斑马鱼成为优秀研究模型的五个原因

当在研究中使用动物时，重要的是使用最没有感觉的生物来回答手头的问题，从而最大限度地减少动物的痛苦。但是，也有纯粹的科学原因，为什么“低等”生物，如斑马鱼，可以创造一个更好的模型系统。其中一些原因概述如下:

1.与人类基因相似

斑马鱼是脊椎动物，因此与包括人类在内的哺乳动物具有高度的序列和功能同源性。由于保存了所有脊椎动物的细胞生物学和发育过程，对鱼类的研究可以深入了解人类疾病的过程。例如，迄今为止，所有被研究的蛋白质在鱼类和哺乳动物中都有类似的功能。

2.比啮齿动物更容易安置和照顾

由于斑马鱼体型较小，自然环境相对简单，因此在看起来更自然的条件下饲养斑马鱼比模拟哺乳动物更容易。这最大限度地减少了住房压力和这种压力可能对实验结果产生的影响。这不仅增加了动物使用的细化，还减少了需要使用的动物数量，因为它减少了由压力引起的受试者之间的差异。

3.任何基因突变或药物治疗的影响都很容易看到

斑马鱼胚胎和幼虫是完全透明的，这意味着可以使用非侵入性成像技术跟踪基因操作或药物治疗的影响。侵入性较小的技术使动物的痛苦最小化。侵入性手术不仅避免了对福利的影响，还可能影响实验结果，因此斑马鱼幼虫的透明性质也可能意味着结果更准确，更容易复制。

4.很多后代

对于斑马鱼来说，确保研究动物的现成供应也更容易。斑马鱼每一代的后代数量要比啮齿动物多得多。啮齿类动物每对有5-10个后代，而鱼类每对有200-300个后代。斑马鱼的后代也生长发育得非常快。

5.更容易引入基因变化

斑马鱼胚胎能够吸收添加到水中的化学物质，这意味着仅仅使用化学诱变剂就可以很容易地改变它们的基因。斑马鱼能够承受比啮齿动物耐受的更高水平的化学诱变剂，因此有可能在它们的基因组中诱导更高密度的突变。

使用斑马鱼模型的好处如何应用于基因研究?

尽管人们对研究人类疾病遗传学的“大数据”方法越来越感兴趣，但目前仍需要在动物模型系统中工作。对许多人来说，斑马鱼正成为越来越受欢迎的模式选择。

生物医学研究人员正在利用公共数据库和医疗记录中大量的遗传信息来探索人类疾病的原因，并获得洞察力，以帮助开发新的、个性化的治疗方法。但这种方法也有其局限性。顾名思义，人类全基因组关联研究(GWAS)只能显示特定遗传变异和特定疾病之间的统计关联。

对于大多数人类疾病，与疾病相关的遗传变异的影响非常小，这意味着需要大量的测序数据才能赋予关联统计显著性，这是非常耗时和昂贵的。或者，这些变异可能只发生在人口的很小一部分，因为任何具有重大影响的有害遗传变异在进化过程中已被选择对抗，或者这种变异可能是最近发生的，因此在许多个体中不存在。

再加上可能影响疾病发生的各种环境条件，以及个体不愿接受育种计划，你可以看到为什么尽管有大量的序列数据，但从人类研究中识别致病等位基因是有问题的。

在动物模型中进行正向基因突变研究可以避免这些问题。随机突变被引入基因组，后代被筛选感兴趣的表型。由于动物是在受控的环境中饲养的，由环境引起的变异被最小化。此外，诱变诱导的突变没有时间进行选择，从而产生更强的表型，更容易绘制。

假设确切的突变不会发生在人类身上，在动物研究中显示出强烈表型的基因中的任何变体仍有可能导致人类的疾病表型。因此，动物诱变的研究可以指导人类的研究。尽管可以在啮齿动物中进行，但在斑马鱼中进行正向遗传筛查要容易得多，正如上文所强调的，斑马鱼模型有很强的科学和道德依据。