题目：Neuroprotective effects of traditional Chinese medicine using zebrafish models - a review

原文链接：http://dx.doi.org/10.3389/fphar.2026.1810881

期刊：Frontiers in Pharmacology

摘要

包括阿尔茨海默病、帕金森病和中风在内的神经系统疾病，仍是全球致残和死亡的主要原因，且现有的神经保护疗法十分有限。中医药具有多靶点治疗潜力，但其作用机制的复杂性需要借助合适的模型体系进行系统性研究。斑马鱼（斑马属）因与人类具有遗传同源性、身体透明且适配高通量筛选，已成为中医药神经保护研究的重要脊椎动物平台。本综述总结了斑马鱼模型在研究中医药治疗阿尔茨海默病、帕金森病、脑缺血、癫痫、失眠、抑郁症和脊髓损伤方面的应用。关键研究结果表明，中药代谢物通过抗氧化应激、抗神经炎症、抗细胞凋亡、神经递质调节、促进神经发生以及血管保护等多种机制发挥神经保护作用。斑马鱼模型已被证实特别适用于活性代谢物的高通量筛选、神经血管过程的实时活体成像以及快速安全性评估。然而，我们也必须正视其局限性，如缺乏分层新皮层、药物代谢存在差异，且现有模型多为急性模型。通过模型标准化、多组学整合和跨物种验证来应对这些挑战，将进一步提升基于斑马鱼的中医药研究的转化价值。本综述为利用斑马鱼模型推动神经保护中医药的机制研究和临床开发提供了实用框架。

关键词：临床转化，药物筛选，神经系统疾病，神经保护，中医药，斑马鱼

引言

神经系统疾病的全球挑战

神经系统疾病涵盖神经退行性疾病（如阿尔茨海默病、帕金森病）、脑血管疾病（如缺血性脑卒中）、神经发育障碍和神经精神疾病，是21世纪全球公共卫生面临的重大挑战（马华等，2025）。世界卫生组织报告称，神经系统疾病是全球伤残调整寿命年（DALYs）的主要诱因，且其社会经济负担正持续加重（秦等，2025）。目前针对这些疾病的治疗手段主要以缓解症状为目标，尽管能够有效阻止或逆转神经元损伤与死亡的神经保护疗法尚未取得重大突破（Li H. 等人，2025）。神经系统疾病的病理生理机制极为复杂，涉及遗传、环境、免疫、代谢等多种因素。因此，单靶点药物往往难以达到理想效果，这导致研发周期延长、成本增加且失败率居高不下（George 等人，2022；Gong 等人，2018）。基于此，探索新的研究模式、开发多靶点多通路治疗策略已成为神经科学与药理学领域的迫切需求。

斑马鱼模型的优势

在寻求具有更强转化潜力的高效临床前研究模型的过程中，斑马鱼在过去二十年中迅速成为一种新型脊椎动物模型。其主要优势在于能够在生物复杂性与高通量实验的实用性之间取得平衡，从而为解决神经科学领域的复杂挑战提供独特视角（Kalueff 等人，2014）。斑马鱼与人类在遗传相似性、功能同源性、生理特征及发育过程等方面均存在高度一致性（Zizioli 等人，2023）（图1）。斑马鱼基因组与人类基因组的同源性超过87%，人类基因组（郑等，2025）。此外，人类所有疾病相关基因中有82%在斑马鱼中以直接同源基因的形式存在（尚卡尔等，2021）。在大脑解剖结构方面，斑马鱼与人类拥有保守的脊椎动物大脑基本结构，包括端脑、间脑、中脑、小脑和脊髓。与神经系统疾病相关的关键区域在进化上具有保守性：背外侧皮层（Dl）与哺乳动物海马体同源，背内侧皮层（Dm）与杏仁核同源，腹侧端脑区域与基底神经节同源。主要的神经递质系统（如多巴胺、乙酰胆碱、5-羟色胺、γ-氨基丁酸）以及血脑屏障也具有高度保守性，为构建人类神经系统疾病模型提供了坚实的生物学基础（豪等，2013；利施克和柯里，2007；麦克雷和彼得森，2015）。然而，二者也存在重要差异。斑马鱼的端脑通过外翻方式发育，而哺乳动物的端脑则通过内陷方式发育。斑马鱼缺乏六层新皮层，其背侧皮层主要以核团的形式组织，而非层状结构（伊藤和山本，2009；米勒和武里曼，2009）。斑马鱼中枢神经系统的神经元总数在幼体阶段约为10万个，成体阶段约为1000万个，这比人类大脑约860亿神经元的数量低了几个数量级（阿泽维多等，2009；赫尔库拉诺-乌泽尔，2009）。此外，研究表明斑马鱼的突触后密度（PSD）蛋白质组比哺乳动物的更简单（巴耶斯等，2017）。这些差异意味着斑马鱼无法完全斑马鱼模型虽无法概括高阶认知功能障碍，但非常适用于研究基础神经病理机制以及进行高通量药物筛选（Imberechts 等人，2025）。此外，斑马鱼作为营养神经科学和脑部疾病研究的宝贵模型，其价值日益得到认可，可用于探究饮食因素如何调节神经病理过程（Rafique 等人，2023）。

图1 .利用斑马鱼研究中药神经保护作用的整合研究系统示意图。(a) 人-斑马鱼遗传与神经### （a）进化保守性 斑马鱼与人类的基因同源性达87%，约82%的人类疾病相关基因在斑马鱼中存在直系同源基因。这种进化保守性体现在血脑屏障、核心神经递质系统和神经环路的结构与功能保留上，使斑马鱼成为人类神经系统研究的有效转化模型。  ### （b）中药的神经保护机制 当神经元受到损伤时，中药可作为多靶点保护因子发挥作用：通过Nrf2和TLR通路缓解氧化应激与神经炎症，通过抑制BAX阻断细胞死亡，并通过激活Wnt/β-连环蛋白信号通路修复神经功能。最终实现神经元得到保护、运动更顺畅、认知表现更敏锐的效果。  ### （c）整体给药与表型筛选 本部分介绍中药复方在斑马鱼中的整体给药方式，以及后续的全面表型评估。整合的检测指标包括行为学分析、认知功能评估和发育监测，可系统表征中药的整体治疗疗效及其协同生物学效应。  ### （d）解析分子机制的先进技术 研究采用CRISPR/Cas9介导的基因编辑、活体荧光成像、高通量筛选以及多组学技术（基因组学、蛋白质组学、代谢组学）等前沿技术，解析中药发挥作用的分子基础。这些技术有助于绘制靶蛋白相互作用网络与信号通路，从而阐明中药介导神经保护的精准分子机制。

中医药在神经保护中的作用

传统医学（中医）在神经系统疾病的治疗方面拥有数千年的悠久历史包括中风、痴呆和癫痫在内的疾病，同时积累了大量临床经验。中医药的疗效源于其整体观治疗理念，通过多种植物药的协同作用调节机体功能。越来越多的研究表明，中药中的各类单体、活性代谢物及复方制剂，如人参皂苷、黄芩苷、丹参酮以及六味地黄丸，均表现出显著的神经保护作用（吕等，2025；宋等，2022；王等，2016；袁等，2023；朱等，2021）。

中医药“多成分、多靶点、多途径”的特点，使其物质基础和作用机制的研究变得复杂。传统的体外研究方法聚焦于单一靶点或细胞系，难以阐明其中涉及的全面调控机制。这一局限性阻碍了中医药的现代化与发展（Huang 等人，2020；Li J. 等人，2020）。斑马鱼模型作为一个完整的活体系统，为推进中医药研究提供了可靠的平台。它不仅能实现中药化合物复杂代谢物的整体递送，还可通过表型筛选直观评估其整体疗效，例如改善运动障碍、提升认知功能。此外，结合基因编辑、活体成像和多组学技术，科研人员能够系统研究斑马鱼模型中中医药发挥神经保护作用的分子网络和信号通路。该方法实现了从单纯鉴定到解析作用机制的转变，从而提升了该领域的研究深度（Chen 等人，2020；Huang 等人，2020；Li X. 等人，2025；MacRae 与 Peterson，2015）。

本综述系统梳理了近年来斑马鱼模型在中医药神经保护研究中应用的相关成果，旨在为该交叉学科领域的未来发展提供理论参考与战略指导。

斑马鱼神经系统疾病模型

斑马鱼已成为模拟人类神经系统疾病的有效模型。通过运用基因敲除/敲入、转基因等基因技术，以及神经毒素暴露等化学方法，研究人员已在斑马鱼身上成功复制出多种基本病理特征（图2）。这一进展为开展药物筛选和机制研究奠定了基础（Dash和Patnaik，2023；Liu，2023；Pansera等人，2025）。

阿尔茨海默病模型

阿尔茨海默病（AD）是最常见的神经退行性疾病，其主要特征是与年龄相关的β-淀粉样蛋白（Aβ）沉积以及由Tau蛋白过度磷酸化引发的神经原纤维缠结（Rafique 等人，2025）。AD的斑马鱼模型主要分为两类分类包括转基因模型和化学诱导模型（Freeman 和 Kiper，2022；Wang K. 等人，2021）。近年来，随着 CRISPR/Cas9 等基因工程技术的发展以及阿尔茨海默病（AD）发病机制研究的深入，斑马鱼模型得到了进一步优化和拓展，在 AD 机制探索、药物筛选及早期病理阶段研究中发挥着越来越重要的作用（Dey 等人，2024；Saleem 和 Kannan，2018）。

转基因模型

APP/PSEN转基因模型是在斑马鱼神经元中靶向表达突变型人淀粉样前体蛋白（APP）和早老素（PSEN1/2）。该方法导致Aβ过量产生并聚集，引发年龄相关的神经元凋亡、突触功能障碍以及阿尔茨海默病样表型，包括学习记忆能力下降（Kotova 等人，2025；Yenkoyan 等人，2025）。过表达人突变型Tau蛋白（如P301L、A152T）的转基因斑马鱼模型可出现Tau蛋白过度磷酸化、聚集和神经元死亡，为阐明Tau蛋白病（Tauopathies）的分子机制提供了直观的研究模型（Barbereau 等人，2020；Lopez 等人，2017）。

CRISPR/Cas9基因编辑技术的应用极大拓展了斑马鱼阿尔茨海默病（AD）模型的构建能力，使得能够培育出更准确模拟人类遗传病症的敲入模型（Lardelli等人，2024；Kroll等人，2025）。有研究培育出多种斑马鱼品系，这些品系在人类PSEN1、PSEN2和SORL1基因的同源基因中携带早发性家族性AD（EOfAD）样和非早发性家族性AD样突变，该方法可对AD早期相关病理改变进行系统性转录组分析（Lardelli等人，2024）。研究人员利用CRISPR/Cas9介导的基因组编辑技术，构建了四个晚发性AD（LOAD）易感基因（sorl1、abca7、trem2和cd2ap）的F0敲除突变体；这一策略有助于明确受干扰的信号通路，并鉴定出倍他米松作为潜在治疗候选药物，该药物可恢复p sen2敲除幼虫的正常睡眠表型（Kroll等人，2025）。

除了基因敲除和敲入策略外，斑马鱼模型还被用于研究APOE4——晚发性阿尔茨海默病的主要遗传风险因素。用重组的人源ApoE4氨基末端片段（((nApoE4 ^{1-151} ))）处理的胚胎，与用ApoE3变体处理的胚胎不同，出现了死亡率升高、发育异常和色素沉着减少的情况。而(nApoE4 ^{1-151})片段则易位至神经元细胞核，并诱导tau病理改变（Ser396/Ser404位点的PHF-1免疫反应性增强）。这些发现支持了ApoE4的毒性功能获得假说，并为药物筛选建立了快速斑马鱼平台（McCarthy等人，2022）。此外，目前商业化的技术平台可通过基于CRISPR的基因组编辑或转基因技术，快速培育出在APP、tau或早老素基因中表达阿尔茨海默病相关突变的稳定转基因品系（Sang等人，2025）。综合综述研究已系统总结了这些新兴的斑马鱼阿尔茨海默病模型，阐明了它们在解析相关机制方面的独特优势和固有局限性tauopathy 和阿尔茨海默病发病机制的分子机制（Lopes 和 Guil-Guerrero，2025；Yenkoyan 等人，2025）

图2 .主要神经系统疾病斑马鱼模型的构建及病理特征。(a) 通过APP/PSEN转基因或(AB42/AICI)给药构建阿尔茨海默病模型，可再现Aβ斑块沉积、神经原纤维缠结形成、突触功能障碍及认知功能下降等病理特征。(b) 经MPTP/6-OHDA暴露或SNCA/Parkin基因修饰诱导帕金森病模型，表现出黑质多巴胺能神经元丢失、路易小体形成，以及运动迟缓、震颤等运动功能缺陷。(c) 通过PTZ/海藻酸处理或离子通道基因突变建立癫痫模型，其特征为过度兴奋的神经元出现过度同步化电活动、γ-氨基丁酸能抑制功能受损，以及癫痫样抽搐行为。(d) 利用光化学血栓形成或 ponatinib/低氧诱导血管损伤的方法构建脑卒/缺血模型，可模拟血栓形成、脑梗死、炎症反应、脑血流量降低及后续的神经元损伤等过程(e) 经咖啡因/光照刺激或Hcrt/食欲素基因编辑构建失眠/睡眠障碍模型，表现出睡眠片段化及总睡眠时长减少，为睡眠机制研究提供基础。(f) 采用转基因或基因编辑技术构建其他神经系统疾病模型，包括亨廷顿病（HD，存在突变亨廷顿蛋白聚集）、肌萎缩侧索硬化症（ALS，通过SOD1/TDP-43修饰导致运动神经元丢失）及孤独症谱系障碍（ASD，伴随突触功能障碍）

化学诱导模型

Aβ42肽注射模型涉及将合成(A beta 42)(A beta_{1-42})肽直接注射到斑马鱼的脑室或特定脑区。这种方法急性诱导神经炎症、氧化应激和认知功能障碍，使其适合快速筛选能够抑制的药物(A beta) 毒性（Bhattarai 等人，2017；Bhattarai 等人，2020；Nery 等人，2014）；长期暴露于特定金属离子（如氯化铝 ((AlCl_{3})))）或物质（如 D-半乳糖、东莨菪碱、冈田酸（OKA）、链脲佐菌素（STZ））可在斑马鱼中诱发阿尔茨海默病样病理改变，例如 (A beta) 聚集、Tau 蛋白磷酸化、胆碱能神经元损伤以及认知能力下降。这些模型提供了成本效益高的选择，有助于大规模筛选（Amoah 等人，2023；Nada 等人，2016；Koehler 等人，2019；Luo 等人，2024；Rafique 等人，2023；Sang 等人，2020）。

近年来对化学诱导的斑马鱼阿尔茨海默病模型的进一步优化，进一步提升了其在发病机制研究中的应用价值临床前药物发现。研究人员通过用(AlCl_{3})和D-半乳糖共同处理72小时，建立了一种快速、经济的幼虫模型，该模型可诱导学习/记忆障碍、(A beta_{1-42})沉积以及乙酰胆碱酯酶活性升高，因此适用于高通量筛选（Luo等人，2024）。OKA已通过优化的诱导方案被验证为阿尔茨海默病样认知功能障碍的有效诱导剂（Raduan等人，2024）。(AlCl_{3})诱导的模型可重现氧化应激、胆碱能功能障碍、神经退行性变和肠-脑轴改变，并有助于研究阿尔茨海默病的性别特异性易感性（Vaja等人，2025）。此外，研究人员还建立了链脲佐菌素（STZ）诱导的散发性阿尔茨海默病模型；脑室内注射STZ可在7天内重现(A beta)沉积、tau蛋白过度磷酸化、神经元丢失和认知障碍（Dhiman等人，2025）。东莨菪碱诱导的认知障碍模型仍广泛用于天然神经保护剂的筛选；近期有一篇综述汇总了21项研究，评估了28种天然物质对东莨菪碱诱导的斑马鱼阿尔茨海默病样行为的作用（Abidar等人，2025）。

帕金森病（PD）模型构建

帕金森病（PD）的典型病理特征是中脑黑质区多巴胺能（DA）神经元逐渐发生变性，进而引发静止性震颤、运动迟缓等运动症状。斑马鱼拥有与哺乳动物高度相似的多巴胺系统，使其成为研究帕金森病的理想模型（Dodiya 等人，2025；Doyle 和 Croll，2022）。

神经毒素建模

MPTP/MPP+模型涉及给予1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶（MPTP）及其活性代谢物MPP+，这两种物质是公认的神经毒素，可导致多巴胺（DA）神经元选择性变性。斑马鱼通过浸泡或注射接触这些化合物后，会出现多巴胺神经元的进行性丢失、运动功能受损（如游泳速度降低、转圈行为增多），以及dat和th等相关基因的表达下调（Chen A.等人，2016；Li等人，2022）。近期，针对成年斑马鱼腹腔注射MPTP的模型进行了优化，研究表明单次剂量100微克/克的MPTP可在第3至5天有效诱发帕金森病（PD）样症状，这为评估治疗干预措施提供了特定的时间窗口（Omar等人，2023）。6-羟基多巴胺（6-OHDA）和鱼藤酮模型同样能选择性损伤多巴胺神经元。这些模型已被广泛应用于斑马鱼研究，以复现多种病因诱导的帕金森病病理进程（Briñez-Gallego等人，2023；Wasel和Freeman，2020）。

除了上述神经毒素外，百草枯——一种因会扰乱人体多巴胺能系统而被证实会增加帕金森病（PD）发病风险的广泛使用除草剂——也被用于在斑马鱼中诱导帕金森病样表型（Mohamad Najib 等人，2023）。短期百草枯暴露会降低斑马鱼的运动活性、扰乱胆碱能和5-羟色胺能系统，并抑制酪氨酸羟酶的活性（Kim 等人，2022）。标准化已有诱导方案（Harini 等人，2024）。从机制来看，百草枯会下调多巴胺相关基因（dat、th1），上调促炎基因（il-1α、il-1β、tnf-α、cox-2），并导致多巴胺能神经元丢失，金属硫蛋白2可逆转这些效应（Mohamad Najib 等人，2023）。百草枯还会改变成年斑马鱼大脑的嘌呤能信号传导（Bortolotto 等人，2025），并对神经丘毛细胞产生耳毒性（Tantry 和 Santhakumar，2024）。总体而言，百草枯是用于帕金森病建模和神经保护筛选的有价值的化学诱导剂。

转基因模型

尽管斑马鱼不含有α-突触核蛋白（SNCA）基因，但通过转基因技术表达人类野生型或突变型SNCA可在斑马鱼体内复制路易小体的形成，进而导致多巴胺能神经元的进行性变性（齐尼等人，2025）。研究人员已构建出稳定的转基因品系，该品系表达mCherry标记的人类α-突触核蛋白，能在幼体阶段重现帕金森病的关键表型特征。除α-突触核蛋白外，斑马鱼还被广泛用于构建其他家族性帕金森病相关基因突变的疾病模型。对LRRK2、PINK1、Parkin等家族性帕金森病相关基因的突变或敲除进行建模，是研究帕金森病遗传易感性和发病机制的重要工具（班盖帕加里等人，2025；费特等人，2010；西戈宾等人，2020）。

尽管斑马鱼不含有α-突触核蛋白（SNCA）基因，但通过转基因技术表达人类野生型或突变型SNCA可在斑马鱼体内复制路易小体的形成，进而导致多巴胺能神经元的进行性变性（齐尼等人，2025）。研究人员已构建出稳定的转基因品系，该品系表达mCherry标记的人类α-突触核蛋白，能在幼体阶段重现帕金森病的关键表型特征。除α-突触核蛋白外，斑马鱼还被广泛用于构建其他家族性帕金森病相关基因突变的疾病模型。对LRRK2、PINK1、Parkin等家族性帕金森病相关基因的突变或敲除进行建模，是研究帕金森病遗传易感性和发病机制的重要工具（班盖帕加里等人，2025；费特等人，2010；西戈宾等人，2020）。

脑缺血模型

斑马鱼具有强大的再生能力、透明的血管系统以及高耐缺氧性，是研究中风诱导的神经和血管损伤及修复的独特模型（陈杰等人，2024；克里利等人，2022；孟等人，2025）。成熟的中风模型可通过行为学检测、活体成像和药物筛选来研究中风后的脑损伤与修复过程（陈杰等人，2021）。

化学性缺氧模型（如硝普钠、氮气或亚硫酸钠）可诱发全脑缺血，导致神经元死亡和行为缺陷，非常适用于大规模抗缺氧药物筛选（Marino 等人，2020）。改良的缺氧-复氧平台可重现新生儿缺氧缺血性脑病（HIE）的特征——包括存活率降低、运动障碍、神经元丢失、血管收缩和脑血流量减少——为机制研究和治疗验证提供了条件（Lin 等人，2025）。光化学/激光诱导模型利用光敏剂（如玫瑰红）和激光照射生成局部血栓和缺血灶（Lee 等人，2016；Meng 等人，2025）。实时成像技术可观察血栓形成、血流变化、神经元损伤和血脑屏障破坏，为评估溶栓剂和神经保护剂提供了动态研究平台（Hwang 等人，2023；Nayaka 等人，2025）。利用该模型，研究人员揭示了卒中后恢复的年龄依赖性差异：年轻斑马鱼在7天内恢复脑血流量，14天恢复学习能力，而老年斑马鱼尽管血流动力学恢复情况相似，但其功能恢复过程却更为漫长（Mizoguchi 等人，2025）。

药物诱导的脑缺血模型也已被构建。普纳替尼通过抑制血小板衍生生长因子受体（PDGFR）在斑马鱼中构建出脑缺血模型，成功模拟了人类缺血性脑卒中的关键细胞和分子特征，包括脑血管内皮损伤、血栓形成、血流量减少、炎症反应以及细胞凋亡（Zhu 等人，2020）。苯肼（PHZ）作为一种氧化性溶血诱导剂，已被用于建立基于血栓形成的脑缺血模型，研究人员通过荧光标记的幼虫对外周血流和脑血流量进行定量分析，以此筛选抗脑卒中药物（Wang Q. 等人，2022）。此外，Tg（kdrl:DenNTR）等转基因模型可通过硝基还原酶（NTR）介导的内皮细胞消融来模拟血管损伤（Chen W. 等人，2021；Meng 等人，2025）。近年来的研究进展进一步推动了药物筛选工作，并加深了对缺血性损伤机制的理解（Li L. 等人，2024；Lin 等人，2023；Zhang C. 等人，2025）。有一篇综合性综述详细阐述了基于斑马鱼的缺血性脑卒中治疗药物筛选研究，涵盖了实验设计的关键因素（发育阶段、品系、给药途径、诱导方法等）（Nayaka 等人，2025）。

然而需要指出的是，斑马鱼并不太适合用于短暂性脑缺血发作（TIA）的模型构建，这是因为目前尚无针对可逆性、短时长局灶性闭塞的成熟方案；同时，鉴于斑马鱼与哺乳动物在脑血管结构上存在显著解剖学差异，斑马鱼也难以用于模拟大脑中动脉闭塞（MCAO）等大血管闭塞亚型。因此，斑马鱼模型最适合作为高通量筛选和机制研究的补充平台，相关研究结果需在哺乳动物模型中进行后续验证（Meng 等人，2025；Mizoguchi 等人，2025）。

癫痫模型构建

癫痫是一种由大脑内神经元异常、过度同步放电引发的神经系统疾病（托特等人，2017年）。斑马鱼幼鱼神经发育迅速且对化学诱因敏感，是开展大规模筛选的理想模型抗癫痫药物（Burrows 等人，2020）。戊四氮（PTZ）是一种(GABA)受体拮抗剂，通过浸泡处理的化学诱导模型可在斑马鱼幼鱼中可靠诱发典型的癫痫样行为（如抽搐、狂乱游动）（Moradi-Afrapoli 等人，2017）。该模型被广泛用于抗惊厥药物的筛选和评估（Afrikanova 等人，2013）。近年来，PTZ斑马鱼模型继续被广泛用于评估新型抗惊厥候选药物（Fernández 等人，2025；Ciubotaru 等人，2025）。此外，红藻氨酸（红藻氨酸）等其他致惊厥剂也被用于通过不同机制模拟癫痫（D’Amora 等人，2023；Heylen 等人，2021）。

除化学诱导方法外，基因编辑技术（尤其是CRISPR/Cas9）的出现推动了与人类癫痫相关基因突变的斑马鱼模型的快速发展（Grone 等人，2016年）。一项具有里程碑意义的研究构建了48个癫痫候选基因的功能缺失模型，并鉴定出5个基因（arfgef1、kcnd2、kcnv1、ubr5和wnt8b），这些基因表现出癫痫样行为和过度兴奋性，为其在人类癫痫发生中的作用提供了可靠的体内证据（LaCoursiere 等人，2024年）。近年来，研究人员已针对多个癫痫相关基因构建了CRISPR/Cas9编辑的斑马鱼突变体，包括napb（Shin 等人，2025年）、phf21ab（Wang D. 等人，2025年）、slc13a5（Dogra 等人，2025年）和pnkp（Wang G. 等人，2025年），这些研究共同证明了斑马鱼可用于癫痫候选基因的快速体内功能验证以及潜在治疗干预的筛选。在生理参数方面，大多数癫痫研究选用受精后5-7天（dpf）的幼鱼，原因是其具有光学透明性，且适合高通量筛选。幼鱼研究中很少明确性别，因为此时尚未出现性别二态性；而成鱼研究则要求明确报告性别（Silva 等人，2022年）。

失眠模型

失眠是一种普遍存在的睡眠障碍，与各种神经系统疾病密切相关（Brandt，2021； Dyken et al.，2012）。斑马鱼是一种昼夜活动的脊椎动物，拥有与哺乳动物非常相似的睡眠-觉醒调节系统，使其成为研究失眠机制和进行药物筛选的主要候选者（Yokogawa et al.，2007；zhdanova，2011）。咖啡因诱导的失眠模型使用最广泛。暴露在100~300μmol/L咖啡因浓度范围内的斑马鱼幼鱼表现出夜间总睡眠时间缩短、睡眠碎片化加剧、觉醒频率增加和睡眠潜伏期延长（Weiet al.，2024）。这些观察到的行为变化与腺苷受体拮抗机制一致，表明睡眠压力和唤醒促进网络之间的平衡被破坏（Reichert et al.，2022）。除了咖啡因，还开发了替代化学失眠模型。通过浸泡暴露PTZ触发过度活跃的运动和扰乱的睡眠结构，为筛选镇静催眠化合物和中医干预提供了可靠的模型（张旭等，2025）。同样，para-chlorophenylalanine（PCPA）治疗已被用来通过抑制血清素来诱导失眠合成，提供了另一种经过验证的方法（李伟等人，2024）。

昼夜节律紊乱是另一种公认的失眠模型。持续暴露于光照（24小时光照：0小时黑暗）或光周期倒置会破坏昼夜节律，导致活动时间延长和相位偏移，从而降低日内稳定性（Park 等人，2024）。长期红外活动监测可评估这些紊乱并检测睡眠模式的变化（Silva 等人，2022；Wang J. 等人，2023）。光照暴露会影响时钟基因的表达，表明其通过节律网络对睡眠和认知功能产生影响（Vatine 等人，2009）。不同波长的夜间人工光（ALAN）也被证实会破坏斑马鱼的昼夜节律和睡眠行为，部分光谱成分还会产生跨代效应（Li Y. 等人，2024）。

基因编辑技术（尤其是CRISPR/Cas9）的出现，使得携带睡眠相关基因突变的斑马鱼品系能够快速培育成功。食欲素（Hcrt）过表达会引发类似失眠的表型，表现为过度兴奋，启动和维持夜间休息的能力大幅下降，这直接模拟了人类失眠的特征（Prober等人，2006）。相反，破坏食欲素信号通路则会导致睡眠碎片化，重现发作性睡病的症状。斑马鱼体内的食欲素系统由单个hcrt基因和一种食欲素受体（HcrtR）构成，该受体在结构上与哺乳动物的HcrtR2最为接近，为研究进化上保守的睡眠环路提供了便利（Dyachuk，2024）。针对睡眠调控基因的其他转基因模型也已建立，包括超极化激活环核苷酸门控（HCN）通道突变体和QRFP/Pth4神经元特异性品系，可用于高通量药物筛选和机制研究（Chiu等人，2016；Doldur-Balli等人，2024a）。在失眠相关研究中，5至7天龄的斑马鱼幼鱼最常用于化学和光相关检测；而当评估慢性效应或更复杂的睡眠结构时，则会使用成年斑马鱼（3至6月龄）。目前尚未有关于斑马鱼性别差异的系统性报道，但建议研究人员在成年斑马鱼研究中同时考虑雌雄两性（Doldur-Balli等人，2024b）。

其他神经系统疾病模型

除了上述模型外，斑马鱼已被证明能有效模拟多种其他神经和精神疾病。在抑郁症研究中，斑马鱼表现出可量化的行为表型——包括运动能力下降、社交回避和快感缺失——且相关研究已建立了多种建模方法（遗传与药理学操作、慢性应激范式、肠-脑轴研究），为探究该疾病的生理、遗传、药理和环境诱因提供了可能（Zhang 等人, 2021；Zhang 等人, 2018；Yang B. 等人, 2025）。在脊髓损伤（SCI）研究中，斑马鱼中枢神经系统强大的再生能力得到了广泛利用；尤其是幼体斑马鱼具有光学透明性，可实时观察细胞修复过程，近期研究还通过对比不同发育阶段系统优化了损伤方案，以实现再生检测的标准化（Zeng 和 Tsai, 2023；Walker 等人, 2025）。在亨廷顿舞蹈病（HD）研究中，突变型亨廷顿蛋白可再现包括进行性运动功能障碍和神经退行性变在内的关键病理特征（Schiffer 等人，2007）；近年来，一种喹啉酸诱导的成年斑马鱼亨廷顿病样模型得到验证，该模型可再现神经行为损伤、氧化应激和神经炎症，同时能针对 GSK-(3 beta) 信号通路快速筛选神经保护化合物（Goel 等人，2025）。对于肌萎缩侧索硬化症（ALS），在斑马鱼中表达突变型 SOD1 或 TDP-43 可再现运动神经元变性、轴索病和运动功能缺陷等标志性病理（Laird 等人，2010；Ramesh 等人，2010）；近期研究进一步发现，对 ALS 最易感的大型脊髓运动神经元会表现出加速的自噬和蛋白酶体降解，而 TDP-43 缺失会加剧这一过程，这表明分解代谢应激是潜在的治疗靶点（Asakawa 等人，2025）。对于孤独症谱系障碍（ASDs）及其他神经发育障碍，遗传型（如 Shank3、Cntnap2、神经连接蛋白 3、Arid1b 突变体）和环境型（如丙戊酸诱导）斑马鱼模型均已得到广泛验证，可用于体内研究突触功能障碍、兴奋/抑制失衡及社交行为异常（Meshalkina 等人，2018；Pal 等人，2025；Camussi 等人，2025）。总体而言，这些模型显著加深了我们对这些复杂疾病发病机制的理解，并持续为治疗干预提供新的靶点和方法（Meng 等人，2025）。

中医药在斑马鱼模型中的神经保护作用

斑马鱼模型具有整体研究思路、可视化能力和高通量特性，是系统评估中医药（一个复杂体系）神经保护作用的理想平台。近年来，众多研究已采用斑马鱼模型来阐明中医药在神经系统疾病防治中的疗效与作用机制。这些研究涵盖了多个层面，包括单味植物药、经典复方制剂以及活性代谢物（Chakraborty 等人，2025；董杰等人，2022；Lu 等人，2024）。

在阿尔茨海默病研究中的应用

中药来源的活性代谢物在斑马鱼阿尔茨海默病模型中已显示出神经保护作用。管花肉苁蓉（列当科；肉苁蓉）中的毛蕊花糖苷（ACT）通过NF-κB和AMPK通路促进小胶质细胞M1向M2极化，从而缓解与阿尔茨海默病相关的神经炎症（Li等人，2021）。加工后的西洋参皂苷，尤其是西洋参（五加科；西洋参根）中的AGTS5，可通过神经修复、神经递质调节和氧化应激减轻作用，逆转(AlCl_{3})诱导的斑马鱼模型中的神经元损伤和认知缺陷（Yang Y.等人，2025）。盐酸小檗碱（BC）可提高存活率，降低氧化应激神经炎症，并降低暴露于(AlCl_{3})物质的幼虫的脂质水平，分子对接研究表明其具有ABCA1激动剂活性（Uvarajan等人，2025a）。杜仲橄榄雄花提取物（EUMF）[杜仲科；杜仲树皮]通过自噬调节和乙酰胆碱酯酶（AChE）抑制，减轻运动功能障碍、(A beta)物质沉积以及神经元凋亡（Sun等人，2022）。熊果苷可恢复暴露于(AlCl_{3})物质的斑马鱼的抗氧化活性，并缓解其认知功能障碍和神经炎症（Uvarajan等人，2025b）。猴头菇提取物[猴头菇科；药用真菌，非植物药]可减轻大脑氧化应激，改善东莨菪碱诱导的记忆障碍（Valu等人，2021）。白术[菊科；白术根茎]（AMK）通过调控铁死亡相关基因（EGFR、HMOX1）改善类阿尔茨海默病症状，同时改善行为反应并减少神经元凋亡（Singh等人，2024；Zheng等人，2025）。木犀草素是来自野菊花[菊科；野菊花]的一种黄酮类化合物，可靶向作用于乙酰胆碱酯酶，在斑马鱼阿尔茨海默病模型中，其改善运动障碍的效果优于多奈哌齐（Pan等人，2019）。

中国植物药方剂及联合疗法同样展现出多效性益处。生慧汤（SHD；由人参、黄芪、天麻等组成）可抑制JNK/p38丝裂原活化蛋白激酶通路，减轻(AlCl_{3})诱导斑马鱼的运动和认知缺陷、氧化应激以及神经炎症（Lu等人，2024）。在阿尔茨海默病合并骨质疏松症（AD-OP）斑马鱼共病模型中，蛇床子素（OST）和羌活醇（NOT）的联合使用——二者分别为独活[伞形科；独活根]和羌活[伞形科；羌活根茎及根]的代谢产物——发挥协同抗炎作用，相较于单独使用任一化合物，能更有效地抑制一氧化氮（NO）和活性氧（ROS）的释放（Guo等人，2024）。同样，管花肉苁蓉[列当科；肉苁蓉]被证实是治疗阿尔茨海默病合并骨质疏松症共病的双靶点药物（Li C.等人，2020）。

中药代谢物的Nanotechnology-based传递已在斑马鱼模型中得到验证。姜黄素负载脂质体（姜黄素来自姜黄L.[姜科；姜黄根茎]）穿透大脑并减少神经元中的氧化应激，从而实现有针对性的神经保护（Fernandes等人，2021年）。肉桂酸杂交体作为多靶标剂（huBuChE，MAO-B），跨越血脑屏障，在没有急性毒性的情况下改善认知障碍（Wang L. et al.，2021年）。用Syzygium cumi（L.）Skeels[Myrtaceae]提取物合成的明胶/PLA/金纳米复合材料（Ge/PLA/AuNCs）表现出良好的生物相容性，并抑制AChE和butyrylcholinesterase（BChE），表现出抗AD作用（Rajkumar等人，2025年）。总的来说，这些研究证实了中药衍生的代谢物、配方和纳米制剂在改善斑马鱼模型中与AD相关的功能障碍方面的功效。

在帕金森病研究中的应用

中药中的活性代谢物在斑马鱼帕金森病模型中表现出神经保护作用。人参中的人参三醇皂苷（PTS）三七（Burkill）F.H.Chen ［五加科；三七根及根茎］可减少6-羟基多巴胺诱导的多巴胺能神经元丢失并改善运动行为（Zhang et al., 2017a）。五味子甲素（SA）提取自五味子（Turcz.）Baill. ［五味子科；五味子果实］，可通过诱导型一氧化氮合酶抑制及丝裂原活化蛋白激酶/磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/糖原合成酶激酶3β信号通路减轻氧化应激和神经元损伤（Zhang et al., 2015）。金盏花［菊科；金盏花花］提取物（ECoL）可激活自噬、上调自噬相关基因并促进α-突触核蛋白清除，从而改善1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶诱导的运动功能障碍（Wang M. et al., 2023）。远志Willd. ［远志科；远志根］提取物（PRE）下调磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶1以调节糖代谢，同时缓解帕金森病和抑郁症状（Jiao et al., 2026）。提取自黄连Franch. ［毛茛科；黄连根茎］及其他植物的小檗碱（BBR），可通过磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/B细胞淋巴瘤-2和核因子E2相关因子2/血红素氧合酶1信号通路发挥双相调节性神经保护作用（Zhang et al., 2017a）。其荧光标记衍生物BBRP可穿过血脑屏障，靶向线粒体，并展现出抗帕金森病的疗效（Wang X. et al., 2021）。

天然代谢物同样展现出抗帕金森病的潜力。来自漆树科杧果属植物杧果的芒果苷（MGF），通过调控帕金森病相关基因（lrrk2、vps35、atp13a、dnajc6、uchl1）维持线粒体稳态，并恢复超氧化物歧化酶/过氧化氢酶的活性（秦等，2024）。柑橘类水果中的橙皮苷可下调lrrk2、gsk3β、casp3、casp9和polg的表达；柚皮素能减轻氧化应激并保护线粒体膜电位；二者均能改善运动模式（凯什等，2021a；2021b）。咖啡及其他植物中的绿原酸（CGA）通过调控α-突触核蛋白和微管相关蛋白1轻链3β（α-syn、lc3b）促进自噬，从而缓解1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶（MPTP）诱导的症状（高等，2023）。毛蕊花糖苷可激活核因子E2相关因子2-抗氧化反应元件（Nrf2-ARE）信号通路（李等，2018）。中国苦茶（阿萨姆茶苦茶变种）中的苦茶碱通过沉默信息调节因子2同源物3（SIRT3）介导的超氧化物歧化酶2（SOD2）去乙酰化，减少活性氧（ROS）生成并增强线粒体功能（段等，2020）。

中药复方具有协同作用。通天口服液（TTKFY；成分包含人参、黄芪等）以剂量依赖的方式保护多巴胺能神经元、改善行为表现并调控多巴胺通路的mRNA表达（董杰等，2022）。芪龙胶囊（QLC；源自补阳还五汤，含黄芪、三七、丹参等成分）通过抑制线粒体凋亡、促进自噬以及降解α-突触核蛋白，减少多巴胺能神经元的丢失与凋亡（莫等，2023）。

真菌代谢物及基于纳米技术的递送方式已得到验证。谷硫唑A（来源于真菌）通过SLC7A11/GPX4通路抑制铁死亡，并减少α-突触蛋白聚集（Kong等人，2024）。 brassisterol A通过NLRP3/半胱天冬酶-1/GSDMD信号通路减轻神经炎症（Tong等人，2024）。桑黄（Ljub.）L.W. Zhou和Y.C. Dai [刺革菌科]菌丝体提取物（SvMEs）可逆转MPTP诱导的多巴胺能神经元损伤和运动障碍（Li等人，2022）。纳米载体可改善递送效果：银杏内酯B纳米晶体（GB-NCs）和PEG-PCL纳米颗粒能增强脑部蓄积、保护神经元并恢复多巴胺水平（Liu等人，2020；Zhao等人，2020）。五味子酯甲纳米晶体（SA-NCs）可激活Akt/糖原合成酶激酶3β通路（Chen T.等人，2016）。葛根素纳米晶体（PU-NCs）和经FRET验证的纳米颗粒可提高口服吸收率和脑穿透性，改善MPTP诱导的损伤（熊等，2019；陈等，2019）。总体而言，这些研究证实了中药来源代谢物、复方制剂、真菌代谢物和纳米制剂在改善斑马鱼模型中帕金森病相关功能损伤方面的有效性，为新型抗帕金森病策略和临床转化奠定了坚实基础。关键研究结果概述见表2。

在脑缺血研究中的应用

中药活性代谢物在斑马鱼缺血性脑卒中模型中具有血管保护、抗血栓和神经保护作用。人参C.A.Mey.（五加科；人参）中的人参皂苷F1（GF1）可通过IGF-1/IGF1R通路减轻阿昔替尼诱导的血管损伤并促进血管生成，改善缺血性脑卒中后的恢复（Zhang J. 等人，2019）。鬼箭锦鸡儿（Pall.）Poir.（豆科）提取物（ECJ；藏药，未正式收录）能以剂量依赖性方式降低脑血栓发生率，疗效优于阿司匹林（Zhao 等人，2023）。积雪草（L.）Urb.（伞形科；积雪草）水醇提取物（HA-CA）与间歇性禁食联合使用，可减轻亚急性低氧诱导的行为缺陷、氧化应激、神经炎症和线粒体功能障碍（Bindal 等人，2024）。毛冬青Hook. & Arn.（冬青科；毛冬青根）中的冬青皂苷A1具有促斑马鱼的血管生成活性（Li J.等人，2017）。茜草（茜草科；茜草）提取物（QC）具有双重抗血栓和促血管生成作用（Chen等人，2018）。虎杖（Polygonaceae科；虎杖根及根茎）提取物（PCRR）通过VEGFR2信号通路抑制VEGF诱导的血管生成（Hu等人，2018）。三七（五加科；三七根及根茎）中的原人参三醇皂苷（PTS）通过加速血流并调控凝血、炎症和凋亡相关基因（包括抑制NF-κB和PI3K/AKT通路）来减轻血栓形成（Liu等人，2024）。麝香酮和左旋冰片（天然产物）靶向TRPV1和TRPM8，在斑马鱼抗血栓和抗缺血模型中发挥协同神经保护作用，调控(Ca^{2+})的浓度及能量代谢（Ma L.等人，2025）。

中药复方也展现出治疗益处。丹参（唇形科；丹参）与三七以10:1的比例配伍，可达到最佳抗血栓疗效，下调血栓形成相关基因（Yin等人，2020）。安宫牛黄丸（ANP；一款含牛黄、麝香等成分的经典中药复方）及其组合代谢物BECCs V，可通过PI3K/AKT信号通路改善斑马鱼脑缺血模型中的运动障碍和神经元损伤（Zhang C.等人，2025）。三物角颗粒（SW）在早期给药时发挥促血管生成作用，减轻缺血性脑中风损伤（Zhou等人，2024年）。芪龙胶囊（QLC；源自补阳还五汤）可通过调节凝血、炎症和凋亡过程缓解普纳替尼诱导的缺血性脑卒中（Lin等人，2023年）。舒心饮方通过VEGF/PI3K/Akt/MAPK信号通路促进血管生成（Zhou等人，2019年）。当归四逆（DGSN）汤剂通过调节多种凝血因子发挥抗凝作用（李伟等，2024）。

中药注射剂已在斑马鱼模型中得到验证。疏血通注射液（GHI）可降低核因子-κB介导的促炎细胞因子，并通过以下方式发挥抗血栓作用凝血因子和炎症细胞因子水平降低（王Y.等人，2022）。本研究通过多表型筛选为药物发现提供了一种新方法，为识别活性代谢物、阐明中药注射剂的作用机制提供了全新视角。表3总结了中药代谢物、方剂及注射剂在斑马鱼缺血性脑卒中与血栓形成模型中的作用与机制。

在癫痫研究中的应用

中药活性代谢物在斑马鱼模型中表现出抗癫痫活性。天麻（兰科；天麻）中的天麻素E和N6-对羟基苄基腺苷可调节神经递质通路（陈S.等，2024）。水茄（茄科，未正式收录）中的甾体皂苷在戊四氮诱导的癫痫发作中表现出中等程度的抗癫痫活性（任等，2024）。荭草苷通过抑制细胞凋亡、炎症和氧化应激来减轻癫痫发作（当等，2021）。天南星（天南星科；天南星）提取物通过调控神经炎症延长癫痫发作潜伏期并减少类癫痫行为，其作用靶点为Anxa1c、Il1b和Ptger1a（高等，2025）。

在单体代谢物中，小檗碱和巴马汀已得到广泛研究。小檗碱（取自黄连[毛茛科；黄连]及其他植物）预处理可改善戊四氮诱导的认知障碍小鼠的记忆巩固并延缓癫痫发作进展，而橙皮苷未显示出显著疗效（Bertoncello 等人，2024）。小檗碱及其衍生物，尤其是 BBR-D1，可通过抗炎通路延长癫痫发作潜伏期并抑制相关行为（Zhang 等人，2020）。巴马汀（取自西伯利亚小檗[小檗科]）在斑马鱼和小鼠中表现出抗惊厥活性，可与谷氨酸脱羧酶和 α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异噁唑丙酸受体相互作用（Nieoczym 等人，2024）。巴马汀可减少运动过度并改变神经化学水平；其与小檗碱联合使用时具有协同抗癫痫作用（Gawel 等人，2020）。

机制研究确定了潜在靶点。突触融合蛋白1B（STX1B）表达降低与癫痫发作活动增强相关；小檗碱可上调STX1B，介导其抗惊厥作用（Zheng等人，2018）。厚朴[木兰科；厚朴树皮]提取物及其代谢物厚朴酚在耐药癫痫模型中表现出强效抗惊厥作用（Li Y. Q.等人，2020）。丹参[唇形科；丹参根及根茎]中的丹参酮IIA在斑马鱼癫痫发作模型中显示出明确的抗惊厥活性（Buenafe等人，2013）。

其他天然产物也展现出潜力。七种香豆素衍生物具有显著的抗癫痫作用（Kozioł 等人，2021）。类胰蛋白酶抑制剂 Kunitz 肽 AdKuz2（源自枝状珊瑚指状鹿角珊瑚 Dana, 1846）可减少谷氨酸合成并增强γ-氨基丁酸的生物合成（Chen 等人，2022）。甘草提取物中的甘草甜素（GL）通过高迁移率族蛋白B1- Toll样受体4-核因子κB信号通路缓解慢性癫痫发作引发的记忆功能障碍，同时兼具抗惊厥和神经保护作用（Paudel 等人，2021）。

中药复方具有协同作用。荣昌胶囊与熄风胶囊（经典中药方剂）可减轻癫痫样行为并下调c-fos表达，这很可能是通过5-羟色胺、γ-氨基丁酸和组胺途径实现的（Zhang S. 等人，2019）。这些研究凸显了中药来源的代谢物及其他天然产物作为抗癫痫药物研发候选物的潜力，同时斑马鱼模型为机制研究和临床转化提供了可靠的平台。表4详细总结了其抗癫痫作用及机制。

在失眠研究中的应用

斑马鱼已成为研究中医药治疗失眠的关键实验模型，这归因于其睡眠行为可量化且神经通路与人类高度同源。斑马鱼模型，尤其是咖啡因诱导的失眠模型，已被广泛用于通过行为学和分子分析评估中医药相关治疗方法（魏等人，2024；多尔德-巴利等人，2024a）。

植物药的活性代谢产物具有调节睡眠的特性。酸枣（鼠李科；酸枣仁）通过抑制性神经递质系统减少觉醒并促进静息状态（Xia 等人，2019）。人参中的人参皂苷 Rg1（五加科；人参）通过 Bcl-2/Bax/半胱天冬酶-3 通路减轻睡眠剥夺引发的认知功能障碍和脑损伤（Lu 等人，2023）。益生菌发酵天麻（兰科；天麻）相较于未发酵原料，能通过肠道菌群和氨基酸代谢更好地维持血清素平衡（Zhang X. 等人，2025），还可调节神经活性配体-受体相互作用及 DNA 修复（Zhang 等人，2024）。五味子（五味子科；五味子）提取物具有神经活性（Wang 等人，2018）。白肉灵芝（一种药用真菌，非植物药）提取物通过多成分、多靶点机制降低运动活性（Zhao 等人，2025）。

中药复方具有协同作用。安寐丹（一种中药复方）通过下调时钟基因、提高ATP酶活性以及调控OXA/p38丝裂原活化蛋白激酶/细胞外信号调节激酶1/2通路，修复昼夜节律并调节能量代谢（王Y. 等，2022；叶等，2024）。黄连温胆汤通过激活(GABA)受体发挥抗失眠作用，其中葡萄糖苷为关键代谢物（李Y. 等，2024）。柴胡龙骨牡蛎汤通过白细胞介素6和肿瘤坏死因子通路改善睡眠-觉醒行为并减轻焦虑（范等，2025）。

斑马鱼模型为研究治疗失眠的中医药提供了一套标准化的高通量评价体系，既印证了中医药“多靶点协同作用”的理念，也推动了中医药在睡眠障碍治疗领域的现代化进程。表5总结了在斑马鱼模型中评估的中医药干预失眠的疗效及作用机制。

在其他神经系统疾病中的应用

斑马鱼模型已被广泛用于研究中医药干预抑郁症、脊髓损伤和神经修复。凭借其独特的生物学特性和实验凭借其优势，斑马鱼已在中医药抗抑郁研究中确立了重要地位。

在抑郁症研究中，慢性不可预测轻度应激（CUMS）和利血平诱导模型结合行为学检测，为评估中药疗效提供了可靠的平台（Zhang 等人, 2018; Zhang 等人, 2021）。侧柏[柏科；侧柏叶/侧柏子]种子提取物（S4）通过调节单胺代谢逆转抑郁表型（Yan 等人, 2022）。天麻素（来源于天麻[兰科；天麻根茎]）可激活 Nrf2 信号通路，促进 Arg-1+小胶质细胞表型转化，抑制 IL-1 和 TNF-α 释放，从而减轻脂多糖（LPS）诱导的神经炎症和焦虑样行为（Zhang 等人, 2023）。人参[五加科；人参根及根茎]、西红花[鸢尾科；西红花花柱]和贯叶连翘[藤黄科；贯叶连翘全草]提取物均表现出剂量依赖性镇静作用，证实斑马鱼可作为神经活性中药代谢产物的筛选平台（Wang T. 等人, 2025）。加味逍遥胶囊在利血平诱导的抑郁症模型中疗效优于舍曲林模型（Zhang 等人，2018）。安神补心六味丸可改善行为学指标、减轻神经损伤并提升5-羟色胺（5-HT）和去甲肾上腺素（NE）水平，同时构建了高通量表型筛选框架（Liu 等人，2021）。

在脊髓损伤与神经修复领域，采用机械横切或激光消融构建的斑马鱼模型，可动态观察轴突再生与胶质瘢痕形成过程（Zhang 等人，2021）。损伤诱导的5-羟色胺能神经元亚群有助于轴突再生与功能恢复（Huang 等人，2021）。黄芪甲苷（取自蒙古黄芪[豆科；黄芪根]）可促进损伤后神经干细胞的增殖（Lu 等人，2021）。三七[五加科；三七根及根茎]皂苷（PNS）可激活Wnt/β-连环蛋白信号通路，加速轴突再生并改善运动功能（Hong 等人，2008）。天麻素可通过PI3K/AKT/mTOR信号通路促进髓鞘形成，对脱髓鞘病变展现出修复潜力（Shi 等人，2025）。脑脉泰胶囊（一种中药复方制剂）可在周围运动神经元损伤模型中促进神经再生（Zhong 等人，2021）。

中药活性代谢物的共同特征及斑马鱼模型中效毒调控策略

中药活性代谢物的共同特征

根据所综述的文献，在斑马鱼中具有神经保护作用的中药活性代谢物具有若干共同特性。

1. 低分子量。大多数化合物的分子量低于600道尔顿（如小檗碱336道尔顿、天麻素286道尔顿、葛根素416道尔顿），可通过被动扩散穿过生物膜，包括血脑屏障（BBB）。斑马鱼的血脑屏障约在受精后3天具备功能，其结构和功能特征与哺乳动物血脑屏障保守，可用于可靠评估化合物的通透性（Li等人，2017；Kotova等人，2025）。

2. 多酚或类黄酮结构。许多具有神经保护作用的中药代谢物为类黄酮、酚酸或其他多酚类物质，它们具有强效的抗氧化活性，可清除活性氧（ROS），并上调Nrf2/HO-1等内源性防御系统。类似阿育吠陀药用植物中观察到了多种特性，这类植物还富含类黄酮、木脂素、甾醇、单宁和生物碱（Chakraborty 等人，2025）。

3. 多靶点调控。与单靶点合成药物不同，中药活性代谢物可作用于多条信号通路，包括抗炎通路（NF-κB、MAPK、NLRP3）、抗凋亡通路（PI3K/Akt、Bcl-2/Bax/半胱天冬酶-3）、抗氧化通路（Nrf2/HO-1、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶）、神经递质调控通路（乙酰胆碱酯酶抑制、单胺类物质调控）以及自噬通路（LC3-II/I、p62）。这种多靶点特性与中医整体观理念相符，且在斑马鱼模型中得到了一致验证（阿比达尔等人，2025）。

4. 适合浸浴给药的溶解度。大多数研究通过浸浴（药液浸泡）的方式施用化合物，这要求化合物在水介质中或二甲基亚砜（DMSO）中的溶解度足够高，浓度不超过0.1%–0.5%（体积比），以避免溶剂毒性。许多中药代谢物，尤其是糖苷类和极性化合物，能够满足这一要求。

5. 剂量依赖性的兴奋效应。许多中药代谢物表现出双相剂量反应关系（兴奋效应）：低剂量有益，而高剂量可能无效或具有毒性。例如，小檗碱在低浓度下发挥神经保护作用，但在高剂量下通过PI3K/AKT/Bcl-2和Nrf2/HO-1通路产生细胞毒性。

6. 血脑屏障通透性或外周调节。要发挥直接的神经保护作用，代谢物必须穿透血脑屏障，或调节间接影响中枢神经系统的外周通路。斑马鱼血脑屏障是评估天然产物跨血脑屏障递送的验证模型，在高通量筛选和实时成像方面具有优势（李等人，2017年）。许多研究中的代谢物能有效穿过血脑屏障并在脑组织中积累。

药效调控与毒性降低策略

严谨的实验设计对于可靠的疗效评估以及最大限度减少代谢物诱导的毒性至关重要。

药效调控策略

1. 量效曲线。测试多种浓度（通常为3-6个剂量，跨度至少一个数量级）以建立量效关系。计算最低有效浓度（LEC）和半数最大有效浓度（((EC_{50}))）。中药植物药的剂量依赖性行为反应已得到系统表征（Wang T. 等人，2025）。

2. 阳性对照。纳入经过验证的阳性药物（例如用于阿尔茨海默病的多奈哌齐、用于帕金森病的左旋多巴、用于癫痫的丙戊酸、用于失眠的褪黑素），以在临床相关或先前验证的浓度下作为疗效基准。

3. 多个疗效终点。神经保护作用通过互补终点进行评估：行为学检测（运动能力、记忆力、癫痫评分、睡眠/觉醒追踪）、分子检测（定量聚合酶链式反应、蛋白质印迹法）、生化检测（氧化应激标志物、神经递质水平）以及组织学分析（免疫染色、细胞凋亡检测）。多终点的整合为疗效评估提供了可靠依据。

4. 统计严谨性。研究采用了每组足够的样本量（n≥10-30）、随机化设计、可行情况下的盲法评估，以及合适的统计检验（事后检验方差分析、双因素方差分析）。自动化行为追踪和图像分析提升了研究的客观性和可重复性。

毒性控制与降低策略

1. MTC 及 (LC50) 的测定。在功效研究前需评估急性毒性，以确定安全浓度范围。(LC50)（半数致死浓度）和 MTC（最大耐受浓度）通过剂量探索实验测定。例如，2025 年刘凯等人的研究显示，景天三七提取物与没食子酸在斑马鱼胚胎中的 (LC50) 值分别为 237.0 mg/L 和 328.4 mg/L。通常，功效研究选用低于 MTC 的浓度（为 (LC50) 的 1/3 至 1/10）。

2. 形态与发育毒性监测。对胚胎和幼虫的死亡率、孵化率、形态异常（水肿、脊柱弯曲、卵黄囊畸形、尾部变形、颅面缺陷）、心率变化、色素沉着及体长进行检测。高浓度的中华朴树提取物会引发心脏畸形和鱼鳔异常，这凸显了开展全面发育毒性评估的必要性（刘K.等人，2025年）。

3. 器官特异性毒性。对肝毒性（肝脏形态、基因表达、组织病理学）、心脏毒性（心率、心律、循环、心包水肿）、神经毒性（行为、神经元形态）和肾毒性（肾小球形态、水肿）进行评估。斑马鱼正越来越多地用于高通量药物毒性筛选（李X. 等，2025）。

4. 发育阶段选择。5-7 天龄的幼鱼因光学透明且血脑屏障已具备功能而最为常用，但其敏感性可能与成鱼不同。初步毒性研究采用与药效实验相同的发育阶段。

5. 载体和溶剂对照。设置与处理组浓度相同的溶剂对照（如二甲基亚砜、乙醇、甲醇），以区分代谢物特异性效应。二甲基亚砜的最终浓度不应超过0.1%–0.5%（体积/体积）。

6. 治疗窗的确定。治疗窗是未观察到有害作用水平（NOAEL）与最低有效浓度（MEC）的比值。更宽的治疗窗代表更安全的特性。治疗窗较窄的化合物可能会被排除或通过制剂进行优化。

7. 配方优化。对于难溶性或毒性化合物，先进配方可提高生物利用度和脑部递送效率，同时降低毒性，包括纳米晶（银杏内酯B、葛根素）、纳米颗粒（PEG-PCL）和脂质体（姜黄素）（Liu 等人, 2020；Zhao 等人, 2020；Xiong 等人, 2019）。

8. 范围确定实验。在完整的药效研究之前，需测试较宽的浓度范围（例如0.1–1000微摩尔或0.1–1000微克/毫升），以确定神经保护活性的有效窗口且无明显毒性。药效研究所选浓度需处于安全范围内（≤最大耐受浓度），并覆盖预期的(EC_{50})

斑马鱼模型在中医药神经保护研究中的临床转化前景

斑马鱼模型具有光学透明、发育迅速、适配高通量筛选以及神经通路与人类进化保守的特点，是将中医药神经保护策略转化为临床实践的重要桥梁。其主要应用涵盖个性化医疗、精准医疗和优化临床试验质量三个相互关联的维度。这些方法共同为中医药在神经系统疾病中的标准化应用提供了创新框架。

在个性化医疗领域，斑马鱼异种移植模型（zAvatar）可通过移植患者来源的神经元或神经组织，快速构建患者特异性疾病模型（Costa 等人，2024）。该平台与中医“辨证论治”理念相结合，助力中药代谢物的个体化疗效评估与方案优化。在肿瘤学领域，此项技术与临床疗效的吻合率已超80%，为中医药精准干预阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病提供了宝贵的技术参考（Barbosa 等人，2025）。

在精准医学领域，利用CRISPR/Cas9及其他基因编辑工具培育出携带特定遗传变异的斑马鱼品系，为系统研究中医药如何调控基因型与表型之间的关系提供了可能（Siddiqui等人，2025）。与此同时，药物基因组学研究能够阐明基因如何多态性影响中药方剂中多种代谢物与靶点之间的复杂相互作用（Cornet 等人，2018）。这些研究方向为中医治疗的剂量定制和禁忌证识别提供了分子基础（图3）。此外，斑马鱼模型在临床前验证中发挥重要作用，通过涵盖行为、神经病理学和分子生物标志物的全面表型分析，可快速评估神经保护功效与安全性（Liu 等人，2025a）。同时，利用斑马鱼模型进行生物标志物的发现与验证，能够为神经系统疾病的早期诊断、实时治疗监测及预后评估提供客观指标（Elsaid 等人，2023）。总体而言，这些研究不仅提升了中药临床试验设计与实施的标准化水平，还推动了神经保护制剂从基础研究向临床应用的转化（Ngu 等人，2025）。

挑战与展望

尽管斑马鱼模型为研究中医药的神经保护机制提供了巨大潜力，但仍有几个仍有诸多挑战有待解决。这些挑战主要涉及实验方案的标准化、研究结果在不同物种间的转化，以及对中医药体系固有复杂性的适配。

一个主要局限是，不同实验室之间缺乏用于建立和验证斑马鱼疾病模型的标准化方案，这往往导致研究结果的可重复性和可比性较差。此外，高通量技术产生的数据格式、分析方法和报告标准存在多样性，这凸显了对统一数据管理框架的迫切需求（川口与中西，2023）。由于斑马鱼与人类存在进化差异，部分研究结果可能无法直接转化为临床应用，这凸显了开展严格跨物种验证的必要性（伯吉斯与伯顿，2023）。在实际应用层面，目前大多数斑马鱼疾病模型仅模拟单一病理特征，这限制了它们重现人类神经系统疾病多因素、渐进性本质的能力。此外，以多成分、多靶点、多通路相互作用为特征的中医药内在复杂性，给斑马鱼模型相对简化的框架带来了挑战。因此，迫切需要创新的研究策略来全面解析中药作用机制（Saleem 和 Kannan，2018）。

展望未来，中医药神经保护研究中斑马鱼模型的持续发展，将得益于跨学科合作与技术创新（Liu 等人，2025b）。一个关键研究方向是整合多组学方法——包括基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学——以系统阐明中医药的分子作用机制（Wen 等人，2025；Zhao 等人，2024）。人工智能（AI）技术的更广泛应用有望显著提升数据分析的效率与准确性（Mahmud 等人，2021）。通过运用机器学习、深度学习等人工智能方法，研究人员可揭示基础生物学原理，助力中医药生物活性代谢物的鉴定，并阐明其作用机制（Olawade 等人，2025）。此外，通过建立标准化疾病模型、开发更能反映人类病理的复杂模型以及完善跨物种验证体系，中医药向临床转化的进程将得到加速（Cassar 等人，2019）。这些协同努力旨在弥合基础研究与临床实践之间的差距，从而为中医药精准治疗神经系统疾病提供坚实的科学依据（Burton 与 Burgess，2022）。

图3 .斑马鱼模型在推进神经保护型中医药转化中的应用价值。(a) 个体化医疗赋能：斑马鱼类器官模型（异种移植物）与患者来源的神经元移植技术结合，构建个体化体外疾病模型，将其与中医药辨证论治相结合，为阿尔茨海默病（AD）、帕金森病（PD）等疾病实施精准干预，优化用药方案，在神经科领域实现高临床应答适配率。(b) 精准医疗支撑：借助CRISPR/Cas9技术将人类基因变异体导入斑马鱼体内，可系统研究中医药调控的基因型-表型关系。药物基因组学研究进一步探索基因多态性、多组分中医药方剂与治疗靶点之间的相互作用，为剂量定制和禁忌证识别奠定分子基础。(c) 临床试验质量提升：斑马鱼模型通过快速的疗效/安全性评估和全面的表型分析（行为学、神经病理学、分子标志物）对临床前试验进行验证，助力生物标志物的发现与验证，为早期诊断、实时治疗监测和预后评估提供支持，推动中医药临床试验设计的标准化进程，加速基础研究向临床应用转化。

结论

总之，斑马鱼模型为研究中医药在多种神经系统疾病中的神经保护作用提供了一个实用且互补的平台。本综述总结了其在阿尔茨海默病、帕金森病、脑缺血、癫痫、失眠、抑郁症和脊髓损伤中的应用。现有证据表明，中医药发挥多靶点作用，包括抗氧化应激、抗神经炎症、抗细胞凋亡、神经递质调节、促进神经发生以及血管保护。行为学检测与自动化和深度学习技术的结合，提高了药效学评价的通量和客观性，为中医药现代化提供了技术支撑。

斑马鱼模型在中医药研究中的实际应用目前包括：（i）活性代谢物和植物药提取物的高通量筛选；（ii）多靶点机制的快速体内验证；（iii）神经血管及再生过程的实时成像；以及（iv）初步安全性与毒性评估。这些特性使斑马鱼成为啮齿动物模型的一种成本效益高且符合伦理的补充模型，尤其在药物研发早期阶段尤为如此。

然而，本综述及该模型本身存在的若干局限性应予以承认。首先，尽管存在遗传同源性，但斑马鱼缺乏六层新皮层，且大脑结构要简单得多，这限制了对高阶认知缺陷和复杂人类神经病理的重现。其次，在药物代谢、血脑屏障通透性以及斑马鱼与哺乳动物之间的药代动力学差异需要进行跨物种验证。第三，现有的斑马鱼疾病模型大多为急性或亚急性模型，难以模拟慢性神经退行性过程。第四，运动活性、癫痫样发作、睡眠模式等行为终点虽可量化，但可能无法完全反映人类临床症状。第五，相较于人类，斑马鱼神经系统强大的再生能力可能导致对损伤严重程度的低估以及对治疗效果的高估。第六，许多采用斑马鱼的中医药研究缺乏标准化方案（如诱导方法、给药方案、结局指标），导致实验室间的可重复性有限。