尊龙凯时致力于推动生物医学研究的前沿，药理学与毒理学作为化学与生物学的重要交叉学科，正受到越来越多的关注。尽管生物医学主要关注直接与人类相关的具体案例，但通过系统化的方法来研究小分子及其他干预手段对健康与疾病的影响，显示出显著的优势。

斑马鱼作为一种高通量筛选的脊椎动物模型，结合基因组编辑和自动化表型分析技术，正推动着系统药理学与毒理学的发展。今天，我们分享一个由哈佛大学医学院附属布列根和妇女医院等研究团队在《Annual Review of Pharmacology and Toxicology》（IF=112）上发表的综述文章。该文章聚焦于斑马鱼在药理学与毒理学的最新进展，探讨了斑马鱼在新药研发、毒性预测及环境毒理中的应用，构建了一个系统性的药理学与毒理学框架，强调了通过多维度表型锚定和深度学习整合来优化药物与疾病相互作用的潜力。

文章标题：Zebrafish as a Mainstream Model for In Vivo Systems Pharmacology and Toxicology

发表时间：2022年9月23日

作者：Calum A. MacRae 和 Randall T. Peterson

单位：哈佛大学医学院附属布列根和妇女医院、犹他大学药学院

DOI: 10.1146/annurev-pharmtox-051421-105617

研究亮点

• 确立斑马鱼为药理学与毒理学研究的黄金标准模型。
• 通过跨物种保守机制进行转化医学验证，对心毒性、神经毒性与环境毒性进行精准预测，加速临床转化周期，并解析多器官协同毒性网络。
• 构建闭环深度学习驱动的系统毒理平台，推动药理学研究的动态化、数字化与可预测化进程。

研究背景

人类疾病的治疗在很大程度上依赖于基因与小分子的相互作用。然而，疾病的复杂性为现代药物开发带来了许多挑战，如疾病生物学表征受限、临床前系统数据匮乏及临床实践的分辨率滞后，导致高临床实验失败率。在过去二十年里，斑马鱼作为高通量筛选的代表性脊椎动物模型，已经成为药物研发领域不可或缺的工具。

现代技术的发展，如基因编辑、合成生物学及实验室自动化，使得对数十万小分子化合物的生物活性进行筛选成为可能。在治疗靶点被验证后，基于靶点结合或进行高通量筛选就可以高效地产生新结构以调控目标蛋白活性。通过模块化学、单克隆抗体、纳米抗体等平台，靶点识别成为药物发现的重要环节。

尽管体外检测方法在实验中被广泛使用，但往往难以模拟疾病的复杂效应，难以全面反映靶点的所有潜在功能，使得多器官模型越来越受到重视。斑马鱼作为唯一可用于高通量筛选的脊椎动物，可以系统性筛选出小分子库或大规模基因模型，以识别疾病表型抑制剂或靶向/脱靶毒性。

斑马鱼技术与工具

当前，已有数千种斑马鱼疾病模型被开发。斑马鱼的基因组特性使其成为探索遗传机制和基因-小分子相互作用的重要工具。基因编辑工具的进展使得针对大规模结构遗传效应的精确建模变得可行，而新的表型分析工具使得功能注释和合成生物学的发展更加系统化。

斑马鱼在药物发现中的应用

在利用斑马鱼进行药物发现或毒理学研究中，核心问题在于生物学表现能在多大程度上反映人类疾病和药物反应。斑马鱼模型允许科学家观察靶点之间复杂的相互作用，为药物开发提供了独特的视角。同时，许多化合物在斑马鱼中被成功筛选并进入临床开发阶段。

斑马鱼在毒理学研究中的潜力

斑马鱼作为毒理学研究的理想模型，展现出对多种毒性的独特洞察能力。其高通量优势使得斑马鱼能够在药物开发的不同阶段与其他临床前模型有效互补。研究表明，斑马鱼在心脏毒性、神经毒性和致癌性等多个领域具有广泛的应用潜力。

环境毒理学的应用

鉴别和理解环境中数千种化合物的暴露风险对生物医学研究来说是一个重大挑战。斑马鱼模型通过系统性暴露测试，结合多维度分析方法，成为解决这一问题的有效工具。多项研究表明，斑马鱼可以用于评估化学物质对人类健康的潜在影响，并揭示这些化合物与人类疾病的联系。

在推进生物医学研究的路上，尊龙凯时不仅致力于推动斑马鱼技术的应用，还通过全面的科研与服务平台，支持相关领域的发展。我们鼓励广大研究人员与我们联系，共同探索这项充满潜力的研究领域。