中国版“水中小白鼠”——稀有鮈鲫丨水经新注
2021/3/3 7:30:00 中科院之声
编者按：你一定知道，水是生命之源。你不一定知道，水里大有乾坤。中科院之声与中国科学院水生生物研究所联合开设“水经新注”专栏，在这里，我们将一起畅游水世界，探寻水生生物的奥秘，共同守护绿水青山。
人类今天在生命科学领域获得的成就离不开实验动物在科研一线做出的贡献。提起实验动物，可能首先浮现在大家脑海里的是生物医学研究中的小白鼠、家兔，或者是行为和认知试验中的猩猩等灵长类动物。而今天我们的主角是一种知名度虽然不高，但却是完全由我国学者发现、提出作为实验动物的鱼类——稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)。
稀有鮈鲫标本
国际通用的鱼类实验动物——斑马鱼
目前国际上常用的实验鱼类实际上是另一种鱼—斑马鱼(Danio rerio)。
相比于其他实验动物，鱼类虽然较晚被广泛应用于实验研究，但其具备的一些优点是不可取代的。
由于与人类非常相似，猴子和猩猩是常见的实验动物，但同时也更容易引发实验伦理问题；人们所熟知的实验动物小白鼠，是生理学、医药学等领域绝佳的实验材料，但其胚胎在子宫内发育，很难进行观察和操作；而另一种常被应用于科学试验的脊椎动物非洲爪蟾虽然具备胚胎体外发育且个体较大的优点，在发育生物学上的地位举足轻重，但其生命周期长，很难进行遗传学研究，同时，它是异源四倍体，多数基因存在四个拷贝，很难进行遗传突变实验。
(图片来自网络)
非洲爪蟾需1-2年的时间才达至性成熟，平均寿命为5-15岁，一些更可以活到20岁(图片来自网络)
而斑马鱼，同时具备繁殖能力强、体外产卵、胚胎透明易观察等特点，迅速成为实验动物界“新宠”。更重要的是，斑马鱼与人类基因相似度高达87%，为人类的发育生物学和分子发育遗传学做出了突出贡献，不仅如此，斑马鱼还被广泛应用于毒理学检验方面，具备灵敏度高、成本低、重复性强等优点，同时便于进一步研究污染物致病机理。
生命没有高低贵贱之分，但是相比于哺乳动物，鱼类作为实验动物更符合实验动物伦理学的“3R”原则第一条“Replacement”，即使用低等级动物代替高等级的原则(3R原则最早提出于1959年，即Replacement-替代、Reduction-减少、Refinement-优化)。
斑马鱼野生鱼群(图片来自网络)
成年斑马鱼体长通常不超过4 cm，寿命为2-3年左右
除了世界通用的斑马鱼，中国还有稀有鮈鲫
为人类生命科学事业“向死而生”的鱼类可不止斑马鱼一种，事实上，早在20世纪90年代中国科学院水生生物研究所就已经开始了对稀有鮈鲫进行实验动物化研究，并积极推动其在各个领域中的应用。
稀有鮈鲫是我国特有的一种小型鱼类，具有生活周期短、繁殖性能优越、卵大且透明等优点，是基础生物学、病理学、遗传学的良好实验材料，目前研究人员已完成全基因测序工作，遗传资源中的封闭群可作为生态毒理学测试的种源。
不仅如此，由于对病毒和重金属非常敏感，稀有鮈鲫在我国环境监测领域，是有名的“测毒鱼”，目前已经颁布了稀有鮈鲫急性毒性试验的国家标准，其他相关标准也在制定中。
与斑马鱼相比，稀有鮈鲫具有哪些优势呢？作为温水性鱼类，相比于斑马鱼等热带鱼，稀有鮈鲫对温度等饲养环境有更高的适应性。
随着实验动物标准化工作的深入及基因测序工作的开展，稀有鮈鲫将更广泛地应用于相关研究和检定。
稀有鮈鲫俗名金白娘，辐鳍鱼纲鲤形目鲤科鮈鲫属(摄影：游在河里的海鱼)
关于稀有鮈鲫的Q&A
在水生生物博物馆接待讲解过程中，很多参观者问到了以下两个问题：
Q1：既然是“稀有”，能不能作为实验动物？
A：稀有鮈鲫非广布种，野生种群相对稀少，是国家二级保护动物，但通过实验室标准化养殖后仍然可作为模式生物进行合理开发利用。这两者非但不矛盾而且还互有裨益，这也符合国际上模式生物的大原则。
Q2：被称作“测毒鱼”的稀有鮈鲫是如何测毒的？
A：科研人员将稀有鮈鲫的胚胎、幼体或成体暴露于待测化学品中，通过观测致畸率、致死率或身体组织中的酶活性等生长发育指标来定量评价该化学品的毒性。另外，随着相关技术的日益成熟，研究人员有望通过修改稀有鮈鲫的基因使其能够通过变色等更直观的方式，定性地感知水体中的污染。
实验动物：魂归大自然，功留天地间
实验动物应用于试验研究，可溯自十九世纪末。百年来实验动物应用于生命科学研究，促进当今生物、医学、农业等领域的进步与发展是有目共赌的。
据估计，脊椎动物在动物试验中每年的使用量(从斑马鱼到非人类灵长类动物)其范围从数亿到十数亿。大量实验动物作为人类的“替身”被普遍应用于科学研究，它们用自己的生命改善人类的生存状况，值得我们对它们怀有一份尊重和感激之情。
俄罗斯西伯利亚细胞学和遗传学研究所的实验动物纪念碑 一只小鼠“编织”DNA双链(图片来自网络)
参考文献：
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4. 顾党恩，于学颖，王剑伟.稀有鮈鲫封闭群Ihb: IHB生长和繁殖性能的监测[J].中国实验动物学报，2014, 22(1): 71-75
5. 《化学品稀有鮈鲫急性毒性试验》(GB/T 29763-2013)
6. 张京佶,殷浩文.有关稀有鮈鲫作为本土模式生物的争议及辨析[J].生态毒理学报,2017,12(02):44-45.
7. https://archive.vn/20120707075236/http://articles.baltimoresun.com/2010-08-26/health/bs-hs-animal-testing-20100826_1_animal-testing-animal-welfare-act-researchers
来源：中国科学院水生生物研究所
作者：邢思奇、王熙、王环珊
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