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世界肥胖日丨斑馬魚解鎖肥胖密碼,助力健康產品研發及研究

作者:杭州環特生物科技股份有限公司 暫無發布時間 (訪問量:35046)

近年來,肥胖已成為全球面臨的嚴重健康問題之一,影響著數以億計的人們的生活質量。據世界衛生組織統計,全球約有10億人患有肥胖癥,是心血管疾病、糖尿病、癌癥等多種高危并發癥的重要誘因。斑馬魚因其與人類基因同源性高達87%,且其基因表達模式在調節能量代謝和脂肪存儲的通路上與人類高度相似,正成為破解肥胖機制、開展基因功能與代謝性疾病研究的優良模型,也推動著健康產品及藥物研發進程。

2025年3月4日是全球第十個“世界肥胖日”,今天,讓我們一起聚焦“肥胖與斑馬魚”,探究斑馬魚在肥胖研究中的進展及其應用價值,解鎖肥胖密碼、助力產品研發及研究,“改變系統,更健康的生活”——

2025斑馬魚之于肥胖研究:從科學到應用的多維價值

斑馬魚,作為世界第三大模式動物,其與人類基因同源性高達87%,斑馬魚的肝臟、消化系統以及代謝系統與人類也極為接近,且胚胎透明、繁殖周期短,是肥胖研究及產品研發的理想模型。

斑馬魚不僅適合高通量篩選和活體觀察,為肥胖機制研究提供了高效的工具,而且,通過利用斑馬魚基因編輯技術能快速構建特定代謝缺陷模型,模擬人類肥胖相關基因突變,如Lepr、Mc4r缺失導致的糖脂代謝紊亂,從而更快地找到影響體重的關鍵基因及分子,為揭示高脂飲食與代謝紊亂、制定科學的肥胖防治策略提供了科學依據,也為助力相關營養健康產品及藥物研發、功效及安全性評價等起到了重要作用。

斑馬魚在肥胖研究中的應用主要包括以下幾方面:

(1)減肥藥物功能性食品篩選與評估:

斑馬魚的代謝、吸收機制與人類相似,因此,利用斑馬魚模型可以快速評價各種減肥藥物功能性食品、天然植物提取物的功效及安全性,并觀察其對脂肪代謝的影響。

如,環特生物通過建立斑馬魚促進脂肪分解模型、抑制脂肪吸收模型、潤腸通便模型、代餐模型等,評估斑馬魚相關指標,如體長與體重,血糖、甘油三酯、總膽固醇等生化指標,脂肪變性、肝細胞排列等組織學評估以及影像學評估觀察脂肪分布和累積情況等,對具有減肥功效的藥物保健食品進行評價,并利用評價保健食品減肥功能的方法專利(專利號:ZL202010898301.6),為具有減肥功效的原料、產品應用提供了可靠的科學依據。

圖1 斑馬魚技術用于減肥產品功能評價應用舉例

(2)肥胖代謝機制研究:

通過構建非酒精性脂肪肝、高糖高脂斑馬魚模型等,不僅可以深入探索肥胖的成因、機制及其對代謝的影響,研究脂肪的合成、分解、轉運等過程及其調控機制,也可以用于研究肥胖導致的代謝性疾病,如2型糖尿病、心血管疾病等,為肥胖及相關疾病的預防和治療提供新的思路和方法。

2023年9月13日,南開大學祝凌燕教授研究團隊在Environ. Sci. Technol.上揭示了2-乙基己基二苯基磷酸酯通過抑制多巴胺受體D2刺激斑馬魚過度進食導致肥胖。通過將成年斑馬魚暴露于EHDPHP中21天,發現EHDPHP通過抑制干擾多巴胺(DA)受體D2(DRD2),干擾DA神經獎勵調節系統,從而促進斑馬魚攝食(反應時間縮短,平均攝食量、攝食率和攝食頻率增加),并最終導致斑馬魚肥胖。

(3)個性化治療方案:

由于斑馬魚模型具有高通量篩選的能力,且通過斑馬魚基因編輯技術也可以有效模擬個體代謝差異,因此,根據個體的遺傳背景、生理狀態和疾病特征,可以預測不同治療方案的效果,篩選最適合個體的治療藥物,從而為患者制定更精準、有效的肥胖治療方案,為實現肥胖的個性化治療提供了可能。

如,AgRP基因激活斑馬魚可用于研究食欲調控藥物的個體響應;瑞士EraCalTherapeutics公司基于斑馬魚表型篩選平臺,成功開發出能夠精準作用、安全調節人體食欲的抗肥胖藥物。

2025環特斑馬魚模型助推減肥功能性食品藥物研發

作為健康美麗產業CRO服務開拓者與引領者、斑馬魚生物技術應用的全球領導者,環特生物基于保健食品真實世界研究方法,結合已建立的斑馬魚、哺乳動物、人體臨床研究等多維生物技術服務平臺,自主開發了代餐模型、抑制脂肪吸收功效評價模型、促進脂肪分解功效評價模型等一系列肥胖相關模型,可以快速篩選并對具有減肥潛力的功能性食品藥物進行功效及安全性評價,深入研究其作用機制,為減肥原料、產品應用提供了可靠的科學依據。

1、斑馬魚代餐模型

通過飼料喂養斑馬魚成肥胖魚造模,并在肥胖魚的基礎上,模擬人體進食規律,給予相應的代餐粉,斑馬魚體重和體圍的變化來評價產品的減肥功效。

圖:觀察對比斑馬魚體重、體圍、體長

2、抑制脂肪吸收評價模型

通過高脂食物(蛋黃粉,38%甘油酯、19%卵磷脂、30%蛋白質,少量膽固醇、糖類、礦物質等)喂食斑馬魚,使斑馬魚腸道和血管中的脂肪含量快速升高,由此建立脂肪吸收模型;

再利用油紅O(強脂溶劑和染脂劑)與甘油三酯等中性脂肪滴結合呈橘紅色的顯色反應,對腸道和血管中的脂肪含量進行定量。根據脂肪染色強度的變化評價供試品對脂肪吸收的影響。

圖:腸道到尾靜脈血管脂肪染色強度

3、促進脂肪分解評價模型

已知斑馬魚卵黃囊脂質成分與哺乳動物人體腹部脂肪相近,利用特異性活體熒光染料Nile Red對脂肪進行染色標記,投喂產品后,在熒光顯微鏡下觀察,熒光強度的變化表明產品對脂質分解代謝的影響。

圖:觀察斑馬魚卵黃囊脂肪熒光強度

4、其他斑馬魚肥胖相關模型

此外,環特生物還深挖肥胖過程和原理,通過斑馬魚基因編輯技術,成功建立了斑馬魚脂肪吸收抑制、調節食欲、消化、輕瀉(腸道蠕動)、調節能量代謝等功效評價模型,為荷葉、決明子、酸奶、乳酸菌、益生菌(鼠李糖乳桿菌、雙歧桿菌)等食源性原料,以及具有減肥功能的藥物、營養保健食品提供更優的功效驗證途徑,助力未來預防肥胖及減肥的功能產品的開發。

圖:某產品斑馬魚腸道熒光強度典型圖

未來,環特生物將攜手更多的合作伙伴,將國際領先的斑馬魚、哺乳動物、人體試食、類器官等多維生物技術服務平臺,更好地應用于減肥類藥物、功能性食品及原料研發、原料篩選、營銷背書與新品備案,以深厚的技術積累與研發實力,賦能健康美麗產業發展!

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