斑馬魚(yú)(Danio rerio)作為一類(lèi)脊椎類(lèi)模式生物，在發(fā)育和疾病的遺傳機制研究中日益流行，兩個(gè)主要的原因就是基因操作便利性以及高人類(lèi)同源性。今天給大家介紹的主題是眼疾病的治療，因此，這里就先和大家聊一聊斑馬魚(yú)在眼疾病研究中的優(yōu)勢。

　　大眼、感光、易操作

　　斑馬魚(yú)的眼睛占了斑馬魚(yú)整體體積很大的一部分，這使得早期的胚胎發(fā)育過(guò)程中的眼部操作成為了可能。在受精后72小時(shí)，斑馬魚(yú)的視網(wǎng)膜便接近成熟，且其形態(tài)不論是解剖學(xué)還是功能上都與人類(lèi)的視網(wǎng)膜類(lèi)似（圖1）。斑馬魚(yú)視網(wǎng)膜上的不同類(lèi)型的感光器官形成了一種高度組織化的異型感光器官嵌合體。由于晝間活動(dòng)的生活習性，斑馬魚(yú)視網(wǎng)膜上的視錐細胞很豐富，類(lèi)似于人的視網(wǎng)膜黃斑部位，其視錐細胞的密度也和人非常接近。

　　視力影響膚色——科研“變色龍”

　　斑馬魚(yú)表型是測定視覺(jué)功能的寶貴工具，因為在不同強度的光照下，斑馬魚(yú)會(huì )擴大或收縮其體內的黑色素水平來(lái)改變他們的皮膚顏色。比如斑馬魚(yú)視力受損，它會(huì )認為自己是在低強度的光照環(huán)境中從而表現出不同的表型。其他更具體的視覺(jué)檢測方法就是利用視覺(jué)反射，如視動(dòng)或驚恐反應，還可以變化周?chē)h(huán)境來(lái)實(shí)時(shí)監測斑馬魚(yú)的視覺(jué)反應能力。

　　眼發(fā)育圖示——高人類(lèi)相似性

　　斑馬魚(yú)的眼發(fā)育與人類(lèi)和其它脊椎動(dòng)物非常相似（下圖），都是從三個(gè)不同的胚胎組織發(fā)育起來(lái)的。像神經(jīng)外胚層會(huì )分化成神經(jīng)視網(wǎng)膜、視網(wǎng)膜色素上皮細胞、視神經(jīng)稈、虹膜擴張器、括約肌和睫狀體;外胚層會(huì )分化形成晶狀體，接著(zhù)形成結膜和角膜上皮;而間充質(zhì)則是形成角膜內皮和基質(zhì)、虹膜基質(zhì)、睫狀肌和血管、鞏膜和外管系統。

　　妊娠第22天，前腦兩邊視神經(jīng)溝的形成標志著(zhù)人類(lèi)胚胎眼發(fā)育的初步建立。在接下來(lái)的一周，視溝外翻會(huì )形成視窩，接著(zhù)形成視神經(jīng)囊泡。斑馬魚(yú)的眼發(fā)育和人類(lèi)的主要區別就在于此，斑馬魚(yú)的神經(jīng)管會(huì )發(fā)展為一種被稱(chēng)為神經(jīng)龍骨細胞的固體物質(zhì)，進(jìn)而發(fā)育出視神經(jīng)原基和視神經(jīng)管腔等（12個(gè)體節階段）。和人眼發(fā)育類(lèi)似，在受精后16-20小時(shí)后，斑馬魚(yú)視泡會(huì )形成由視網(wǎng)膜神經(jīng)上皮和色素上皮（上圖a和e）組成的兩層視杯。

　　血管

　　和哺乳動(dòng)物解剖面的玻璃體血管很相似，斑馬魚(yú)的血管是大約在受精后24-29小時(shí)，視網(wǎng)膜中央動(dòng)脈血管開(kāi)始生成原始的斑馬魚(yú)視網(wǎng)膜脈管分支，并從視神經(jīng)動(dòng)脈腹側通過(guò)視神經(jīng)裂縫，形成在眼內的玻璃體動(dòng)脈。大約60小時(shí)后，晶狀體和視網(wǎng)膜之間的血管內皮細胞就會(huì )產(chǎn)生第一條明顯的基本血管。在哺乳動(dòng)物中，玻璃體血管重塑涉及玻璃體回歸和視網(wǎng)膜血管發(fā)生整個(gè)協(xié)調過(guò)程。而在斑馬魚(yú)，血管是慢慢遠離晶狀體，然后偏轉到視網(wǎng)膜變成玻璃體的形式;而且血管的重塑建立在斑馬魚(yú)視網(wǎng)膜脈管的基礎上就夠了，不需要血管重新進(jìn)行生長(cháng)。

　　視網(wǎng)膜神經(jīng)

　　人眼視網(wǎng)膜的神經(jīng)從妊娠后的第六個(gè)星期開(kāi)始，而神經(jīng)節細胞分化視網(wǎng)膜的最內層則是出現在妊娠第20周。和人類(lèi)一樣，斑馬魚(yú)視網(wǎng)膜上也是先形成神經(jīng)節細胞，進(jìn)而分化出視網(wǎng)膜。斑馬魚(yú)在受精72小時(shí)后具有視覺(jué)功能，會(huì )在視網(wǎng)膜中央出現一類(lèi)重要的極易識別的細胞。有趣的是，由72-74 小時(shí)后，斑馬魚(yú)會(huì )形成一個(gè)以高密度視錐細胞和在視桿細胞為特征的區域——顳肌區，而這個(gè)區域和人類(lèi)的視網(wǎng)膜十分相似，只是這個(gè)區域對斑馬魚(yú)的作用是增強其視覺(jué)能力。

　　成熟的視網(wǎng)膜解剖

　　和人眼結構相似，成熟的斑馬魚(yú)視網(wǎng)膜是由兩個(gè)網(wǎng)狀層分開(kāi)的三個(gè)核層組成的。感光體和視錐細胞體存在于外核層;無(wú)長(cháng)突神經(jīng)細胞和膠質(zhì)細胞體占據著(zhù)內核層；神經(jīng)節細胞體均存在于神經(jīng)節細胞層內；這些核層之間的染色體聯(lián)會(huì )發(fā)生在網(wǎng)狀層。幼魚(yú)的視覺(jué)完全可以說(shuō)是通過(guò)錐感光細胞控制的，擁有藍色、紫外線(xiàn)敏感錐體，而人的視網(wǎng)膜缺乏紫外線(xiàn)敏感錐體。

　　基因的發(fā)現

　　斑馬魚(yú)模型之所以成為眼發(fā)育研究中的重要模型，不僅是因為人類(lèi)和斑馬魚(yú)胚胎之間的眼部有明顯的解剖相似性，還是因為斑馬魚(yú)的遺傳可操作性。首次大規模正向遺傳學(xué)在1990年，用乙基亞硝基脲誘變的大規模正向遺傳學(xué)突變篩選得到2000余種突變體，包括多個(gè)患有眼疾的突變體。最近，一些有針對性的遺傳篩選已經(jīng)用于分離具體的影響眼睛發(fā)育的突變，具體涉及行為檢測、眼部形態(tài)檢查或使用轉基因標志物。

　　斑馬魚(yú)突變技術(shù)

　　由于復雜誘變技術(shù)的快速發(fā)展，一些技術(shù)如嗎啉反義寡核苷酸基因沉默技術(shù)、轉錄激活因子樣效應物核酸酶（TALENS）或規律成簇間隔短回文重復（CRISPR）系統，都促進(jìn)了多種斑馬魚(yú)人類(lèi)眼疾病突變體的建立。斑馬魚(yú)突變體可以通過(guò)簡(jiǎn)單地將純化的質(zhì)粒DNA注射到新的受精卵來(lái)實(shí)現，這些方法雖然仍有缺點(diǎn)，但卻大大促進(jìn)了眼疾病研究的進(jìn)程。