〔自由時報記者洪素卿/台北報導〕國人研發易胖體質的斑馬魚,未來可協助試藥!



馬偕醫院與中原大學合作進行基因轉殖斑馬魚研究,研究人員將可調控細胞生長的Akt基因轉入斑馬魚後,發現斑馬魚變得很容易發胖,甚至年紀輕輕就死於心血管疾病、糖尿病等肥胖相關疾病,跟人類肥胖的表現幾乎一致。

研究發現跟人類肥胖表現極相似

這項研究是由馬偕紀念醫院小兒遺傳科主任林達雄,與中原大學生物科技系助理教授蕭崇德合作進行。林達雄說,原本開發Akt轉基因斑馬魚,是為研究腫瘤,沒想到意外養出「易胖魚」。

林達雄解釋,Akt基因過去並沒人把它直接與肥胖相連結,而是拿來做癌症研究。這次研究發現,Akt基因經過度活化的斑馬魚,明明餵食一般的量、體重卻比正常斑馬魚胖了三成;而且一般斑馬魚原本可以活三年,但這群胖魚平均活了六個月、年紀輕輕就死於肥胖相關疾病,根本沒有機會看到它們發展出腫瘤。

林達雄說,未來這類轉基因斑馬魚不僅可以用來當作開發減重藥物、糖尿病治療藥物的平台。由於可以讓魚的脂肪量提升,亦可能開發做為魚油的來源。

他指出,過去也有老鼠實驗發現,讓Akt基因表現降低時,老鼠會長得特別瘦小。若以實驗鼠做研究、一天成本要一百元,用斑馬魚只要三元;且同樣的空間,一缸可以養二、三十隻,而老鼠只能養兩、三隻,斑馬魚模式相對經濟實惠。

斑馬魚,又名藍條魚、花條魚、斑馬擔尼魚(Brachydanio rerio),原產於印度、孟加拉國。

1、特徵

體長4~6厘米。體呈紡錘形。背部橄欖色,體側從鰓蓋后直伸到尾未有數條銀藍色縱紋,臀鰭部也有與體色相似的縱紋,尾鰭長而呈叉形。雄魚檸檬色縱紋;雌魚的藍色縱紋加銀灰色縱紋。

2、飼養觀賞

性情溫和,小巧玲瓏,幾乎終日在水族箱中不停地遊動。易飼養,可與其他品種魚混養。飼養水溫20~23℃,在水溫11~15℃時仍能生存,對水質的要求不高。日常飼養時,在水族箱底部放些鵝卵石,使水質清澈。

3、科學利用

由於斑馬魚基因與人類基因的相似度達到87%,這意味著在其身上做藥物實驗所得到的結果在多數情況下也適用於人體,因此它受到生物學家的重視。因為斑馬魚的胚胎是透明的,所以生物學家很容易觀察到藥物對其體內器官的影響。此外,雌性斑馬魚可產卵200枚,胚胎在24小時內就可發育成形,這使得生物學家可以在同一代魚身上進行不同的實驗,進而研究病理演化過程並找到病因。

4、繁殖

斑馬魚的雌雄不難區分:雄斑馬魚魚體修長,鰭大,體色偏黃,臀鰭呈棕黃色,條紋顯著;雌魚魚體較肥大,體色較淡,偏藍,臀鰭呈淡黃色,懷卵期魚腹膨大明顯。斑馬魚屬卵生魚類,4月齡進入性成熟期,一般用5月齡魚繁殖較好。

繁殖用要求pH6.5-7.5,硬度6-8,水溫25-26攝氏度。喜在水族箱底部產卵,斑馬魚最喜歡自食其卵,一般可選6月齡的親魚,在25厘米X25厘米X25厘米的方形缸底鋪一層尼龍網板,或鋪些鵝卵石,繁殖時產出後即落入網板下面或散落在小卵石的空隙中。 選取2~3對親魚,同時放入繁殖缸中,一般在黎明到第二天上午10時左右產卵結束,將親魚撈出。其卵無粘性,直接落入缸底,到晚上10時左右,沒有受精的魚卵發白,可用吸管吸出。繁殖水溫24℃時,受精卵經2~3天孵出仔魚;水溫28℃時,受精卵經36小時孵出仔魚。 雌魚每次產卵300餘枚,最多可達上千枚。水溫25℃時,7~8天的仔魚開食,此時投餵蛋黃灰水,以後再投餵小魚蟲。

斑馬魚的繁殖週期約7天左右,一年可連續繁殖6-7次,而且產卵量高。其繁殖力很強,是初學飼養熱帶魚的首選品種。

斑馬魚是研究發育生物學的新興模式動物。 斑馬魚由於具有飼育容易,胚胎透明,體外受精,突變種多,遺傳學工具成熟等諸多優點,近年來已成為研究脊椎動物發育與人類遺傳疾病的新興模式動物 (Keller and Murtha, 2004; Hentschel et al., 2004; Drummond, 2005),與其他脊椎動物相較下, 斑馬魚最大的優點就是具有多達6000多種的遺傳突變種,這些突變種的建立大致上是利用 x-ray,ENU或反轉錄病毒的感染造成基因組的突變,之後再經由多次的子代篩選所得,這 些突變種的表徵包含如胚層分化,器官發育,生理調適與行為等多方面,所以可提供研究 人員極佳的正向遺傳學材料來進行發育機制上的研究。另外在斑馬魚系統中也開發出阻斷 基因功能的工具-morpholino,可快速以逆向遺傳學手法來驗證基因的功能 (Chen and Ekker, 2004)。例如以心臟疾病方面的研究為例,科學家發現silent heart (sih)是一種 心臟跳動異常的突變種,在sih突變種中心臟是完全不具有跳動特性,Sehnert et al.(2002)利用定向選殖發現sih是因為cardiac troponin T基因發生突變所引起,它們也 以cardiac troponin T morpholino oligo進行loss-of-function的研究,發現可以造成 與sih突變種相類似心臟跳動停止的表徵,若再注射cardiac troponin T的sense mRNA則 可讓心臟跳動回覆,顯示cardiac troponin T的缺失的確是造成sih的重要原因,所以正 向遺傳學與逆向遺傳學的巧妙利用,可以正確推導出斑馬魚遺傳發育途徑,也是目前斑馬 魚成為研究人類疾病新興模式動物的主要原因。
斑馬魚 學名Brachydaniorerio 俗名 Zebra Danio or Zebra fish
產地 印度
體長 4~5cm

習性 有群游性 游動迅速 全身有深籃色條紋 間以白銀與金黃色條 背部呈橄欖色 一如斑馬 故得其名 可適應低溫 體健易飼 因此受寵 卵生魚(無粘性沉性卵)

本種之進似類有

Spotted danio 學名 Brachydanionigr ofasciatus

Pearl danio 學名 Brachydanio albolineatus

Giant daino 學名 Brachydaino malabaricus
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