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跟人類基因有87%同源性! 斑馬魚幫癌症患者試藥

斑馬魚跟人類基因有87%同源性!「水中小白鼠」幫癌症患者試藥。(圖/CFP)

▲斑馬魚。(圖/CFP,下同)

大陸中心/綜合報導

在斑馬魚體內植入人類腫瘤,建立斑馬魚-人類癌症移植模型,這條魚就能幫助癌症患者試藥,看看哪種藥物對患者最有效。相比傳統的實驗鼠,斑馬魚堪稱「水中小白鼠」,在藥物篩選上具有成本更低、效率更高的優點,適用於臨床前藥效學評估和抗癌藥物早期篩選。

斑馬魚是一種常見熱帶魚,體型纖細,成體長3~4cm。因全身佈滿多條深藍色縱紋似斑馬,得名「斑馬魚」。斑馬魚和人類基因有著87%的高度同源性,包括癌症在內,約2000種人類疾病會出現在斑馬魚身上。

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據《科學》雜誌21日報導,一篇發表在《美國國家科學院院刊(PNAS)》的研究報告證實,在玲瓏的斑馬魚身上能有效搭建癌症模型,為患者試藥。每一條斑馬魚都是一位癌症患者的迷你模型,也是癌症治療的試驗台。報告作者是來自葡萄牙里斯本的一個研究團隊。

8年前,該科研團隊的生物學家、現為葡萄牙里斯本葡萄牙未知技術研究中心(Champalimaud Centre for the Unknown)研究員的麗塔·菲奧(Rita Fior)體會到試藥的困境:她患有癌症的母親需要接受不同的藥物治療,但令她困惑的是,「不知道是服用A藥物更好,還是B藥物更好」,因為每個癌症患者對藥物的敏感性是不同的。如今,菲奧正透過對斑馬魚做試驗來解決問題。

▼色彩繽紛的斑馬魚,竟有出乎意料的功用。

斑馬魚跟人類基因有87%同源性!「水中小白鼠」幫癌症患者試藥。(圖/CFP)

過去,相似的癌症模型通常在老鼠身上建立。研究人員通常將患者的癌細胞植入到有免疫缺陷的齧齒動物中,並監測各種藥物是否能破壞動物體內生長的腫瘤。但建立以老鼠為物件的模型也有不便之處,不僅價格昂貴,並且通常需要2到6個月的時間才能得到實驗結果。

斑馬魚則是體外受精,在胚胎體外發育,並在24小時內就可發育成形,孵出後約4個月就達到性成熟,此後每隔幾天就可產卵一次,一次可產卵200枚。這些優勢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,找到病因。此外,斑馬魚的胚胎呈透明狀,生物學家很容易觀察到藥物對其體內器官的影響。

哈佛醫學院的倫納德·索恩(Leonard Zon)用斑馬魚來研究癌症的發展已經有十多年了。他認為,「在癌症治療中,斑馬魚擁有獨特的生態位。」但不可忽視的是,比起小老鼠,斑馬魚在進化上和人類的距離更遠。所以在實際研究中,菲奧和她的同事首先需要確定,人類腫瘤在斑馬魚體內是否也會有和人類相同的表現。

為此,他們將人類結腸癌細胞植入到斑馬魚胚胎中,並讓牠們生長4天。結果顯示,斑馬魚體內的腫瘤同樣會表現出人類實體腫瘤的三個重要特徵:能快速細胞分裂、能形成血管供應營養物質以及能轉移到身體其他部位。

但索恩同時認為,並不是所有的人類藥物都能在斑馬魚中起作用,所以「要研究更多的患者,從更廣泛的角度瞭解這一方法如何實現。」下一步,菲奧和她的同事計畫以更多結腸癌患者以及其他類癌症患者,如乳腺癌患者,作為研究物件,進行探究。

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