斑馬魚模型構建方法

新藥研發耗時漫長、成本高昂，斑馬魚Cdx高通量藥物篩選技術打破僵局，為制藥產業注入強勁動力。斑馬魚繁殖迅速、單次產卵量多，加之胚胎及幼魚體型微小，養殖占地少、成本低，天然適合大規模實驗。基于Cdx技術搭建藥物篩選平臺，關鍵在于利用斑馬魚Cdx基因異常引發的疾病模型，如脊柱畸形、腸道功能紊亂模型。將海量候選藥物以溶液形式加入斑馬魚養殖水體，藥物經皮膚、鰓快速吸收進入體內。若某藥物旨在矯正因Cdx基因缺陷導致的脊柱彎曲，篩選過程中可實時觀察幼魚脊柱恢復情況；醫療腸道疾病藥物，則聚焦腸道蠕動、絨毛修復指標。許多藥物研發初期，會以斑馬魚為模型，測試藥物毒性與功效。斑馬魚模型構建方法

人類疾病紛繁復雜，先天性疾病、遺傳性疾病成因隱匿，攻克難度極大。斑馬魚Cdx模型宛如搭建的模擬戰場，為探尋疾病真相、研發醫療策略開辟捷徑。不少先天性脊柱畸形、腸道發育異常病癥，禍根在于胚胎發育關鍵基因失常，斑馬魚Cdx模型精細復現這些病癥特征。以先天性脊柱發育不全為例，患病嬰兒脊柱彎曲變形，生活飽受困擾。在斑馬魚Cdx模型中，當Cdx基因發生突變，幼魚脊柱同樣出現怪異彎曲，解剖學與影像學觀察可精細捕捉病變細節。科研人員借此深入分子層面，挖掘致病基因上下游通路異常，鎖定潛在醫療靶點，開啟靶向藥物研發征程。斑馬魚胚胎毒性研究它的腸道微生物群落對其消化和健康有重要作用。

環特生物提供基于斑馬魚模型的基因編輯服務，利用CRISPR/Cas9技術快速在斑馬魚模型中驗證人類遺傳病、篩選致病基因、研究基因功能及作用通路等，主要研究領域為嬰幼兒發育畸形、罕見病、神經系統疾病、心腦的血管疾病、血液病、生殖缺陷等。相較于哺乳動物基因編輯的試驗周期長（一般1年以上）、表型不直觀（一般需染色）、研究成功率低等缺點，斑馬魚基因編輯模型主要優勢有：1.實驗周期快，快可在2周內進行疾病相關的表型觀察（F0代高效瞬時敲降），3個月內完成穩定品系構建（雜合子F1代3個月，純合子F2代6個月，子代數量多）；2. 直觀、多維度地活的動態觀察（可對特定organ組織細胞進行熒光標記，利用透明斑馬魚活的觀察和成像，哺乳動物上很難實現)；3. 研究成功率高（與哺乳動物相比較，斑馬魚基因編輯效率高，樣本數量多，可同時測試多個相關基因，比較大化保證研究的成功率）。

在藥物研發進程中，PDX 斑馬魚模型發揮著極為關鍵的作用。傳統的藥物研發模式往往面臨諸多挑戰，如藥物在動物模型和人體臨床試驗中的效果差異較大等問題。而 PDX 斑馬魚模型能夠較好地模擬人體tumor的異質性和復雜性。將患者tumor組織移植到斑馬魚后，可以針對特定tumor類型快速測試多種藥物的療效。由于斑馬魚體型小、用藥量少，很大降低了藥物篩選成本。例如，在抗ai藥物研發中，通過觀察藥物對 PDX 斑馬魚模型中tumor生長的抑制情況，能夠在早期階段淘汰無效藥物，加速有潛力藥物的研發進程，為患者爭取更多的醫療時間，同時也提高了藥物研發的成功率，促進整個制藥行業的創新與發展。斑馬魚的卵有粘性，常附著在水草等物體表面孵化。

斑馬魚與人類在基因水平上具有較高的相似度，許多人類疾病相關的基因在斑馬魚中也有保守存在。因此，斑馬魚實驗在人類疾病研究中具有重要的應用價值。在心血管疾病研究方面，斑馬魚的心臟結構和功能與人類心臟有一定的相似性。通過誘導斑馬魚產生心血管系統的基因突變或使用藥物處理，可以模擬人類心血管疾病的發生過程，如先天性心臟病、心肌病等。研究人員可以觀察斑馬魚心臟的形態變化、心率異常以及血管的發育缺陷等表型，進而探究疾病的發病機制，并篩選潛在的醫療藥物。例如，一些研究發現特定的化合物能夠改善斑馬魚因基因突變導致的心臟功能障礙，這為開發醫療人類心血管疾病的新藥提供了線索。斑馬魚的壽命較短，一般為 2 - 3 年，利于世代研究。斑馬魚實驗文獻報告

斑馬魚的皮膚有一定的保護功能，可抵御部分病菌入侵。斑馬魚模型構建方法

運用 CRISPR-Cas9 系統時，設計特異性引導 RNA（gRNA）精細靶向 Cdx 基因特定序列，Cas9 蛋白隨即切割 DNA 雙鏈，制造雙鏈斷裂。細胞自主修復過程中，通過插入、缺失或替換堿基，實現 Cdx 基因定點突變。這一操作能模擬人類先天性疾病相關基因突變場景，如敲除斑馬魚 Cdx 基因關鍵位點，幼魚精細呈現脊柱發育不全、腸道畸形等表型，與人類患者病癥高度相似，為探究疾病發病分子機制提供活的模型。TALEN 技術則利用人工設計的轉錄jihuo樣效應因子核酸酶，同樣精細定位 Cdx 基因，誘導突變。相較于 CRISPR-Cas9，它在某些復雜基因位點編輯上更具優勢，脫靶率更低，保障實驗精細性。這些基因編輯技術不僅用于構建疾病模型，還助力解析 Cdx 基因功能網絡，通過逐一敲除上下游調控基因，勾勒完整調控圖譜，明晰胚胎發育指揮鏈。斑馬魚模型構建方法