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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，在科研與產業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；

（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）發育迅速，24小時內即可從受精卵發育到完整胚胎，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；

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

（1）藥物篩選、研發

（2）水質監測

（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

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，關注的細節有所不同。如在胚胎的觀測中，著重關注胚胎發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、神經系統、心臟、血管和色素等的細節是關注較多的。

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，就可以實現通過熒光信號觀察到特定器官的發育與生理變化，甚至可以動態追蹤其胚胎發育全程以及外源性物質或基因突變對器官發育的影響。如通過對血管系統、心臟、肝臟、淋巴系統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。

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

（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，可以輕松擴展接入熒光模塊實現熒光觀察。