癫痫治疗剂筛选模型

早期的研究表明，通过观察浸浴于盛有药液的96孔平板的小孔内的斑马鱼，可研究药物对运动行为的不良影响。利用这种方法已经观察到了常用镇静剂如地西泮、褪黑激素对斑马鱼的镇静作用，以及兴奋剂咖啡因对斑马鱼的兴奋作用。 

癫痫通常是由于大脑神经元的异常放电而引起短暂大脑功能障碍，常表现为突然发作的全身强直痉挛等。用化学药物诱导斑马鱼可产生类似人类癫痫的现象，通过分析斑马鱼的运动轨迹和游泳行为，记录癫痫发作中鱼视顶盖的电位变化、电生理和分子生物学等方面的研究数据证实斑马鱼是一种理想的癫痫动物模型，可以用于进一步研究癫痫的发病机制和筛选抗癫痫药物。

我们可以通过这一模型优势建立了斑马鱼癫痫模型，对斑马鱼的运动进行定量分析，如测量斑马鱼在某段时间内的运动次数、运动的持续时间及运动路程，就可以定量评价待测化合物的整体抗癫痫药效。

阿尔兹海默症药物筛选型

阿尔兹海默病（Alzheimer’sdisease，AD）是发生在老年期及老年前期的一种慢性退化性脑变性疾病，主要特征有进行性记忆减退、认知障碍、人格改变等。随着人类寿命的延长，AD的发病率逐年增加，已成为继肿瘤、心脏病、脑血管疾病之后引起老年人死亡的第四大病因。目前，人们普遍接受的AD发病机制有：胆碱能学说、β-淀粉样蛋白级联学说、tau蛋白假说、氧化应激学说等。针对AD尚无有效的治疗药物，现有的药物主要作用于改善胆碱系统功能，纠正钙稳态失调，干扰Aβ形成，帮助代谢和抗氧化等。

斑马鱼幼鱼的光学透明性和小体积的特点，使其成为体内成像和药物开发的最佳模型。加上斑马鱼行为分析高通量、易观测、定量分析方便等特点，斑马鱼在基于行为学分析的神经类疾病研究以及神经类药物开发中的应用也越来越多。随着更多研究人员将斑马鱼应用于AD研究领域，与AD发病相关的基因在斑马鱼相继发现。经典的β-淀粉样蛋白通路中的γ-分泌酶和β-分泌酶等的研究已经很深入。针对近来AD研究的新热点Tau蛋白，斑马鱼因基因操作便捷、易观察，使用的研究者更多。 

研究表明，GSK3β在糖类代谢、凋亡衰老、细胞运动等方面有重要的作用，在2型糖尿病、AD等患者中活性异常。利用斑马鱼开发老年痴呆药物时，通过合理的药物设计，可以筛选高效的GSK3β抑制剂。可以看到GSK3β抑制后，能降低转基因斑马鱼内tau蛋白的核酸化水平，使斑马鱼出现明显的畸形。

铝是慢性蓄积性神经毒物，可选择性地蓄积在大脑及神经元内，导致NFT（神经元纤维缠结）和老年斑的生成。AlCl₃诱导的斑马鱼AD模型可用来筛选胆碱能学说靶向药物。在该模型中，乙酰胆碱酯酶活性增强，乙酰胆碱水平降低，从而造成胆碱能神经系统功能下降及记忆力减退的结果。

多发性硬化症模型

多发性硬化症（multiple sclerosis, MS）是以中枢神经系统白质脱髓鞘病变为特点的自身免疫病。尽管目前临床已经有多种MS治疗药物，包括激素类、免疫调节类、免疫抑制类、他汀类药物等，但是这些药物对MS的疗效有限，且毒副作用大，费用高，因此迫切需要研发新的MS治疗药物。

动物模型实验性变态反应性脑脊髓炎（experimental allergic encephalomyelitis, EAE）的临床表现及病理改变与急性多发性硬化症极其相似，但该模型实验周期长、操作复杂、成本高、特异性不强、重复性差、且无法实现高通量药物筛选的目的。斑马鱼的髓鞘少突胶质细胞的结构特性和细胞谱系关系与哺乳动物具有高度的可比性。斑马鱼体内与髓鞘形成相关的基因（如dm20基因，mbp基因和P0基因等）与哺乳动物具有很好的同源性，其大约发育到2dpf时大脑内紧凑型髓鞘已经形成。

我们可以利用活体斑马鱼髓鞘染色技术、整体斑马鱼免疫荧光染色技术和运动神经元荧光斑马鱼建立斑马鱼多发性硬化症药物筛选与评价体系，有利于早期淘汰，减少不合格候选化合物进入哺乳动物实验，显著降低新药研发风险、缩短新药研发周期、降低新药研发成本，从而加快新药研发的整体进程。

中枢神经损伤模型

中枢神经系统（central nervous system，CNS）是神经系统的主要部分，包括位于椎管内的脊髓和位于颅腔内的脑，可因缺血、出血、肿瘤、创伤等多种原因造成损伤，引起大量神经细胞死亡、组织破坏，严重影响感觉、运动和植物神经功能。其发病率、致残率高，往往导致残疾等严重后遗症，使病人的生活质量显著降低。 

目前，检测细胞凋亡的方法主要有原位末端转移酶标记技术（TUNEL法）和吖叮橙（AO）活体染色法。AO染色法主要是利用吖叮橙会聚集到已凋亡细胞内的酸性颗粒中的特点进行的，而且实验表明吖叮橙只染凋亡细胞，不染坏死细胞，专一性较好。 

相比于其他哺乳动物需要切片后再染色的缺点，斑马鱼幼鱼可以在活体上检测凋亡细胞，具有良好的光学成像性，结果更直观、可靠。我们可以利用这一原理建立了斑马鱼中枢神经损伤模型，并用阳性药验证该模型的可靠性和稳定性。

轴索再生促进剂筛选模型

再生能力在不同物种间差异很大，与人及高等脊椎动物相比，低等脊椎动物（如：斑马鱼）有着较高的再生能力。斑马鱼的鳍、心脏、视网膜、视神经、脊髓、肝脏及感觉毛细胞等都具有很强的再生能力。科学家们希望通过再生模型的研究找到弥补人类组织再生缺陷的方法。

与哺乳动物相比，斑马鱼神经发生过程可以持续至成年期，在斑马鱼神经发生过程中发挥重要作用的放射状胶质细胞是神经再生的干细胞的主要来源。斑马鱼几乎所有脑区神经可以再生，因此可通过斑马鱼了解神经干/祖细胞增殖以及补充神经元的分子机制等，促进对哺乳动物或人类神经再生能力缺陷的认识，找到促进人类神经再生的方法。

周围神经元再生模型

周围神经损伤的主要由于各种原因引起受该神经支配的区域出现感觉障碍、运动障碍和营养障碍。周围神经是指中枢神经（脑和脊髓）以外的神经。它包括12对脑神经、31对脊神经和植物性神经（交感神经、副交感神经）。

周围神经损伤后有很强的再生能力，但神经修复后其运动功能只能部分恢复，治疗效果不满意，再生轴突到其终末器官的准确性较差是原因之一。在此基础上，我们希望提出一种改良的周围神经损伤后选择再生实验动物模型。 

斑马鱼在受精后发育的前几天是透明的，用微分干涉显微镜或者显微活体注射染料就可以观察其体内的神经元和脊索。一些特殊种类的神经元还可以通过整体免疫组织化学法或整体原位杂交法进行观察。在阐明一些神经元功能时可以用诱导特殊神经损伤的方法进行行为试验和生化试验。

我们可以利用转基因运动神经元绿色荧光品系对外周神经元损伤定量分析，并通过多个阳性药的验证，证明了该模型的稳定性和可靠性。此外，由于前期斑马鱼体积较小，还可以进行微孔板的高通量药物筛选实验。

听细胞保护剂筛选模型

目前药物耳毒性的常规检测方法主要是通过检测药物对豚鼠和大鼠的内耳毛细胞损伤来进行的。这些方法受限于毛细胞的数量少、分离技术要求较高，以及成本较高，使得新药上市前药物的耳毒检测或对上市药物的耳毒性评价存在相当的难度。

斑马鱼具有典型的内耳结构，其内耳行使着前庭和听觉功能，内耳的毛细胞在结构功能及分子水平上与哺乳动物的内耳毛细胞非常相似。此外，沿斑马鱼的体表侧线排列有富含毛细胞的神经丘，便于进行活体染色和观察检测。这些特征使得利用斑马鱼模式生物筛选合适的听细胞保护剂具有很大的优势。 

我们可以通过这一优势在活体斑马鱼中建立听细胞保护剂筛选模型，并用阳性药行了模型的验证。利用听细胞特异性荧光探针，定量评价药物对听细胞的保护率。

抗抑郁药物评价模型

现代人生活节奏比较快，经济压力大，很多人的精神压力很大，所以，抗抑郁药物也是目前药物开发的一个热点。

我们有两个检测指标，一个是针对单胺氧化酶（MAO）活性的检测，使用单胺氧化酶的底物可以活体检测斑马鱼体内单胺氧化酶的活性；另一个检测斑马鱼体内的5-羟色胺（5-HT），这个是通过荧光整体免疫组化染色的方法来检测。