斑马鱼肥胖模型分类与对比

斑马鱼原产于印度东部、孟加拉国，体长约3～5cm，斑马鱼的研究优点：（1）体积小，容易在显微镜下观察，便于开展微孔实验；（2）体外受精，胚胎透明，易观察斑马鱼胚胎发育形态；（3）斑马鱼基因序列与人类有87%的相似度；（4）繁殖能力强，实验周期短，相对经济。

肥胖斑马鱼模型

斑马鱼的相关研究最初应用于急性毒性实验。Oka等构建斑马鱼肥胖模型，首次证明斑马鱼模型与哺乳动物肥胖有共同的病理生理通路。至此，拉开了斑马鱼在肥胖领域的研究序幕。目前构建斑马鱼肥胖模型通常有两种方法：（1）喂养诱发斑马鱼肥胖模型；（2）应用转基因技术构建斑马鱼肥胖模型。

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喂养诱发肥胖模型

人类是由于能量摄入过多导致脂肪堆积进而形成肥胖，因此通过喂养诱发构建斑马鱼肥胖模型与人类更为接近。目前，喂养诱发斑马鱼模型主要有以下4种：正常饲料、高脂肪、高胆固醇和高蛋白。饮食成功诱导的斑马鱼肥胖模型并没有具体标准，大多数研究认为斑马鱼出现相关表型：体长增长、体重增加、BMI增高、脂肪肝等，则认为造模成功。

饮食诱发斑马鱼肥胖模型

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基因编辑构造肥胖模型

肥胖是一种成因复杂的疾病，越来越多的证据表明肥胖受到基因的调控。Song等人首次构建转基因斑马鱼，激活AgRP基因的斑马鱼模型体长显著增加。此后，有研究证明AgRP基因在斑马鱼大脑中过度表达，斑马鱼体重会呈线性增长和内脏脂肪堆积的特点。改造Akt1基因的成鱼表现为：BMI增高，脂肪细胞增生，脂肪沉积及葡萄糖耐受不良。锌指核酸酶(ZFNs)、转录激活因子效应核酸酶(TALENs)以及成簇规律间隔的短回文重复序列(CRISPR/Cas9)等基因编辑技术已被广泛应用于人类疾病研究，2013年CRISPR/Cas9技术为构建斑马鱼突变体提供了更高效的实验手段，进一步为斑马鱼研究肥胖机制及药物筛选提供实验基础。有研究利用CRISPR对斑马鱼的Lepr和Mc4r基因进行改造，研究结果显示缺少Lepr及Mc4r基因的成鱼出现体重增加、血糖升高、脂肪积累、糖耐量受损。2017年，有研究同样证明Mc4r基因的代谢调节作用，并首次证明Mstnb基因在肌肉负反馈中发挥重要作用。此外，也有将微核糖核酸结构(miR-SP)技术应用于斑马鱼，幼鱼表现出高脂血症，肝脂肪变性和白色脂肪组织明显增多。TALEN技术敲除Ghrelin基因的斑马鱼在高脂条件的饲养下，相较于对照组出现明显的脂肪累积。

斑马鱼转基因肥胖模型

基因编辑所构建肥胖斑马鱼的测量标准：通常取肝脏组织染色观察、测量生化指标(甘油三酯、总胆固醇）以及肥胖基因表达水平，实验组与对照组比较后，如出现明显差异时，则认为该模型构建具有意义。

两种肥胖斑马鱼模型与传统小鼠模型的对比

首先，两种斑马鱼模型应用领域不一样，喂养诱发的肥胖斑马鱼模型主要应用于降脂类物质的筛选，而基因编辑构建的肥胖斑马鱼模型则为研究肥胖机制提供实验基础。其次，肥胖斑马鱼的构建不可避免会出现系列问题，目前已有研究表明喂养诱发的斑马鱼肥胖模型，会出现焦虑、大脑稳态损伤及神经系统方面的问题。基因编辑的肥胖斑马鱼模型容易出现脱靶、幼鱼成活率不高、肥胖表型不明显的问题。

肥胖斑马鱼模型相较于传统小鼠模型，具有以下优点：第一，繁殖周期短，节约时间，而肥胖小鼠造模时间更长。第二，斑马鱼具有明显的经济优势，更适合高通量药物的筛选。

尽管斑马鱼在肥胖研究中存在许多优势，但仍有不足。第一，斑马鱼没有棕色脂肪细胞，而人类肥胖的形成涉及棕色脂肪细胞与白色脂肪细胞的相互平衡，关于棕色脂肪相关的通路研究，仍需依靠小鼠模型。第二，进行斑马鱼血糖、甘油三酯、总胆固醇测量时，研究者需取足够血量，而斑马鱼存在体积小、血量少的缺点。此外，对高脂肪饲料喂养斑马鱼和小鼠的基因组对比研究，发现两种动物在上调通路总体上是相似的，这表明利用斑马鱼作为高脂血症研究的模型，了解相关的人类脂代谢机制是可行的。另一方面，小鼠与斑马鱼所激活基因不一样，因此，利用斑马鱼研究人类脂代谢疾病仍需谨慎考虑。

肥胖斑马鱼模型常见测量指标斑马鱼肥胖模型的成功构建，离不开测量指标的选择。测量指标既能验证模型成功与否，也能应用于降脂性物质的效果评价，常用的检测指标如下：斑马鱼的体长及体重人体肥胖指标为BMI=体重/身高2，同样研究者利用该指标对斑马鱼的肥胖度进行测量，但目前肥胖斑马鱼的BMI没有明确的数值界定。研究者仅与对照组比较后，来确定所构建的肥胖斑马鱼模型是否成功。肥胖度=体质量（g）×100/体长2（cm2）；血糖、甘油三酯、总胆固醇斑马鱼的血糖、甘油三酯、总胆固醇是最常用的三个指标。肥胖斑马鱼模型表现为甘油三酯、血糖、总胆固醇含量升高，测量方法：选择斑马鱼背部的主动脉采血，测定血液中的生化指标。

参考文献

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