科学家报告成功地利用斑马鱼胚胎来识别潜在的新的糖尿病药物

在50万条基因工程斑马鱼胚胎的实验中，约翰·霍普金斯大学的科学家们报告说，他们已经开发出一种可能更好、更准确的方法来筛选有用的药物，他们已经用它来确定24种候选药物，这些药物可以增加胰腺中产生胰岛素的细胞的数量。

8月14日的《美国医学杂志》对这种新颖的鱼胚胎技术进行了描述。研究人员说，这种技术可能会产生治疗糖尿病的新疗法，并有可能加快治疗其他疾病的新药的发现eLife．“还需要做更多的研究，但我们认为，除了人类的想象之外，这种筛查技术可以应用于的疾病可能没有限制，”约翰·霍普金斯大学威尔默眼科研究所和约翰·霍普金斯大学医学院麦库斯克-内森遗传医学研究所的眼科副教授杰弗里·马姆博士说。

Mumm说，从本质上讲，他们的方法是对高通量筛选(HTS)的一种适应，HTS是20世纪80年代开发的一种自动化系统，使用机器人设备将候选药物“剂量”到细胞或组织样本中，并将其放入称为微量滴定板的实验室培养皿中。这些平板就像微型试管，使经过特殊编程的计算机能够找到产生预期效果的化合物，比如促使细胞产生特定的蛋白质或增加数量，积极的发现被称为命中。由于微量滴定板包含数百个孔，整个过程是自动化的，每天可以处理数万个样本，增加了快速找到命中的机会。

不幸的是，Mumm说，过去发现的绝大多数基于细胞的HTS技术在整个动物身上测试时都没有被证明是有效的，因为细胞和组织缺乏整个动物的复杂和动态生物学。为了使HTS适应整个动物的筛选，并更快地找到更可能对人类有效的药物，马姆和约翰霍普金斯大学医学院外科学副教授迈克尔帕森斯博士领导的团队转向了斑马鱼胚胎。斑马鱼长期以来一直被用作生物研究的模式生物，因为它们是透明的，实验结果很容易看到，而且它们的大部分基因与人类相同。

利用标准的基因工程技术，研究人员培育了斑马鱼胰腺细胞产生胰岛素的细胞发出黄色的光，而其他不产生胰岛素的胰腺细胞则发出红色的光。然后，科学家们将转基因鱼的胚胎放入微量滴度板井中，测试了约翰·霍普金斯大学药物库中的数千种化合物，其中大多数已被批准用于人类。总的来说，每种化合物以六种不同的浓度进行筛选，他们报告说，这增加了发现命中的几率，同时降低了假阴性的几率。计算机程序通过“寻找”黄色辉光量的差异来自动监测对胚胎的影响，这意味着β细胞数量的增加。

Mumm说，在评估了50多万斑马鱼胚胎后，研究人员确定了24种化合物，这些化合物有效地增加了这些动物的β细胞数量。除了发现新的候选药物外，该研究还发现了以前不知道的对β细胞产生影响的生物途径。例如，一些新发现的药物似乎通过一个涉及血清素的途径来增加β细胞的产生，血清素是一种在大脑中传递信号的化学物质。

作者认为，如果这些新发现的候选药物在其他实验室模型中也有同样的效果，最终，在人类身上，它们可能有一天会被直接用于增加服用它们的人的β细胞数量，或者在实验室中更有效地培养用于移植的β细胞。与此同时，他们补充说，这项新技术可以用于加快各种其他疾病的药物研发，从心脏病到神经退行性疾病再到出生缺陷。

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