引言
生命探索，實(shí)驗(yàn)先行！人類(lèi)探索生命科學(xué)、健康美麗的奧秘，離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。當(dāng)前，布局多元化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，已成為國(guó)內(nèi)眾多科研院所突破科學(xué)前沿和關(guān)鍵核心技術(shù)的堅(jiān)實(shí)底座”，也成為激發(fā)科研院所創(chuàng)新“裂變”的重要舉措。
近年來(lái)，環(huán)特生物助力中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所等斑馬魚(yú)研究平臺(tái)建設(shè)，并攜手中國(guó)農(nóng)科院質(zhì)標(biāo)所共同創(chuàng)建了“農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究中心生物評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室”，先后為中國(guó)農(nóng)科院多個(gè)研究所搭建了斑馬魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)、斑馬魚(yú)實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)，用于開(kāi)展農(nóng)產(chǎn)品加工過(guò)程質(zhì)量與安全研究、食品營(yíng)養(yǎng)與功能因子研究、飼料及農(nóng)畜等產(chǎn)品安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)，以及主要高危農(nóng)業(yè)有害生物的核心與關(guān)鍵技術(shù)突破等，加速科研成果轉(zhuǎn)化，引領(lǐng)科學(xué)研究與技術(shù)創(chuàng)新，發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品生物安全科學(xué)的新理論、新方法和新途徑。
圖1 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所斑馬魚(yú)魚(yú)房一角
應(yīng)用背景?
斑馬魚(yú)，由于其發(fā)育、代謝與哺乳動(dòng)物高度相似，基因與人類(lèi)同源性高達(dá)87%，能可靠模擬和預(yù)測(cè)人類(lèi)生理與病理等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，已成為現(xiàn)代生命科學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、農(nóng)業(yè)、食品及化妝品等眾多科學(xué)研究的重要模式動(dòng)物。
利用斑馬魚(yú)，可以研究生命科學(xué)的基礎(chǔ)問(wèn)題，揭示胚胎和組織器官發(fā)育的分子機(jī)理；可以構(gòu)建人類(lèi)的各種疾病和腫瘤模型，建立藥物、功能性食品及化妝品篩選研究平臺(tái)；可以開(kāi)展農(nóng)產(chǎn)品加工過(guò)程質(zhì)量與安全研究、食品營(yíng)養(yǎng)與功能因子研究、發(fā)育遺傳學(xué)研究等；可以建立毒理學(xué)和育種學(xué)模型，對(duì)飼料及農(nóng)畜等產(chǎn)品安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)，研究和解決環(huán)境科學(xué)和農(nóng)業(yè)科學(xué)的重大問(wèn)題。
圖2 中國(guó)農(nóng)科院一角
應(yīng)用方向?
自環(huán)特搭建的中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所等斑馬魚(yú)研究平臺(tái)啟用以來(lái)，各研究所課題組以斑馬魚(yú)等為模型探索探究農(nóng)產(chǎn)品加工過(guò)程質(zhì)量與安全研究、食品營(yíng)養(yǎng)與功能因子研究、飼料及農(nóng)畜產(chǎn)品安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)、安全性及潛在分子機(jī)制研究等，在各類(lèi)高影響因子期刊上發(fā)表多篇斑馬魚(yú)高水平研究成果。
· 農(nóng)產(chǎn)品加工過(guò)程質(zhì)量與安全研究：針對(duì)農(nóng)產(chǎn)品加工過(guò)程中的安全和質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)斑馬魚(yú)生物技術(shù)評(píng)價(jià)開(kāi)展質(zhì)量與安全，確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全；
· 食品營(yíng)養(yǎng)與功能因子研究：構(gòu)建各種斑馬魚(yú)模型，深入開(kāi)展?fàn)I養(yǎng)保健功能和生理功能研究，充分運(yùn)用生物技術(shù)加速營(yíng)養(yǎng)保健食品、風(fēng)味食品及食品添加劑的研究開(kāi)發(fā)，為人類(lèi)的營(yíng)養(yǎng)與健康發(fā)揮更大的作用；
· 飼料及農(nóng)畜產(chǎn)品安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)：斑馬魚(yú)作為目前公認(rèn)的毒理學(xué)研究模型，可以用來(lái)研究從高通量毒性篩選到多代和跨代毒性研究等課題；
· 有害物質(zhì)監(jiān)測(cè)：針對(duì)農(nóng)產(chǎn)品加工過(guò)程質(zhì)量與安全研究和食品營(yíng)養(yǎng)與功能因子研究，對(duì)不同有害物質(zhì)設(shè)計(jì)不同啟動(dòng)子，表達(dá)不同熒光蛋白，快速準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)環(huán)境及農(nóng)產(chǎn)品、功能性食品中的特定有害物質(zhì)；
· 發(fā)育生物學(xué)與遺傳學(xué)研究：用來(lái)研究組織器官發(fā)育、細(xì)胞譜系分析，并通過(guò)斑馬魚(yú)基因敲除、異位基因表達(dá)等技術(shù)，研究相關(guān)疾病的致病機(jī)制和治療策略等……
項(xiàng)目案例展示——中國(guó)農(nóng)科院斑馬魚(yú)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目
【建設(shè)目的】農(nóng)產(chǎn)品加工過(guò)程質(zhì)量與安全研究、食品營(yíng)養(yǎng)與功能因子研究、飼料及農(nóng)畜產(chǎn)品安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)等
【項(xiàng)目周期】2-3個(gè)月
【實(shí)驗(yàn)室面積】100+㎡
圖3 中國(guó)農(nóng)科院案例圖片
【項(xiàng)目概述】環(huán)特生物根據(jù)中國(guó)農(nóng)科院不同院所的建設(shè)需求，為其量身定制了斑馬魚(yú)實(shí)驗(yàn)室，搭建了斑馬魚(yú)養(yǎng)殖系統(tǒng)+斑馬魚(yú)實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)等，水質(zhì)、溫控、潔凈等各方面指標(biāo)均按國(guó)際一流斑馬魚(yú)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，以斑馬魚(yú)為媒介，從基礎(chǔ)到應(yīng)用，搭起探索農(nóng)產(chǎn)品、營(yíng)養(yǎng)健康食品及生命本質(zhì)和規(guī)律的橋梁。
小小斑馬魚(yú)蘊(yùn)含著大能量，不但承擔(dān)著科學(xué)研究任務(wù)，可通過(guò)開(kāi)展包括斑馬魚(yú)養(yǎng)殖、胚胎孵育、顯微注射、原位雜交、免疫熒光染色等斑馬魚(yú)實(shí)驗(yàn)，持續(xù)產(chǎn)出前沿未知的研究成果，而且，通過(guò)“產(chǎn)、學(xué)、研”自主創(chuàng)新，也不斷在重大難題攻關(guān)上實(shí)現(xiàn)著新的突破。
除此之外，環(huán)特還為中國(guó)農(nóng)科院不同院所提供斑馬魚(yú)及基因編輯技術(shù)等服務(wù)，開(kāi)展顯微注射等專(zhuān)題培訓(xùn)；聯(lián)合中國(guó)農(nóng)科院不同院所，起草發(fā)布我國(guó)斑馬魚(yú)魚(yú)房建設(shè)與養(yǎng)殖專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、聯(lián)合申報(bào)科研成果，充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)，加大斑馬魚(yú)產(chǎn)學(xué)研用科研成果產(chǎn)出，促進(jìn)科研水平“提質(zhì)增效”！
院企聯(lián)動(dòng)，標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)——環(huán)特&中國(guó)農(nóng)科院
2019年4月15日，中國(guó)農(nóng)科院質(zhì)標(biāo)所（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究中心）與環(huán)特生物共同創(chuàng)建“農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究中心生物評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室”；
2021年11月1日，中國(guó)農(nóng)科院質(zhì)標(biāo)所、環(huán)特生物、浙江省農(nóng)科院聯(lián)合申報(bào)的科研成果—— “農(nóng)產(chǎn)品中主要危害因子高效識(shí)別與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”榮獲中國(guó)農(nóng)業(yè)權(quán)威獎(jiǎng)項(xiàng)——2020-2021年度神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技獎(jiǎng)科學(xué)研究類(lèi)成果一等獎(jiǎng)；
2023年9月19日，由環(huán)特生物牽頭，中國(guó)疾控中心、中國(guó)農(nóng)科院質(zhì)標(biāo)所、中國(guó)科學(xué)院水生所等14家單位發(fā)布我國(guó)斑馬魚(yú)魚(yú)房建設(shè)與養(yǎng)殖的專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——《實(shí)驗(yàn)用斑馬魚(yú)魚(yú)房建設(shè)與養(yǎng)殖規(guī)范》（T/CAS 768-2023）；
2023年10月14日，中國(guó)保健協(xié)會(huì)、中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所、上海市農(nóng)科院質(zhì)標(biāo)所、環(huán)特生物等24家單位共同發(fā)起成立健康科學(xué)技術(shù)應(yīng)用推廣工作委員會(huì)，并發(fā)起組建“健康產(chǎn)業(yè)應(yīng)用技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)”……
近期部分代表性成果?
2023年11月10日
《Science of The Total Environment》(IF=9.8)：
中國(guó)農(nóng)科院質(zhì)標(biāo)所邱靜研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)侯如燕教授團(tuán)隊(duì)，在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域一區(qū)Top期刊《總體環(huán)境科學(xué)（Science of The Total Environment, IF: 9.8）》上發(fā)表題為“Lipidomic profiling study on neurobehavior toxicity in zebrafish treated with aflatoxin B1”的學(xué)術(shù)論文，該研究建立了涵蓋1734種脂質(zhì)的斑馬魚(yú)腦組織脂質(zhì)代謝輪廓。結(jié)合神經(jīng)行為分析，揭示了黃曲霉毒素B1（AFB1）會(huì)通過(guò)血腦屏障進(jìn)入斑馬魚(yú)腦組織中，誘導(dǎo)其產(chǎn)生神經(jīng)調(diào)節(jié)損傷及脂代謝紊亂等毒性作用。
圖4 建立斑馬魚(yú)腦組織脂質(zhì)代謝輪廓
2023年11月12日
《Science of the Total Environment》(IF=9.8)：
中國(guó)農(nóng)科院植物保護(hù)研究所劉欣剛研究團(tuán)隊(duì)在Science of the Total Environment雜志發(fā)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”的研究論文，該研究揭示了吡蟲(chóng)啉通過(guò)介導(dǎo)視蛋白和光轉(zhuǎn)導(dǎo)基因的表達(dá)，改變神經(jīng)遞質(zhì)的代謝，從而影響成年斑馬魚(yú)的視覺(jué)行為。
及脂代謝紊亂等毒性作用。
圖5 揭示吡蟲(chóng)啉對(duì)成年斑馬魚(yú)的視覺(jué)毒性及潛在分子機(jī)制
2023年5月19日
《iScience》(IF=6.107)：
中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院質(zhì)標(biāo)所“農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估”創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)在Cell Press《iScience》上發(fā)表題為“Multi-omics analysis of a drug-induced model of bipolar disorder in zebrafish”的最新研究成果，該研究通過(guò)對(duì)BD斑馬魚(yú)進(jìn)行高通量、多組學(xué)分析（代謝組學(xué)、脂質(zhì)組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)），揭示了其分子作用機(jī)制，構(gòu)建了一種新的BD斑馬魚(yú)模型，并發(fā)現(xiàn)氟喹諾酮類(lèi)抗生素藥物環(huán)丙沙星可誘導(dǎo)斑馬魚(yú)發(fā)生雙相情感障礙行為（BD）。
圖6 基于斑馬魚(yú)雙相情感障礙模型，開(kāi)展多組學(xué)分析研究
2023年11月
《Fish and Shellfish Immunology》(IF=4.70)：
中國(guó)農(nóng)科院飼料研究所水產(chǎn)微生物與飼料創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)研究在《Fish and Shellfish Immunology (魚(yú)貝免疫學(xué))》上發(fā)表最新研究成果，該研究發(fā)現(xiàn)將乳酸乳球菌和索氏鯨桿菌的發(fā)酵上清液濃縮干燥后的后生元混合物(SWFC)加入高脂飼料可以改善斑馬魚(yú)的肝臟和腸道健康及腸道菌群穩(wěn)態(tài)，為解決水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)高脂飼料投喂下養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)肝臟、腸道損傷的相關(guān)問(wèn)題提供了可行的解決方案。
圖7 膳食后生元混合物可改善斑馬魚(yú)肝臟、腸道健康及菌群穩(wěn)態(tài)
環(huán)特生物作為健康美麗產(chǎn)業(yè)CRO服務(wù)開(kāi)拓者與引領(lǐng)者、斑馬魚(yú)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)導(dǎo)者，致力于為科研院所、高校、企業(yè)等提供自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智能化、高通量斑馬魚(yú)實(shí)驗(yàn)專(zhuān)用設(shè)備,轉(zhuǎn)基因斑馬魚(yú)品系，試劑耗材,斑馬魚(yú)抗體和技術(shù)輸出等實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?gòu)建中的一站式整合服務(wù)，大幅提升實(shí)驗(yàn)室運(yùn)營(yíng)效率，加速技術(shù)成果產(chǎn)出，為科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供支撐和保障！
目前，由環(huán)特生物搭建的斑馬魚(yú)實(shí)驗(yàn)室已走進(jìn)100余所科研院所，相信未來(lái)，環(huán)特定將服務(wù)更多國(guó)內(nèi)外科研院所，以高質(zhì)量斑馬魚(yú)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，為中國(guó)科研創(chuàng)新發(fā)展提效賦能！