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探访广西多家斑马鱼生物医药研究中心——“鱼航员”,向星辰!

2025-07-18 10:00     来源:广西日报
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在中国空间站微重力环境中,6条“鱼航员”斑马鱼自由游弋,今年4月,它们搭乘神舟二十号抵达太空。与此同时,广西南宁多家实验室里的同款斑马鱼,正凭借与人类高达87%的基因同源性和尖端基因编辑技术,与太空小伙伴遥相呼应,为科学家探索生命奥秘、攻克疑难病症、守护生态环境提供着硬核支撑。

1 天生适航:斑马鱼成太空优选

7月的南宁,暑气蒸腾。走进广西新桂环保科技集团有限公司斑马鱼实验动物中心,近百个水箱沿墙排列,斑马鱼群穿梭其间,体侧深蓝色纵纹随水流舒展,像一群微型斑马在液态草原上奔涌。

“看,这几条通体透明的,和神舟二十号带上天的基因编辑斑马鱼是近亲。”鱼房管理员杨金铭戴着无菌手套,轻轻托起一个培养皿,几十颗芝麻粒大小的鱼卵在营养液中微微颤动,透过透明卵壳,能隐约看到蜷曲的胚胎轮廓。

杨金铭介绍,斑马鱼与人类基因组的相似度高达87%,人类90%以上的疾病都能在它身上找到模型进行分析。“更关键的是,斑马鱼体外受精、胚胎透明,数十小时内就会长出与人类高度相似的肠道、眼睛、心脏等器官。”他说,这种天生透明的特质,让它们的骨骼发育、器官变化情况,在显微镜下一览无余。

繁殖快、易饲养、发育周期短,超高性价比使斑马鱼成为我国载人航天工程的理想研究对象。神舟十八号搭载的斑马鱼在太空存活四十多天,远超预期时间,其在微重力下仍能正常产卵,为长期空间实验提供了可能。而地面实验室里,一条雌鱼一次可产卵200—300枚,3个月就能性成熟的特性,让科研团队可在短时间内获得大量实验样本。

“我们繁育的斑马鱼都有专属档案。”杨金铭点开电脑里的电子台账,斑马鱼的基因序列、孵化日期、实验项目赫然在列,“它们每条都是‘有身份的鱼’,从受精卵到成鱼,每一次实验干预都被精确记录,确保数据真实可溯。”

2 基因编辑:疾病模型的科学解码

暗房中,一条斑马鱼静静躺在荧光体视显微镜下。电脑屏幕上,橙红色的荧光在斑马鱼体内勾勒出清晰的脉络,那是基因编辑后被荧光标记的肿瘤细胞,正沿着血管缓慢扩散。新桂环保斑马鱼实验动物中心生物检测部主任玉一岚调整着焦距,屏幕上的荧光轨迹随之拉长,像一幅动态的“疾病地图”。

“这是我们为壮瑶药抗肿瘤研究,特意定制的斑马鱼。”玉一岚的声音压得很低,好像怕惊扰了显微镜下的小鱼。通过基因编辑技术,他们敲除了斑马鱼受精卵的免疫相关基因,同时用荧光染料处理肿瘤细胞,让肿瘤的形成与扩散过程变得可视化,“传统药物测试要等肿瘤成瘤再评估,现在从孵化开始就能追踪,效率大为提升。”

基因编辑这把“分子剪刀”,是“鱼航员”完成特殊使命的核心装备。神舟二十号搭载的3条基因编辑斑马鱼,被精准敲除了可能影响骨骼和心脏健康的基因。科学家想知道,在微重力环境下,这些基因改变会引发怎样的连锁反应,对破解宇航员太空健康风险至关重要。

“剪对位置,比剪得快更重要。”玉一岚还记得带领团队攻关的日子:他们从零起步,历时两年,才成功敲除斑马鱼身上一个与免疫系统相关的基因。“斑马鱼卵只有芝麻粒大,注射针的直径比头发丝还细,必须在胚胎发育的黄金窗口期精准刺入,差分毫就可能前功尽弃。”

两年磨一“剪”,只为生命密码的精准改写。如今,实验室的“定制菜单”日益丰富:今年上半年接到50多项区内科研委托——培育遗传性肿瘤模型,测试本土药材的抗癌效果;编辑地中海贫血基因,研究血液病的发病机制;敲除肝脏特定基因,观察药物修复作用……这些肩负“广西任务”的斑马鱼,正为攻克地域性疾病提供独特方案。

3 多元应用:从实验室到星辰大海

7月16日,广西医科大学斑马鱼新型模式动物生物医药研究平台的行为分析实验室里,一条斑马鱼在T型迷宫里犹豫了片刻,最终转向正确的通道。摄像机捕捉到它摆尾的瞬间,屏幕上的轨迹线随之拐了个弯。

“这是抗阿尔茨海默病药物筛选实验。”技术员谭俊杰解释,“我们通过基因编辑使鱼患病,再给它服用‘桂十味’中药材的活性成分,测试候选药物能否恢复其认知能力。”

高效筛选理念延伸至环境监测领域。新桂环保自主研发的AI水质在线监测系统,可远程对水体中的斑马鱼进行自动分析反馈,为环境评估提供动态生物检测依据。

今年6月的大阪世博会上,这些定制版斑马鱼还引起了日本企业的注意。“他们对用斑马鱼检测水质很感兴趣。”新桂环保董事长甘惠云讲解说,当重金属、农药等污染物侵入水体,斑马鱼的心率、游动行为等参数会发生明显变化,能实现更精准的污染识别。当前,他们已经形成覆盖药物研发、环保检测等领域的标准化实验流程,成为华南地区少数具备完整资质的斑马鱼科研服务机构。

“中国空间站的斑马鱼实验和我们的研究方向息息相关!”参与广西医科大学斑马鱼生物医药研究的廖永和兴奋地介绍,空间站研究目的之一是开发针对性药物,为长期卧床人群的骨丢失问题提供解决方案。“我们在地面用斑马鱼进行的骨丢失、心肌重塑、胃肠道病变等药物研发,正与太空任务形成奇妙呼应。”

从八桂大地的水箱,到绕地飞行的太空舱,斑马鱼正带着人类的求索与信念,游向生命科学的星辰大海。(广西云-广西日报记者 付玮烨)

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