利用斑马鱼模型评价抗肿瘤作用
利用斑马鱼模型评价抗肿瘤作用
随着世界癌症发病率的持续上升，寻找有效的抗肿瘤药物已成为全球医学研究的重点。斑马鱼模型因其独特的生物学特性，在抗肿瘤药物筛选中展现出巨大潜力。本文将详细介绍如何利用斑马鱼模型评价抗肿瘤药物的作用，并展示相关实验结果。
评价原理
近三十年来，世界癌症发病率以年均3-5%的速度递增，癌症已成为人类头一位死因。肿瘤移植模型为快速筛选抗肿瘤药物提供巨大帮助。斑马鱼在早期仅有非特异性免疫，不具备完善的特异性免疫，对人肿瘤细胞不存在排斥反应。因此，斑马鱼可直接接种人肿瘤细胞来筛选广谱抗肿瘤药物。另外，斑马鱼与人肿瘤发生、发展相关的（凋亡、VEGF、Wnt、ALK等）信号通路上相似，可用于筛选靶向抗肿瘤药物。
肿瘤生长、转移
将荧光标记的人肿瘤细胞（呈红色）移植到野生型斑马鱼体内，肿瘤细胞在斑马鱼体内的生长和转移情况可以被观察到。肿瘤部位新生血管
将荧光标记的人肿瘤细胞（呈红色）移植到转基因血管荧光斑马鱼（呈绿色）体内，肿瘤细胞刺激斑马鱼新生血管情况可以被观察到。肿瘤细胞凋亡
将人肿瘤细胞移植到野生型斑马鱼体内，通过特异性荧光染色（凋亡细胞呈绿色），细胞凋亡情况可以被观察到。肿瘤部位炎症
将人肿瘤细胞移植到转基因中性粒细胞荧光斑马鱼（呈绿色）体内，肿瘤部位炎症反应可以被观察到。肿瘤病理
将人肿瘤细胞移植到野生型斑马鱼体内，制作成病理切片，观察肿瘤细胞的形态变化。生存期
将人肿瘤细胞移植到野生型斑马鱼体内，统计斑马鱼每日存活率、计算其生存期。
实验方案
我们将受测试斑马鱼分成三组，分别是正常对照组、模型对照组和服用抗肿瘤药/辅助抗肿瘤产品组。正常对照组不注射人肿瘤细胞，模型对照组与服用抗肿瘤药/辅助抗肿瘤产品组都注射了等量的荧光标记的人肿瘤细胞。服用抗肿瘤药/辅助抗肿瘤产品组注射等量的荧光标记的人肿瘤细胞后，摄入抗肿瘤药/辅助抗肿瘤产品。
服用抗肿瘤药/辅助抗肿瘤产品数天后，我们对斑马鱼进行图像采集，观察肿瘤细胞的生长和转移情况、细胞凋亡情况、炎症反应情况以及形态变化，同时计算其生存期。
结果展示
图1. 斑马鱼肿瘤生长表型图
红色部分为荧光标记的人肿瘤细胞
可以看到，服用抗肿瘤药组的肿瘤细胞数量相比模型对照组明显减少。
图2. 斑马鱼肿瘤转移距离表型图
绿色为斑马鱼血管，红色颗粒为荧光标记的人肿瘤细胞
可以看到，服用抗肿瘤药组的肿瘤转移距离相比模型对照组明显减少。
图3. 斑马鱼肿瘤部位新生血管表型图
绿色为血管，红色颗粒为人肿瘤细胞
可以看到，服用抗肿瘤药组的血管结构与正常对照组比较相似，未出现模型对照组血管增多、增粗、紊乱、出芽的情况。
图4. 斑马鱼肿瘤部位细胞凋亡表型图
绿色为凋亡细胞，红色颗粒为人肿瘤细胞
可以看到，正常对照组未出现凋亡细胞，模型对照组一些凋亡细胞，服用抗肿瘤药组的出现大量的凋亡细胞。
图5. 斑马鱼肿瘤部位中性粒细胞表型图
绿色颗粒为中性粒细胞
可以看到，服用抗肿瘤药组斑马鱼肿瘤部位中性粒细胞较少，未出现模型对照组中性粒细胞募集情况。
图6. 斑马鱼肿瘤病理切片
绿色箭头指向人肿瘤细胞
可以看到，正常对照组斑马鱼腹腔内没有肿瘤细胞，模型对照组斑马鱼腹腔内可见较多的肿瘤细胞，肿瘤细胞多形性、核浆比增大、出现病理性核分裂。抗肿瘤药组斑马鱼腹腔内仅见少量肿瘤细胞，肿瘤细胞体积增大、核浆比增大。
图7. 斑马鱼生存期展示图
可以看到，服用抗肿瘤药组生存期与正常对照组斑马鱼相似，未出现模型对照组生存期明显缩短的情况。
评价结论
经过每组30尾斑马鱼的对比实验，抗肿瘤药组的肿瘤细胞数量、转移距离、新生血管数量较模型对照组明显减少；抗肿瘤药组肿瘤部位凋亡细胞较模型对照组明显增加；抗肿瘤药组肿瘤细胞形态较接近正常对照组。
经过每组60尾斑马鱼的对比实验，抗肿瘤药组斑马鱼生存期较模型对照组明显延长。
本实验证实了顺铂、康莱特、沙利度胺等抗肿瘤药具有显著的抗肿瘤作用。