編者按
2025年，在以Nature、Cell、Science三大國(guó)際頂級(jí)期刊為代表的前沿科學(xué)研究中，斑馬魚頻頻亮相，是當(dāng)之無愧的明星模型。這一年，利用斑馬魚，從大腦中星形膠質(zhì)細(xì)胞主導(dǎo)的“狀態(tài)開關(guān)”，到?jīng)Q定腫瘤免疫療效的“CRATER戰(zhàn)場(chǎng)”；從發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜利用顏色信息進(jìn)行高效計(jì)算的“背景抑制”新法則，到闡明基因相似神經(jīng)元因空間位置而功能分化的“地形密碼”，甚至揭示人類面部形成機(jī)制……
斑馬魚正以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，重塑遺傳學(xué)、視覺研究、腫瘤免疫、神經(jīng)發(fā)育等多個(gè)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的認(rèn)知版圖，并為未來的疾病機(jī)制研究與治療注入強(qiáng)勁的原動(dòng)力。本期，我們一起來回顧2025年CNS上那些斑馬魚研究突破性成果——
01、斑馬魚揭示神經(jīng)元的奧秘
文章題目
Transcriptomic neuron types vary topographically in function and morphology
雜志：Nature（IF=48.5）
發(fā)表時(shí)間：2025年2月12日
作者：Inbal Shainer、Johannes M. Kappel 等
單位：德國(guó)馬克斯·普朗克生物智能研究所等
本研究首次對(duì)6-7day的斑馬魚視頂蓋（optic tectum, OT）的45766個(gè)細(xì)胞進(jìn)行測(cè)序，發(fā)現(xiàn)了超過60種不同的細(xì)胞類型，并對(duì)神經(jīng)元進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組、功能和形態(tài)的三維整合分析，揭示了斑馬魚視頂蓋神經(jīng)元類型在功能和形態(tài)上的復(fù)雜多樣性。研究發(fā)現(xiàn)，即使轉(zhuǎn)錄組相似的神經(jīng)元，其視覺反應(yīng)特性和形態(tài)結(jié)構(gòu)也會(huì)因其在腦區(qū)內(nèi)的具體三維空間位置不同而產(chǎn)生顯著差異，這表明，神經(jīng)元最終表型由內(nèi)在遺傳程序和外在位置依賴信號(hào)共同決定，遺傳等效的神經(jīng)元在分化過程中可能通過局部環(huán)境的限制而變得在功能和形態(tài)上不同，為理解大腦的細(xì)胞類型架構(gòu)提供了新的視角。
02、星形膠質(zhì)細(xì)胞嘌呤信號(hào)在NE介導(dǎo)的行為抑制中發(fā)揮關(guān)鍵作用
文章題目
Norepinephrine changes behavioral state through astroglial purinergic signaling
雜志：Science（IF=45.8）
發(fā)表時(shí)間：2025年5月15日
作者：Misha B. Ahrens，Alex B. Chen等
單位：美國(guó)霍華德休斯醫(yī)學(xué)院等
本研究利用斑馬魚，首次揭示了去甲腎上腺素（NE）調(diào)控行為狀態(tài)轉(zhuǎn)換的一種全新機(jī)制：它并非直接作用于神經(jīng)元，而是優(yōu)先激活星形膠質(zhì)細(xì)胞，進(jìn)而通過星形膠質(zhì)細(xì)胞釋放的ATP/腺苷嘌呤信號(hào)，間接抑制神經(jīng)元活動(dòng)、驅(qū)動(dòng)行為靜默，確立了星形膠質(zhì)細(xì)胞嘌呤能信號(hào)在去甲腎上腺素（NE）介導(dǎo)的行為抑制中的核心作用，并闡釋了NE通過星形膠質(zhì)細(xì)胞釋放ATP并轉(zhuǎn)化為腺苷的分子通路，最終抑制行為的全過程。這不僅填補(bǔ)了神經(jīng)調(diào)質(zhì)理論中膠質(zhì)細(xì)胞角色的空白，也為理解腦狀態(tài)轉(zhuǎn)換提供了全新視角。
03、利用斑馬魚發(fā)現(xiàn)腫瘤免疫新戰(zhàn)場(chǎng)
文章題目
CRATER tumor niches facilitate CD8+ T cell engagement and correspond with immunotherapy success
雜志：Cell（IF=42.5）
發(fā)表時(shí)間：2025年10月17日
作者：George F. Murphy，Leonard I. Zon等
單位：哈佛大學(xué)，哈佛醫(yī)學(xué)院附屬布萊根婦女醫(yī)院等
文章主題：
本研究利用斑馬魚，在腫瘤微環(huán)境中發(fā)現(xiàn)并命名了一種名為 “CRATER” （凹陷狀生態(tài)位）的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)是腫瘤內(nèi)部一個(gè) “免疫友好型”的特殊區(qū)域，其中富含活躍增殖的CD8? T細(xì)胞和特定的抗原呈遞細(xì)胞，形成了一個(gè)促進(jìn)免疫細(xì)胞識(shí)別和攻擊癌細(xì)胞的局部環(huán)境。研究表明，CRATER結(jié)構(gòu)的存在與患者對(duì)免疫檢查點(diǎn)抑制劑治療的積極反應(yīng)和更長(zhǎng)的生存期顯著正相關(guān)。通過觀察斑馬魚體內(nèi)的黑色素瘤，發(fā)現(xiàn)CD8? T細(xì)胞并非在腫瘤表明漫無目的地巡邏，而是在黑色素瘤邊緣的凹陷區(qū)域聚集，與黑色素瘤細(xì)胞形成長(zhǎng)時(shí)間的相互作用。通過斑馬魚進(jìn)一步驗(yàn)證，揭示了調(diào)控CRATER形成的代謝機(jī)制，并提出靶向增強(qiáng)CRATER可作為改善癌癥免疫治療的新策略。
04、尼安德特人DNA揭示人類面部形成機(jī)制
文章題目
Neanderthal DNA reveals how human faces form
雜志：Nature（IF=48.5）
發(fā)表時(shí)間：2025年11月20日
單位：英國(guó)愛丁堡大學(xué)MRC人類遺傳學(xué)部等
文章主題：
本研究通過斑馬魚胚胎實(shí)驗(yàn)，比較尼安德特人和現(xiàn)代人類的基因組差異，探討了尼安德特人DNA與現(xiàn)代人類面部形成的關(guān)系，揭示了人類面部特征形成的遺傳機(jī)制。通過將尼安德特人和現(xiàn)代人類的DNA版本插入斑馬魚胚胎中，發(fā)現(xiàn)尼安德特版本能更強(qiáng)激活SOX9基因，這個(gè)基因在胚胎面部發(fā)育中起關(guān)鍵作用。當(dāng)增加斑馬魚胚胎中的SOX9水平時(shí)，塑造下巴的細(xì)胞群擴(kuò)大，這解釋了尼安德特人化石中觀察到的更大更強(qiáng)的下巴特征。
05、斑馬魚利用光譜信息抑制視覺背景機(jī)制探究
文章題目
Zebrafish use spectral information to suppress the visual background
雜志：Cell（IF=42.5）
發(fā)表時(shí)間：2025年12月24日
作者：Tom Baden，Chiara Fornetto等
單位：英國(guó)蘇塞克斯大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院等
文章主題：
本研究探討了斑馬魚如何利用水下環(huán)境中光譜信息隨距離衰減的物理特性，通過視網(wǎng)膜中不同類型的視錐細(xì)胞之間的拮抗作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)視覺背景的抑制，從而更有效地感知前景物體。通過結(jié)合遺傳學(xué)、電生理學(xué)、計(jì)算建模和虛擬現(xiàn)實(shí)行為實(shí)驗(yàn)，首次完整揭示了這種基于顏色的背景抑制如何幫助動(dòng)物在復(fù)雜視覺環(huán)境中更清晰地“看見”目標(biāo)，重塑了對(duì)視覺系統(tǒng)古老的水生起源的理解，并推測(cè)哺乳動(dòng)物視錐細(xì)胞的丟失是其陸地化適應(yīng)的結(jié)果，而非夜行性生活所致。
作為健康美麗產(chǎn)業(yè)CRO服務(wù)開拓者與引領(lǐng)者、斑馬魚生物技術(shù)的全球領(lǐng)導(dǎo)者，環(huán)特生物搭建了“斑馬魚、類器官、哺乳動(dòng)物、人體”四位一體的綜合技術(shù)服務(wù)體系，開展健康美麗CRO服務(wù)、科研服務(wù)、智慧實(shí)驗(yàn)室搭建三大業(yè)務(wù)。目前，環(huán)特已建立200多種斑馬魚模型及腦類器官、心臟類器官及各種腫瘤類器官培養(yǎng)平臺(tái)，歡迎有需要的讀者垂詢！