
美国科学家最近成功培育出一种身体完全透明的斑马鱼,人们可以直接观察其体内器官,甚至实时观测癌细胞的生长过程。这项研究成果发表在《细胞干细胞》杂志上,为癌症研究提供了前所未有的工具。
这种透明斑马鱼由波士顿儿童医院的研究人员培育,他们通过将两种斑马鱼杂交获得:一种缺乏反射性皮肤色素,另一种缺乏黑色素,后代仅保留黄色色素,呈现透明状态。这种鱼被命名为“卡斯帕”,在整个生命过程中保持透明,而传统斑马鱼胚胎透明但成年后变不透明。研究小组负责人理查德·怀特表示:“4周后,我们就可以清楚地看见所有东西。”
斑马鱼的基因与人类高度相似,是研究人类生物学和疾病的理想模型。传统研究方法通常需要在动物死后收集数据,但癌变等过程发展迅速,难以捕捉。怀特比喻道:“这就像当你需要一个视频文件时,你只能拍到照片。”利用透明斑马鱼,研究人员可以将荧光标记的癌细胞植入鱼体,通过显微镜实时观察其扩散。在实验中,怀特将荧光黑素瘤植入斑马鱼腹腔,发现癌细胞在5天内开始扩散,甚至能观察到单个癌细胞的迁移过程。这些细胞从腹腔扩散并聚集到皮肤,表明肿瘤转移具有明确的目的性。
在另一项实验中,怀特将荧光造血干细胞移植到透明斑马鱼体内,4周后干细胞进入骨髓并开始生长。骨髓是造血干细胞发育为血细胞并释放到血管中的场所。了解这一过程有助于改善造血干细胞移植,帮助癌症患者重建健康的血液系统。透明斑马鱼为研究干细胞植入和造血过程提供了直接观察的窗口。
斑马鱼属于鲤科短担尼鱼属,原产于南亚,是生命科学研究中重要的模式脊椎动物。自20世纪90年代以来,斑马鱼因其繁殖快、胚胎透明、基因操作方便等优点,被广泛应用于发育生物学、遗传学、肿瘤学、药物学和毒理学等领域。这项研究进一步拓展了斑马鱼在癌症研究中的应用,为实时观测肿瘤转移和干细胞治疗提供了强大工具。