编者按：药理学与毒理学是化学与生物学相互关联研究的重要领域。尽管生物医学集中于直接与人类相关的案例，采用系统化的方法描述小分子及其他干预措施如何影响健康与疾病依然具有显著的优势。斑马鱼作为高通量筛选的典型脊椎动物模型，结合基因组编辑和自动化表型分析技术，正在推动系统药理学与毒理学的发展。今天，我们将分享由哈佛大学医学院附属布列根和妇女医院等研究团队共同在《Annual Review of Pharmacology and Toxicology》上发表的综述性文章。

该研究聚焦斑马鱼在药理学和毒理学领域的最新进展，探讨其在新药研发、毒性预测与环境毒理学中的应用，并构建了系统性的药理学与毒理学框架，强调通过多维度表型的定位与深度学习整合优化药物和疾病之间的相互作用潜力。文章题目为《Zebrafish as a Mainstream Model for In Vivo Systems Pharmacology and Toxicology》，于2022年9月23日发表。授权单位包括哈佛大学医学院附属布列根和妇女医院及犹他大学药学院。

研究亮点

• 确立斑马鱼为药理学和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，精准预测心毒性、神经毒性及环境毒性，加速临床转化周期，并解析了多器官协同毒性网络。
• 利用交叉技术创新，建立闭环深度学习驱动的系统毒理平台，推动药理学研究范式向动态化、数字化及可预测化演进。

研究背景

人类疾病的治疗很大程度上源于基因和小分子的相互作用。由于疾病的复杂性，现代药物开发常面临生物标记与临床前系统性数据不足以及临床医学分辨率滞后等挑战，导致临床试验失败率较高。近年来，斑马鱼作为高通量筛选的脊椎动物模型，成为药物研发不可或缺的工具。

基因编辑技术、合成生物学、实验室自动化与深度学习的进步，使得数十万小分子化合物的生物活性筛选成为可能。斑马鱼在靶点确认后能够以高效的方式生成新的调控靶点蛋白活性。模块化学、单克隆抗体、纳米抗体、小干扰RNA及基因编辑等新平台，为药物发现提供了新的思路。然而，传统的体外检测方法难以模拟疾病的复杂效应及其与治疗干预的相互作用。这一缺失推动了互补性表型的开发，涌现出能够用于高通量测序的类器官及体内动物模型，为疾病通路、药物发现和毒理学研究提供了新的可能性。

斑马鱼在药物发现与毒理学中的应用

斑马鱼的使用使研究人员能够在药物发现过程中进行更为精确的生物学表征，其反应能力与人类疾病的相关性显著高于其他单细胞模型。通过高通量筛选，斑马鱼能够有效地识别多条通路的药物靶点，为疾病治疗提供新的思路。

此外，最新的研究还开发了多种斑马鱼的疾病模型，这些模型在药理学与毒理学研究中展现了其高效性与创新性。随着技术的进步，斑马鱼的基因编辑与表型分析能力不断增强，为药物研发提供了宝贵的数据支持和研究平台。

总结

综上所述，斑马鱼作为一种高效且可靠的生物模型，在药物研发和毒理学研究中展现出了巨大潜力。它不仅在新药开发、毒性预测及环境毒理学研究中占据了重要地位，也为基因-药物、药物-药物和药物-环境的交互作用提供了系统性探索的平台。作为生物医疗行业的积极参与者，尊龙凯时在斑马鱼生物技术方面持续创新，致力于推进健康美丽相关科研服务的进展，帮助客户更好地实现科研目标。