案例分享丨环特斑马鱼,为中国农科院斑马鱼研究建设提效赋能!

发布时间:2023-11-28 环特生物 浏览次数:394

引言

生命探索,实验先行!人类探索生命科学、健康美丽的奥秘,离不开实验动物与动物实验。当前,布局多元化实验平台,已成为国内众多科研院所突破科学前沿和关键核心技术的坚实底座”,也成为激发科研院所创新“裂变”的重要举措。

近年来,环特生物助力中国农业科学院农产品加工研究所、中国农业科学院饲料研究所等斑马鱼研究平台建设,并携手中国农科院质标所共同创建了“农业农村部农产品质量标准研究中心生物评价实验室”,先后为中国农科院多个研究所搭建了斑马鱼养殖系统、斑马鱼实验操作系统,用于开展农产品加工过程质量与安全研究、食品营养与功能因子研究、饲料及农畜等产品安全风险监测,以及主要高危农业有害生物的核心与关键技术突破等,加速科研成果转化,引领科学研究与技术创新,发展农产品生物安全科学的新理论、新方法和新途径。

图1 中国农业科学院饲料研究所斑马鱼鱼房一角

应用背景 

斑马鱼,由于其发育、代谢与哺乳动物高度相似,基因与人类同源性高达87%,能可靠模拟和预测人类生理与病理等独特优势,已成为现代生命科学、基础医学、环境科学、农业、食品及化妆品等众多科学研究的重要模式动物。

利用斑马鱼,可以研究生命科学的基础问题,揭示胚胎和组织器官发育的分子机理;可以构建人类的各种疾病和肿瘤模型,建立药物、功能性食品及化妆品筛选研究平台;可以开展农产品加工过程质量与安全研究、食品营养与功能因子研究、发育遗传学研究等;可以建立毒理学和育种学模型,对饲料及农畜等产品安全风险监测,研究和解决环境科学和农业科学的重大问题。

图2 中国农科院一角

应用方向 

自环特搭建的中国农业科学院农产品加工研究所、中国农业科学院饲料研究所等斑马鱼研究平台启用以来,各研究所课题组以斑马鱼等为模型探索探究农产品加工过程质量与安全研究、食品营养与功能因子研究、饲料及农畜产品安全风险监测、安全性及潜在分子机制研究等,在各类高影响因子期刊上发表多篇斑马鱼高水平研究成果。

· 农产品加工过程质量与安全研究:针对农产品加工过程中的安全和质量风险,通过斑马鱼生物技术评价开展质量与安全,确保农产品质量安全;

· 食品营养与功能因子研究:构建各种斑马鱼模型,深入开展营养保健功能和生理功能研究,充分运用生物技术加速营养保健食品、风味食品及食品添加剂的研究开发,为人类的营养与健康发挥更大的作用;

· 饲料及农畜产品安全风险监测:斑马鱼作为目前公认的毒理学研究模型,可以用来研究从高通量毒性筛选到多代和跨代毒性研究等课题;

· 有害物质监测:针对农产品加工过程质量与安全研究和食品营养与功能因子研究,对不同有害物质设计不同启动子,表达不同荧光蛋白,快速准确地监测环境及农产品、功能性食品中的特定有害物质;

· 发育生物学与遗传学研究:用来研究组织器官发育、细胞谱系分析,并通过斑马鱼基因敲除、异位基因表达等技术,研究相关疾病的致病机制和治疗策略等……

项目案例展示——中国农科院斑马鱼实验室建设项目

【建设目的】农产品加工过程质量与安全研究、食品营养与功能因子研究、饲料及农畜产品安全风险监测等

【项目周期】2-3个月

【实验室面积】100+㎡

图3 中国农科院案例图片

【项目概述】环特生物根据中国农科院不同院所的建设需求,为其量身定制了斑马鱼实验室,搭建了斑马鱼养殖系统+斑马鱼实验操作系统等,水质、温控、洁净等各方面指标均按国际一流斑马鱼实验室标准建设,以斑马鱼为媒介,从基础到应用,搭起探索农产品、营养健康食品及生命本质和规律的桥梁。

小小斑马鱼蕴含着大能量,不但承担着科学研究任务,可通过开展包括斑马鱼养殖、胚胎孵育、显微注射、原位杂交、免疫荧光染色等斑马鱼实验,持续产出前沿未知的研究成果,而且,通过“产、学、研”自主创新,也不断在重大难题攻关上实现着新的突破。

除此之外,环特还为中国农科院不同院所提供斑马鱼及基因编辑技术等服务,开展显微注射等专题培训;联合中国农科院不同院所,起草发布我国斑马鱼鱼房建设与养殖专业标准、联合申报科研成果,充分发挥标准引领,加大斑马鱼产学研用科研成果产出,促进科研水平“提质增效”!

院企联动,标准引领——环特&中国农科院

2019年4月15日,中国农科院质标所(农业农村部农产品质量标准研究中心)与环特生物共同创建“农业农村部农产品质量标准研究中心生物评价实验室”;

2021年11月1日,中国农科院质标所、环特生物、浙江省农科院联合申报的科研成果—— “农产品中主要危害因子高效识别与风险评估关键技术及应用”荣获中国农业权威奖项——2020-2021年度神农中华农业科技奖科学研究类成果一等奖;

2023年9月19日,由环特生物牵头,中国疾控中心、中国农科院质标所、中国科学院水生所等14家单位发布我国斑马鱼鱼房建设与养殖的专业标准——《实验用斑马鱼鱼房建设与养殖规范》(T/CAS 768-2023);

2023年10月14日,中国保健协会、中国农科院农产品加工研究所、上海市农科院质标所、环特生物等24家单位共同发起成立健康科学技术应用推广工作委员会,并发起组建“健康产业应用技术协同创新平台”……

近期部分代表性成果 

2023年11月10日

《Science of The Total Environment》(IF=9.8):

中国农科院质标所邱静研究员团队联合安徽农业大学侯如燕教授团队,在环境科学领域一区Top期刊《总体环境科学(Science of The Total Environment, IF: 9.8)》上发表题为“Lipidomic profiling study on neurobehavior toxicity in zebrafish treated with aflatoxin B1”的学术论文,该研究建立了涵盖1734种脂质的斑马鱼脑组织脂质代谢轮廓。结合神经行为分析,揭示了黄曲霉毒素B1(AFB1)会通过血脑屏障进入斑马鱼脑组织中,诱导其产生神经调节损伤及脂代谢紊乱等毒性作用。

图4 建立斑马鱼脑组织脂质代谢轮廓

2023年11月12日

《Science of the Total Environment》(IF=9.8):

中国农科院植物保护研究所刘欣刚研究团队在Science of the Total Environment杂志发表了“Imidacloprid affects the visual behavior of adult zebrafish by mediating the expression of opsin and phototransduction genes and altering the metabolism of neurotransmitters”的研究论文,该研究揭示了吡虫啉通过介导视蛋白和光转导基因的表达,改变神经递质的代谢,从而影响成年斑马鱼的视觉行为。

及脂代谢紊乱等毒性作用。

图5 揭示吡虫啉对成年斑马鱼的视觉毒性及潜在分子机制

2023年5月19日

《iScience》(IF=6.107):

中国农业科学院质标所“农产品质量安全风险评估”创新研究团队在Cell Press《iScience》上发表题为“Multi-omics analysis of a drug-induced model of bipolar disorder in zebrafish”的最新研究成果,该研究通过对BD斑马鱼进行高通量、多组学分析(代谢组学、脂质组学和转录组学),揭示了其分子作用机制,构建了一种新的BD斑马鱼模型,并发现氟喹诺酮类抗生素药物环丙沙星可诱导斑马鱼发生双相情感障碍行为(BD)。

图6 基于斑马鱼双相情感障碍模型,开展多组学分析研究

2023年11月

《Fish and Shellfish Immunology》(IF=4.70):

中国农科院饲料研究所水产微生物与饲料创新团队研究在《Fish and Shellfish Immunology (鱼贝免疫学)》上发表最新研究成果,该研究发现将乳酸乳球菌和索氏鲸杆菌的发酵上清液浓缩干燥后的后生元混合物(SWFC)加入高脂饲料可以改善斑马鱼的肝脏和肠道健康及肠道菌群稳态,为解决水产养殖业高脂饲料投喂下养殖鱼类肝脏、肠道损伤的相关问题提供了可行的解决方案。

图7 膳食后生元混合物可改善斑马鱼肝脏、肠道健康及菌群稳态

环特生物作为健康美丽产业CRO服务开拓者与引领者、斑马鱼技术应用领导者,致力于为科研院所、高校、企业等提供自主知识产权的智能化、高通量斑马鱼实验专用设备,转基因斑马鱼品系,试剂耗材,斑马鱼抗体和技术输出等实验能力构建中的一站式整合服务,大幅提升实验室运营效率,加速技术成果产出,为科学研究和产业发展提供支撑和保障!

目前,由环特生物搭建的斑马鱼实验室已走进100余所科研院所,相信未来,环特定将服务更多国内外科研院所,以高质量斑马鱼实验室建设,为中国科研创新发展提效赋能!


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