目前尚未建立斑马鱼胚胎体外心肌细胞分化体系。本研究通过分析斑马鱼胚胎多能性因子的基因表达模式以及三胚层标志物，确定了其多能性窗口期，发现斑马鱼从合子基因组激活到长圆形期后短暂阶段，存在一段极短的多能性维持时期。基于该多能性窗口期并结合适宜的培养条件，我们建立了一种从原代胚胎细胞体外快速高效诱导生成心肌细胞的方法。诱导产生的心肌细胞可分化为具有功能的特异性心肌细胞亚型。值得注意的是，这些体外诱导生成的心肌细胞表现出典型的收缩动力学特征和电生理特性。该体系为斑马鱼原代胚胎细胞的心肌细胞分化研究提供了新的范式。该技术不仅为心脏发育与再生研究提供了新平台，也为药物研发、疾病模型构建以及心脏毒性药物评估......【详细】

成年斑马鱼能在数小时内愈合大型皮肤伤口，且几乎不留疤痕。这种快速的上皮再覆盖对于预防感染和启动受损组织的后续再生至关重要。尽管在理解这一过程方面已取得重大进展，但目前仍不清楚如何在机体层面协调数量庞大的上皮细胞，以确保毫米级伤口的及时闭合。本文报道了成年斑马鱼附肢（鱼鳍）在上皮再覆盖过程加速中所起的一项意想不到的作用。通过对活体动物单细胞动态的全身体监测，我们发现鱼鳍驻留上皮细胞（FECs）具有高度移动性，会迁移至覆盖附近身体区域的伤口处。受伤后，鱼鳍驻留上皮细胞可迅速发生器官级别的动员，能在不到8小时内覆盖高达 4.78 平方毫米的身体表面。有趣的是，长期命运追踪实验显示，迁移的鱼鳍驻留上皮......【详细】

目前新病毒的发现速度超过了我们对感染生物学进行实验研究的能力。为了更好地将病毒发现与免疫学相结合，我们对斑马鱼进行了基因改造，以可视化方式报告病毒感染情况。我们构建了一株在干扰素刺激基因启动子下表达绿色荧光蛋白（GFP）的品系后，反复观察到转基因幼鱼在孵化数天后会自发表达GFP。对同笼饲养的GFP阳性和GFP阴性斑马鱼进行的RNA测序分析发现了一种天然存在的小核糖核酸病毒，该病毒能诱导典型的干扰素介导反应以及数百种抗病毒防御基因，而这些基因在免疫刺激处理或其他病毒的实验感染中均未被观察到。在小核糖核酸病毒诱导的众多基因中，有一大类编码免疫相关蛋白鸟苷三磷酸酶（GTPase）（GIMAPs）的基......【详细】

肿瘤代谢的细胞内在特性已得到越来越充分的表征。然而，肿瘤对全身代谢的影响受到的关注较少。本研究利用携带BRAFV600E驱动型黑色素瘤的成年斑马鱼，探究癌症对远端组织的影响。通过代谢组学和同位素追踪技术，我们发现黑色素瘤消耗的葡萄糖量约为其他被测组织的15倍。尽管存在这一代谢负担，患病动物体内仍通过肿瘤-肝脏丙氨酸循环维持循环葡萄糖水平。肿瘤排出葡萄糖衍生的丙氨酸为肝脏糖异生提供碳源，并使肿瘤能够从支链氨基酸分解代谢中清除过量氮，我们发现这一过程在斑马鱼和人类黑色素瘤中均被激活。对斑马鱼中肿瘤-肝脏丙氨酸循环的药物抑制降低了肿瘤负荷。本研究强调了肿瘤与远端组织间代谢串扰的重要性，并确立了成年斑......【详细】

细胞外囊泡（EVs）在所有生物的体液中循环，参与细胞间的跨器官通讯。由于成像技术分辨率低以及缺乏合适的动物模型，追踪和理解这些纳米级物体一直受到阻碍。斑马鱼胚胎的使用使得利用光学和电子显微镜以前所未有的时空分辨率观察细胞外囊泡成为可能。这使得能够并行研究内源性生理性细胞外囊泡和病理性细胞外囊泡，并进一步揭示其生物发生、生物分布以及在整个生物体中的靶细胞的机制。这些进展将有助于更好地理解细胞外囊泡的体内（病理）生理学。【详细】

为追踪和控制自身位置，动物会整合其在空间中的运动信息。哺乳动物海马结构中存在自我位置的表征，但尚不清楚更古老的脑区中是否存在位置表征，这些表征如何由整合的自身运动产生，以及它们通过何种通路控制运动。本研究在头部固定、模拟游泳的虚拟现实实验模型中，让斑马鱼幼体接受多种非自愿位移。斑马鱼会追踪这些位移，并在数秒后通过矫正性游向其初始位置（“位置稳态”）。全脑功能成像显示，延髓中有一个网络存储位置记忆，并在下橄榄核中产生误差信号，从而驱动未来的矫正性游动。光遗传学调控延髓整合细胞可诱发位移记忆行为。消融这些细胞或下游的橄榄核神经元则会消除位移矫正反应。这些结果揭示了脊椎动物后脑内的多区域神经环路，该......【详细】

中医药的发展需要能够快速、系统地解析其多成分、多靶点药理作用的模型系统。本综述将斑马鱼呈现为现代中医药研究中一种多功能的体内药理学平台，而非仅仅是一种筛选工具。我们综合了其在心血管疾病、神经精神疾病、代谢性疾病和肿瘤疾病领域的近期应用，重点阐述了斑马鱼的光学透明性和基因可操作性如何实现多靶点相互作用的实时定量分析——例如剂量依赖性的心率变化、中性粒细胞迁移距离以及肿瘤荧光强度——从而将分子通路与整体生物体表型结果关联起来。有一个专门的部分批判性地评估了其在机制性安全性评价中的作用，推动研究从描述性毒理学向阐明不良结局通路迈进。随后，我们指出了斑马鱼潜力未被充分利用的当前局限性，例如在解析中药方......【详细】

神经元形态发生的分子机制仍有待全面阐明。在模式系统中开展发现性筛选是揭示生物过程分子基础的关键一步。本研究利用斑马鱼模型，筛选中枢神经系统中调节轴突直径的分子。轴突直径存在显著差异，较大的轴突具有更快的传导速度。轴突直径影响髓鞘形成，可被动态调控，且在疾病状态下会发生改变。然而，由于体内轴突体积微小且结构复杂，对其直径的研究一直面临挑战。为此，我们构建了自动化高分辨率活细胞成像与分析筛选平台，用于鉴定调控斑马鱼大型毛特纳轴突直径的药理学调节剂。我们对880种化合物进行了筛选，共获得33个阳性候选物。通过验证该筛选流程，我们证实影响β-2肾上腺素能受体和多巴胺信号通路的化合物可增大轴突直径。本研......【详细】

鉴定胶质母细胞瘤的有效疗法是临床肿瘤学领域尚未满足的需求。降糖药二甲双胍已被推荐作为胶质母细胞瘤的老药新用治疗药物，其主要作为氯离子细胞内通道1（CLIC1）的阻断剂发挥作用，而CLIC1是胶质母细胞瘤干细胞（GSC）增殖的关键调控因子。然而，二甲双胍复杂的药代动力学特性以及较低的抗肿瘤效力限制了其临床转化。本研究通过基于配体的方法和计算研究，发现利尿剂氨苯蝶啶是一种此前未被发现的CLIC1阻断剂。全细胞膜片钳电生理实验表明，氨苯蝶啶可抑制胶质母细胞瘤干细胞中的CLIC1活性，其半数有效浓度（EC50）比二甲双胍低约200倍。这一效应与二维和三维培养中胶质母细胞瘤干细胞增殖减少、三维模型中侵袭......【详细】

视觉最初在水中进化形成，光线的光谱成分能反映观察距离。然而，水生视觉系统是否以及如何利用这一“物理事实”，目前尚不为人知。本研究表明，斑马鱼会利用“颜色”信息来抑制对视觉背景的反应。为此，斑马鱼将其完整的祖先视锥细胞组成划分为两个对立的系统：PR1/4（“红/紫外视锥细胞”）与 PR2/3（“绿/蓝视锥细胞”）。其中，哺乳动物保留的无色彩分辨能力的 PR1 和 PR4 是视觉形成的必要且充分条件。相比之下，哺乳动物丢失的具有颜色拮抗特性的 PR2 和 PR3 对视觉既非必要也非充分。相反，它们构成了一个“辅助系统”，从光谱层面抑制 PR1 和 PR4 产生的“核心驱动信号”。本研究的发现挑战了......【详细】