河南省兒童醫(yī)院斑馬魚實(shí)驗(yàn)室 正在進(jìn)行科研的工作人員 制圖/郭晗

頂端新聞·河南商報(bào)首席記者 楊曉妍 記者 蘇梓晴 丁博洋 文/圖

神舟二十號(hào)載人飛船于4月24日17時(shí)17分發(fā)射。跟著神舟二十號(hào)一起出征太空的，還有渦蟲、斑馬魚和鏈霉菌。曾被稱為“水中小白鼠”的斑馬魚，如今已是第二次登上太空，成了“魚航員”。

而河南關(guān)于斑馬魚的研究也早已展開。頂端新聞·河南商報(bào)記者了解到，河南省兒童醫(yī)院兒童遺傳代謝性疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已建成較為完善的斑馬魚實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

兩次登上太空的斑馬魚

斑馬魚體長4~5厘米，是一種小型熱帶淡水魚。斑馬魚將在軌培養(yǎng)30天，每天由實(shí)驗(yàn)設(shè)備自動(dòng)攝像觀察其狀態(tài)，并自動(dòng)喂食，再由航天員進(jìn)行在軌回收，回到地面開展深入研究。據(jù)新華社報(bào)道，本次斑馬魚實(shí)驗(yàn)將在神舟十八號(hào)任務(wù)建立的“斑馬魚—金魚藻二元生態(tài)系統(tǒng)”基礎(chǔ)上，深入研究微重力環(huán)境對(duì)高等脊椎動(dòng)物蛋白穩(wěn)態(tài)的影響。這也是國際上首次利用實(shí)施基因敲除的斑馬魚開展的在軌實(shí)驗(yàn)。

而在地面，河南省兒童醫(yī)院兒童遺傳代謝性疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室占地3000平方米。據(jù)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)成員介紹，實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)著約1.5萬條斑馬魚，15名專職研究人員通過長期攻關(guān)，已成功構(gòu)建20余種遺傳性疾病斑馬魚模型，涵蓋先天性腎臟和尿路畸形、癲癇、房顫、癡呆及新生兒不明原因高膽紅素血癥等疾病。

4月29日，河南省兒童醫(yī)院兒科醫(yī)學(xué)研究所助理研究員王龍飛告訴頂端新聞·河南商報(bào)記者，斑馬魚作為一種模式生物，在遺傳性疾病研究中具有顯著優(yōu)勢。

斑馬魚的基因組與人類高度同源，約85%的人類基因在斑馬魚中有對(duì)應(yīng)的同源基因，病理?xiàng)l件下它們體內(nèi)的變化與人體相似，這使得斑馬魚成為研究人類疾病的理想模型。

另外，斑馬魚胚胎透明、體外受精、發(fā)育速度快，便于觀察和實(shí)驗(yàn)操作。且其繁殖能力強(qiáng)，成本低廉，適合進(jìn)行大規(guī)模的遺傳學(xué)和藥物篩選實(shí)驗(yàn)。

“因此，太空實(shí)驗(yàn)所提到的心肌重塑相關(guān)實(shí)驗(yàn)，斑馬魚作為生物研究樣本是有其顯著優(yōu)勢的。研究表明，斑馬魚的心室剪切20%后，能夠在2~3個(gè)月再生，并且基本完全恢復(fù)正常的心功能，為我們了解心臟的再生秘密提供重要的參考價(jià)值。”王龍飛說。

“水中小白鼠”有望實(shí)現(xiàn)“天為地用”

神舟十八號(hào)任務(wù)期間，我國科研團(tuán)隊(duì)在空間站搭建起斑馬魚與金魚藻構(gòu)成的二元水生生態(tài)系統(tǒng)。

在失重環(huán)境下，這個(gè)“太空水世界”穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)43天，打破國際同類系統(tǒng)太空運(yùn)行時(shí)長紀(jì)錄，更實(shí)現(xiàn)斑馬魚在軌產(chǎn)卵。

新一批上天的斑馬魚，肩負(fù)著特別的科研任務(wù)，既有普通的野生斑馬魚，也有經(jīng)過基因改造、敲除特定基因的斑馬魚。

據(jù)早前報(bào)道，科學(xué)家們經(jīng)過長期研究發(fā)現(xiàn)，被敲除的基因在地面實(shí)驗(yàn)里，能幫助對(duì)抗骨頭變脆和心臟變形的問題。但地面模擬的失重環(huán)境和太空真實(shí)環(huán)境還是不一樣，這個(gè)基因在真正的太空里到底有沒有用，還要驗(yàn)證。

等這些“魚航員”完成太空之旅回到地面，科學(xué)家們就會(huì)仔細(xì)研究它們身體里蛋白質(zhì)、基因這些微觀層面的變化。

同時(shí)，研究結(jié)果還有望用于針對(duì)性開發(fā)藥物，實(shí)現(xiàn)“天為地用”，為長期臥床人群的骨丟失問題提供解決方案。

因此，研究斑馬魚在太空的變化，不僅能幫我們解決航天員的健康難題，還能給長期臥床的病人帶來希望——他們同樣面臨骨頭變脆的困擾。太空實(shí)驗(yàn)的成果，或許能為改善這類人群的健康狀況找到新方法。

“兩次登上太空的斑馬魚，對(duì)于醫(yī)學(xué)研究具有戰(zhàn)略性指導(dǎo)意義。”王龍飛稱，“神舟二十號(hào)此次的實(shí)驗(yàn)，將通過基因編輯斑馬魚與普通斑馬魚的對(duì)比研究，揭示微重力環(huán)境對(duì)脊椎動(dòng)物肌肉和骨骼的蛋白質(zhì)造成的影響，為相關(guān)疾病研究提供全新視角。”

河南已建立較為完善的斑馬魚實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

據(jù)了解，河南省兒童醫(yī)院兒童遺傳代謝性疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已建立較為完善的斑馬魚實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括自動(dòng)循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)等，目前已獲批河南省人類疾病斑馬魚模型與藥物篩選工程研究中心和鄭州市斑馬魚兒童疾病模型及藥物篩選工程研究中心。

“斑馬魚在個(gè)性化醫(yī)療領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢。”王龍飛舉例，“對(duì)于化療不敏感的腫瘤患者，我們可以將其腫瘤細(xì)胞移植到斑馬魚體內(nèi)，快速篩選出最有效的治療方案。這種‘活體試藥’模式不僅能大幅降低試錯(cuò)成本，更能為臨床治療提供精準(zhǔn)指導(dǎo)，代表著轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)的重要發(fā)展方向。”

王龍飛認(rèn)為，隨著空間生命科學(xué)研究的深入，斑馬魚模型將在揭示疾病機(jī)制、開發(fā)新型療法等方面發(fā)揮更大作用。“天地協(xié)同”的研究模式，有望為人類健康帶來突破性進(jìn)展。

斑馬魚研究正從醫(yī)學(xué)領(lǐng)域向環(huán)境健康科學(xué)延伸。王龍飛介紹：“除遺傳疾病研究外，斑馬魚模型在環(huán)境污染物防治方面也展現(xiàn)出獨(dú)特價(jià)值。這種模式生物能為環(huán)境毒理學(xué)研究提供重要參考。”

據(jù)其表述，該研究團(tuán)隊(duì)以日常生活常見的塑料制品污染物——雙酚類物質(zhì)為研究對(duì)象，建立了系統(tǒng)的斑馬魚評(píng)估模型。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，雙酚類物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致斑馬魚神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育異常，而補(bǔ)充葉酸可顯著改善這類神經(jīng)損傷。這一發(fā)現(xiàn)，為預(yù)防環(huán)境污染物導(dǎo)致的神經(jīng)發(fā)育障礙提供了潛在干預(yù)策略。