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顯微成像·洞察微觀之美

Microscopic imaging, insight into the beauty of micro

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斑馬魚研究用什么顯微鏡看？

發(fā)布時間：2024-12-06

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一、斑馬魚的基本特點

斑馬魚身體延長而略呈紡錘形，頭小而稍尖，吻較短，全身布滿多條深藍色縱紋，與銀白色或金黃色縱紋相間排列，形似斑馬而得名。

斑馬魚成體

斑馬魚不僅可以作為觀賞魚，在科研與產(chǎn)業(yè)應用上也有十分重要的作用，作為重要的脊椎模式動物之一，斑馬魚在諸多方面有著巨大的優(yōu)勢：

（1）與人類基因同源性達百分之87，疾病信號傳導通路與人類的高度保守，因此可作為研究人類某些疾病的重要參考；

（2）胚胎在體外發(fā)育，呈透明狀，可直接觀察內部器官，因此可以結合活體染料、抗體、核酸探針等，為藥物篩選和藥物靶器官鑒別提供觀測依據(jù)；

（3）成魚體長4-6cm，幼魚體長1-2mm，可使用多孔板操作進行高通量分析；

（4）發(fā)育迅速，24小時內即可從受精卵發(fā)育到完整胚胎，2-3天即可孵出仔魚，實驗周期短，大部分實驗一周即可完成；

除了以上優(yōu)勢外，斑馬魚還具有性成熟周期短、產(chǎn)卵量大、轉基因和突變品系眾多、遺傳學工具成熟等諸多優(yōu)點，被廣泛應用到以下諸多領域：

（1）藥物篩選、研發(fā)

（2）水質監(jiān)測

（3）遺傳研究

（4）人類疾病研究

（5）毒理研究

二、顯微成像技術在斑馬魚研究中的應用

（1）斑馬魚胚胎顯微操作與觀察

在顯微鏡下，控制顯微注射針在顯微鏡視野內移動，對進行細胞或早期胚胎操作。斑馬魚顯微注射是將實驗材料直接注射到1-4細胞期的斑馬魚胚胎中，由于在這個胚胎發(fā)育早期沒有膜分隔細胞和卵黃，注入1個細胞或卵黃的溶液將擴散到整個胚胎中，通過注射不同類型的實驗樣品，實現(xiàn)基因的瞬時過表達、表達敲減、以及制備轉基因或突變斑馬魚品系等研究②。

體視熒光顯微鏡MZX81下的斑馬魚卵

（2）觀察斑馬魚結構細節(jié)

在斑馬魚的各項研究應用中，正確的篩選和分揀步驟至關重要。針對斑馬魚胚胎、幼魚或成魚，關注的細節(jié)有所不同。如在胚胎的觀測中，著重關注胚胎發(fā)育過程中各器官的形成生長過程；在幼魚與成魚階段，包括斑馬魚的整體形態(tài)、神經(jīng)系統(tǒng)、心臟、血管和色素等的細節(jié)是關注較多的。

明美體視顯微鏡拍攝的斑馬魚幼魚，可見色素的分布情況

（3）觀察熒光標記的斑馬魚

使用熒光蛋白對斑馬魚進行標記，使其在特定的組織器官中表達，就可以實現(xiàn)通過熒光信號觀察到特定器官的發(fā)育與生理變化，甚至可以動態(tài)追蹤其胚胎發(fā)育全程以及外源性物質或基因突變對器官發(fā)育的影響。如通過對血管系統(tǒng)、心臟、肝臟、淋巴系統(tǒng)等進行熒光標記觀測，可作為在血管生成、淋巴管生成、腫瘤形成、抗腫瘤藥物篩選與評價等領域應用的重要依據(jù)。

明美體視熒光顯微鏡，斑馬魚熒光標記觀察

三、顯微成像技術在斑馬魚研究應用中的挑戰(zhàn)

（1）挑選合適的顯微鏡

斑馬魚研究往往需要對斑馬魚整體和局部高倍放大進行觀察，前者需要用到體視顯微鏡，后者則需搭配生物顯微鏡，使用特殊的高倍放大體視顯微鏡可以一臺設備解決兩個問題。另外如果需要用到熒光觀察，還會要求使用研究級體視顯微鏡，如明美MZX81和MZX100，這些顯微鏡采用無限遠雙路平行光的伽利略光學系統(tǒng)，可以輕松擴展接入熒光模塊實現(xiàn)熒光觀察。