在新一期的Genome Biology杂志的网络版上，来自德国的研究人员发表新文章显示，斑马鱼胚胎中因接触环境毒素导致的基因表达模式的变化能够显示出起作用的个体毒素。斑马鱼对每种毒素的遗传上的反应能够像一个容易阅读的条形码一样，为研究人员提供了一种能够鉴定出特定毒素对发育中的脊椎动物胚胎的影响。
在这项由德国毒理学和遗传性研究所领导的研究中，研究人员将斑马鱼胚胎暴露自阿11种常见污染物中，这些污染物包括镉、汞和砷。该研究组分析了基因表达特征，以用于预测胚胎接触的化合物。结果，分析结果清晰地确定出了11种毒素中的10种。
此前的研究也曾暗示出斑马鱼在毒理学检测中的作用，例如检测下水道中是否存在毒素。但是，之前的这些检测都是针对成年斑马鱼而不是胚胎。这则由德国研究人员发明的新方法确实能够区别化合物的个体遗传“条形码”，并且将有助于满足对毒素控制的高要求以及需要可靠方法来评估药物毒性的产业界需求。
这项研究还可能通过更好、更早地鉴定出化学物质的本质特征，进而有助于提高人类的健康和环境保护水平。
研究人员表示，斑马鱼胚胎为人们提供了一种便宜并且在道德伦理上可以接收的脊椎动物模型。这种模型不仅能用于REACH计划中需要检测的上万种化合物的毒性评估，并且还有助于在药物开发初期阶段的新化合物的可能毒性。这项新的研究为发展大规模的鉴定潜能化物的系统方法奠定了基础。
斑马鱼体长仅3厘米，原产于东南亚水域。由于斑马鱼基因与人类基因的相似度达到87％，这意味着在其身上做药物实验所得到的结果在多数情况下也适用于人体。因此，它受到生物学家的重视。因为斑马鱼的胚胎是透明的，所以生物学家很容易观察到药物对其体内器官的影响。此外，雌性斑马鱼可产卵200枚，胚胎在24小时内就可发育成形，这使得生物学家可以在同一代鱼身上进行不同的实验，进而研究病理演化过程并找到病因。
正是通过在斑马鱼身上进行的实验，生物学家发现，包括人类在内的一些脊椎动物之所以产下奇异的双头幼仔，是因为两种基因活动紊乱造成的。令人惊奇的是，这种生活在热带的鱼还能够“再造”被部分切除的器官，从而为从事修复受损脊髓的研究人员打开了方便之门。
此前，在8月的《干细胞》（Stem Cells）杂志上，来自英国的研究人员发现，斑马鱼眼睛中的一类叫做Muller胶质细胞的特殊细胞对对视网膜的再生至关重要，该细胞还有助于视力的恢复。研究人员预言，这种Muller胶质细胞可能用于恢复人类受损视网膜。研究人员已在实验室里成功把放射状胶质细胞分化为视网膜细胞，并大量繁殖，还向患有视网膜疾病的老鼠体内移植放射状胶质细胞，这些细胞分化为健康视网膜细胞，使视网膜功能恢复。
在小鼠实验中，研究人员发现这种细胞能够迁移到视网膜。研究人员希望这些成果能早日用于治疗人类的视网膜损伤。除了在实验室进行培养，然后再移植回眼睛外，研究人员还希望能够找到刺激眼睛细胞生长并利用自身细胞进行修复的方法。当然，研究人员也提醒说，虽然Muller胶质细胞存在于人类眼睛中，但它是否在某些人体中进行自动修复还并不清楚。伦敦大学学院的研究人员希望这一发现能在5到10年内带来新的治疗手段，由于需要克服移植的细胞带来的免疫排异反应，因此使用从自体获得的细胞可能将维持更长时间.
原始出处:
Transcriptional profiling reveals barcode-like toxicogenomic responses in the zebrafish embryo
Lixin Yang , Jules R Kemadjou , Christian Zinsmeister , Jessica Legradi , Matthias Bauer , Ferene Muller , Michael Pankratz , Jens Jakel and Uwe Straehle
Genome Biology 2007, 8:R227doi:10.1186/gb-2007-8-10-r227
Background
Early life stages are generally most sensitive to toxic effects. Our knowledge on the action of man-made chemicals on the developing vertebrate embryo is, however, rather limited. We addressed here in a systematic manner the toxicogenomic response of the zebrafish embryo by asking whether distinct chemicals would induce specific transcriptional profiles.
Results
We exposed zebrafish embryos to a range of environmental toxicants and measured the changes in gene expression profiles by hybridizing cDNA to an oligonucleotide microarray. Several hundred genes responded significantly to at least one of the 11 toxicants tested. We obtained specific expression profiles for each of the chemicals and could predict the identity of the toxicant from the expression profiles with high probability. Changes in gene expression were observed at toxicant concentrations that did not cause morphological effects. The toxicogenomic profiles were highly stage-specific and we detected tissue specific-gene responses underscoring the sensitivity of the assay system.
Conclusion
Our results demonstrate that the genome of the zebrafish embryo responds to toxicant exposure in a highly sensitive and specific manner. Our work provides proof-of-principle for the use of the zebrafish embryo as a toxicogenomic model and highlights its potential for systematic, large-scale analysis of the effects of chemicals on the developing vertebrate embryo.
