黃素和大黃酸具有較強(qiáng)的抗血管生成作用，并證明大黃抗炎可能與抗血管生成有關(guān)。NiTT等（2012）用心肌被GFP標(biāo)記的Tg（cmlc2：EGFP）轉(zhuǎn)基因斑馬魚做藥物篩選，發(fā)現(xiàn)小分子Cardionogen能增加心肌細(xì)胞的數(shù)量，促進(jìn)小鼠ES細(xì)胞向心肌細(xì)胞分化。胚胎和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示Cardionogen跟經(jīng)典Wnt信號(hào)通路相互拮抗。

3、神經(jīng)系統(tǒng)藥物的篩選

KokelD等（2010）的斑馬魚實(shí)驗(yàn)證明STR-1為新的乙酰膽堿酯酶抑制劑，而STR-2在活體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中也能抑制乙酰膽堿酯酶活性。說(shuō)明利用活體動(dòng)物行為實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)新的刺激神經(jīng)的化合物及研究其機(jī)制。由于斑馬魚在生理和行為學(xué)方面的特點(diǎn)，可作為應(yīng)激及焦慮新模式生物，更適合中藥抗焦慮藥藥理研究和藥物篩選。

4、肥胖癥和動(dòng)脈硬化藥物的篩選

JonesKS等（2008）以斑馬魚檢測(cè)已知藥物（PPAR激動(dòng)劑、乙型腎上腺素激動(dòng)劑、SIRT-1激動(dòng)劑、煙酸）的促脂肪代謝作用。結(jié)果顯示，這些藥物都能促進(jìn)斑馬魚的脂肪代謝，提出斑馬魚胚胎卵黃囊內(nèi)的脂肪含量可以用作篩選調(diào)節(jié)脂肪代謝藥物的指標(biāo)，而哺乳動(dòng)物肥胖癥模型很難用于高通量篩選。應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)構(gòu)建Agouti相關(guān)蛋白過(guò)量表達(dá)模型可模擬瘦素缺陷的人類肥胖疾病，并可應(yīng)用于減肥藥的大規(guī)模篩選。加利福尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Miller等（2009）利用動(dòng)脈粥樣硬化模型觀察血管內(nèi)壁的增厚情況，并利用此模型成功篩選出ezetimibe，該藥有減輕血管壁增厚和增強(qiáng)血管壁屏障的作用。此模型對(duì)研究血管壁的變化和脂類堆積有很大幫助，同時(shí)利用此模型也可進(jìn)行藥物篩選和新藥發(fā)現(xiàn)。

三、藥物藥理學(xué)研究

顏慧等（2010，2012）的實(shí)驗(yàn)研究表明，通過(guò)成癮性藥物嗎啡和甲基苯丙胺作用于斑馬魚自發(fā)活動(dòng)及T迷宮兩個(gè)行為模型，對(duì)成癮性藥物運(yùn)動(dòng)活動(dòng)性、位置偏愛(ài)、認(rèn)知功能等方面的影響進(jìn)行快速評(píng)價(jià)，與大小鼠模型相比，斑馬魚對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)類藥物反應(yīng)的靈敏度較高，水平與垂直方向的行為指標(biāo)可提供更多的信息，能較全面地反映藥物對(duì)動(dòng)物行為的影響。BownikA等（2012）將鯉魚暴露在高濃度的類毒素-A中，ATP水平降低，低濃度和高濃度均影響細(xì)胞凋亡和壞死，T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞增殖能力降低，是水生環(huán)境中可能的免疫毒性劑，會(huì)增加魚的感染和患腫瘤疾病的可能性。金魚（Carassiusauratus）是我國(guó)馴化的觀賞魚類，也常用于藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。例如將金魚口服印楝素，研究印楝素對(duì)金魚非特異性免疫反應(yīng)和抵抗病原菌嗜水氣單胞菌的作用，檢測(cè)其免疫參數(shù)和血清生化指標(biāo)，可作為水產(chǎn)養(yǎng)殖的潛在的免疫增強(qiáng)劑和研究其免疫作用機(jī)理。

四、藥物代謝研究

斑馬魚可用于藥物代謝研究。AldertonW等（2010）在斑馬魚幼體中分析了一系列常用的人CYP酶探針底物的積聚和代謝情況，發(fā)現(xiàn)他克林（CYP1A2）、雙氯芬酸（CYP2C9）、安非他酮（CYP2B6）、睪酮（CYP3A4）等藥物能在受精7d后的斑馬魚幼體中發(fā)生羥化反應(yīng)。對(duì)化合物西沙必利、氯丙嗪、維拉帕米、睪酮和右美沙芬代謝物的分析發(fā)現(xiàn)，在斑馬魚幼體中能催化發(fā)生一相代謝反應(yīng)（氧化、N-脫甲基、O-脫乙基和N-脫烷基）和二相代謝反應(yīng)（硫酸化和葡糖醛酸化）。非那西丁（CYP1A2）和右美沙芬（CYP2D6）分別能被代謝為撲熱息痛和右啡烷，這與人體中的代謝產(chǎn)物一致。LiZH等（2011）利用轉(zhuǎn)錄組學(xué)以及蛋白質(zhì)組學(xué)的方法檢測(cè)到，斑馬魚與哺乳動(dòng)物的代謝酶體系具有極度相似性，由此構(gòu)建了斑馬魚研究中藥及其單體藥物代謝的平臺(tái)。對(duì)淫羊藿黃酮類化合物及其衍生物在斑馬魚整體模型中的代謝途徑、分布機(jī)制進(jìn)行探討，為斑馬魚成為一種實(shí)用的體內(nèi)代謝篩選模型提供了理論依據(jù)。虹鱒被單獨(dú)灌喂三聚氰胺、氰尿酸與同時(shí)灌喂此兩種化合物，發(fā)現(xiàn)，當(dāng)劑量單獨(dú)，虹鱒對(duì)三聚氰胺和氰尿酸的腎殘留耗盡比在兩種化合物一起更快。可以此對(duì)動(dòng)物組織中三聚氰胺殘留進(jìn)行相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估并研究其劑量效應(yīng)。以灌喂方式喂以土霉素（OTC）研究其藥物代謝及消殘規(guī)律，發(fā)現(xiàn)其使用多劑量比標(biāo)準(zhǔn)單劑量效果要好。實(shí)驗(yàn)魚類對(duì)藥物代謝研究所作出的貢獻(xiàn)，為現(xiàn)有哺乳動(dòng)物的藥物代謝數(shù)據(jù)提供了新的信息。

五、中藥研究

以斑馬魚開(kāi)展中藥研究已有許多例子，例如研究黃芪的藥理作用。研究表明，黃芪中的黃芪甲苷與多糖成分能顯著促進(jìn)斑馬魚體內(nèi)HUVEC的增殖、遷移以及管形形成等，能上調(diào)VEGF、Kdr1、Flt1mRNA的表達(dá)，同時(shí)能激活A(yù)kt信號(hào)通路。但不能引起血管新生，對(duì)受損的血管新生功能具有較強(qiáng)的修復(fù)作用。當(dāng)歸揮發(fā)油中分離的正丁烯夫內(nèi)酯能顯著抑制斑馬魚腸下靜脈的生成，體外能抑制HUVEC細(xì)胞周期的進(jìn)程，引起細(xì)胞的凋亡并激活P38和ERK1/2的信號(hào)通路。槲皮素和蘆丁藥物可在不影響斑馬魚體正常運(yùn)動(dòng)的情況下預(yù)防由東莨菪堿導(dǎo)致的記憶障礙，且槲皮素和蘆丁等植物成分可能成為神經(jīng)系統(tǒng)疾?。ㄈ绨柎暮ＤY）的治療藥物。斑馬魚連續(xù)暴露于續(xù)斷總皂苷溶液中，可以顯著提高斑馬魚的認(rèn)知和記憶能力及Na+-K+-ATP酶的活力。綠茶中微量成分表兒茶精可明顯減弱輻射誘發(fā)的斑馬魚胚胎毒性，防止輻射誘發(fā)的神經(jīng)丘毛細(xì)胞減少，認(rèn)為其是防治輻射誘發(fā)耳毒性的安全有效候選藥物。

六、再生藥物研究

在組織器官再生研究中，與小鼠等模式動(dòng)物相比，斑馬魚具有強(qiáng)大的再生能力，它的多個(gè)組織和器官如尾鰭、心臟、神經(jīng)細(xì)胞、血管和肝臟等都能再生，為研究器官再生的調(diào)控機(jī)制提供了巨大優(yōu)勢(shì)。小分子化合物的高通量篩選在斑馬魚的研究中蓬勃發(fā)展，為研究者尋找影響器官發(fā)育與再生的有效藥物，治療相關(guān)的臨床疾病提供了研究藥物開(kāi)發(fā)方向和信息。近年來(lái)通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)構(gòu)建的轉(zhuǎn)基因斑馬魚藥物誘導(dǎo)模型，為通過(guò)大規(guī)模遺傳篩選方法來(lái)深入研究再生的調(diào)節(jié)機(jī)制提供了可能。Fgf、Notch、Wnt等信號(hào)通路在心臟再生過(guò)程中的作用已被廣泛認(rèn)知。通過(guò)篩選提示Pdgf家族因子在心臟再生過(guò)程主要是再次激活心臟再生過(guò)程中的血管發(fā)生。視黃酸（RA）能夠誘導(dǎo)鰭再生中的細(xì)胞凋亡。干擾哺乳動(dòng)物膠原代謝的藥物如消炎痛、阿司匹林等，可以干擾膠原纖維的沉積和組織，在TCDD處理后影響魚鰭膠原的形成，再生過(guò)程受到抑制。此外，魚類在醫(yī)藥學(xué)上的廣泛應(yīng)用與研究，也促使研究者們將魚類直接作為藥物來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。紋鱧（Channastrtatus）作為ACE抑制劑、抗抑郁和神經(jīng)再生劑的性能與在傷口治療、作為止痛藥的藥效方面超越傳統(tǒng)的治療創(chuàng)傷與痛苦的藥物處方。大鯢（Andriasdavidianus）機(jī)體中含有70多種天然活性物質(zhì)，能改善人體細(xì)胞代謝水平，促進(jìn)人體蛋白質(zhì)合成，提高人體免疫功能，增強(qiáng)人體抗病能力，延緩衰老。因?yàn)榇篥F特有的藥用價(jià)值可將其深加工成燙傷藥物、藥用營(yíng)養(yǎng)保健品、美容護(hù)膚品等。鱘魚（AcipensersturioLinnaeus）的軟骨可提取軟骨素，皮、鰓和脂肪均具有特殊的藥用價(jià)值。鱘魚還具有抗癌、治癌的特殊功效。隨著魚類的藥效被研究者發(fā)現(xiàn)，越來(lái)越多的魚類將被用作藥物來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

七、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，以實(shí)驗(yàn)魚類進(jìn)行藥學(xué)研究已成為當(dāng)今藥學(xué)研究，特別是藥物篩選的熱門手段。但是目前藥學(xué)研究可利用的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)魚類品種（系）還相對(duì)較少。隨著現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是轉(zhuǎn)基因技術(shù)、基因敲除技術(shù)、克隆技術(shù)、基因芯片等分子生物學(xué)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)魚類模型開(kāi)發(fā)中得到廣泛應(yīng)用，會(huì)有越來(lái)越多的實(shí)驗(yàn)魚類在珍稀藥物篩選、藥物療效判定和新藥臨床前ADME/Tox評(píng)價(jià)，并在藥物毒性檢測(cè)與安全性評(píng)價(jià)中發(fā)揮更重要的作用。

作者：廖小立 姚峰 吳端生 單位：湖南衡陽(yáng)南華大學(xué)藥學(xué)與生物科學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)部