斑马鱼在生命科学研究中的应用

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1、第19卷第4期生命科学Vol.19,No.42007年8月ChineseBulletinofLifeSciencesAug.,2007文章编号：1004-0374(2007)04-0382-05斑马鱼在生命科学研究中的应用刘昌盛，穆宇，杜久林*（中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所，上海200031）摘　要：利用模式生物进行研究是推动生命科学发展的主要手段之一。斑马鱼已成为继小鼠之后的又一个重要的模式脊椎动物。本文将重点介绍斑马鱼在学习记忆和疾病研究领域中的应用，以及我国推动斑马鱼相关研究的策略。关键词：斑马鱼；学习记忆；疾病中图分类号：Q

2、959.468;Q95-33　　文献标识码：AApplicationofthezebrafishintheresearchoflifesciencesLIUChangsheng,MUYu,DUJiulin*(InstituteofNeuroscience,ShanghaiInstititutesforBiologicalSciences,ChineseAcademyofSciences,Shanghai200031,China)Abstract:Usingmodelorganismsisamajorapproachinlifescienceres

3、earch.Thezebrafishhasbeencurrentlyanimportantvertebrateanimalmodel.Inthepresentreview,wewillfocusontheapplicationofthezebrafishinstudiesoflearning/memoryanddiseases.Keywords:zebrafish;learningandmemory;disease模式生物在生命科学研究中的应用已有百年历习记忆和疾病研究中的应用。史，具有不可替代的作用。大多数生命过程在长期1　斑马鱼在学习与记忆研

4、究中的应用的进化过程中具有高度的保守性，模式生物也因此学习与记忆是生命体最为迷人的特性，同时又成为研究人类发育、系统功能、疾病发生等的重要是非常复杂的过程。由于斑马鱼体外发育并且幼鱼工具。例如，模式生物与人类的胚胎发育有许多相透明的特点，在早期，斑马鱼的应用主要集中在发似之处，特别是脊椎动物和人类的胚胎发育过程在育生物学研究方面，但随着方法的进步和认识的不形态上相当类似，在细胞和分子水平上所涉及的信断深入，在学习与记忆研究方面也有越来越多的报号通路和基因一般也有高度的同源性。斑马鱼作为道。在学习与记忆研究中，斑马鱼具有两个突出的一种新型的脊椎模式

5、生物，具有繁殖能力强、体外优点，其一是斑马鱼幼鱼的透光性，使得我们可以受精和发育、胚胎透明、性成熟周期短、个体小运用注射荧光染料或者转基因的方法通过成像实时易养殖等诸多优点，特别是可以进行大规模的正向观察神经系统的活动。1995年，Fetcho和O’Malley[2]基因饱和突变与筛选。这些特点使其成为功能基因在斑马鱼中枢神经系统中注射钙敏感染料，通过轴组时代生命科学研究中重要的模型生物之一。由于突对染料的吸收并逆向转运到胞体的方法，在体观已有文章详细地描述了斑马鱼的特点以及在发育等察神经元中钙离子浓度的变化与运动的关系。其二研究领域中的应用[1

6、]，本文则侧重介绍斑马鱼在学是可以在清醒斑马鱼上的在体电生理记录神经元的电收稿日期：2007-07-27基金项目：国家“973”课题资助项目(2001CB5120)作者简介：刘昌盛(1980—)，男，硕士；杜久林(1970—)，男，博士，研究员，*通讯作者，E-mail:dexter@ionac.cn第4期刘昌盛，等：斑马鱼在生命科学研究中的应用383活动。1999年，Drapeau等[3]首次在清醒斑马鱼的年斑马鱼中，易于形成稳定的学习记忆，而老年斑多种类型神经元中通过胞内记录和膜片钳记录的方马鱼的这种记忆则极易丢失。此研究使得我们有可法检测到

7、电活动。这两个优点使得我们能够在清醒能通过运用斑马鱼强大的分子遗传操作方法，探寻的斑马鱼上，结合行为学方法，直接或间接地检测与年龄相关的认知衰退的神经机制以及治疗对策。细胞和环路水平的活动，揭示学习与记忆的复杂神1.3　左右脑不对称性行为　左右脑在学习与记忆中经机制。分工的问题早在1961由Sperry在裂脑人上进行的实迄今为止，基于斑马鱼水生特性，在学习与验得以证明[14]，但其机制仍不甚明了。目前斑马鱼记忆方面的研究主要包括五个方向：药物成瘾相关也越来越多地被应用于大脑左右不对称的研究中。的学习记忆、空间相关的学习记忆、大脑左右不对在发育上，

8、对于斑马鱼上丘脑不对称性的形成及相称相关的学习记忆、社会行为相关学习记忆和感觉关信号通路已有一系列的研究[15–17]；在功能上，也及其