BESA THURSDAY 比薩攝食日(五十三) 魚類界的死侍-斑馬魚

撰文/ 武柏寬

編輯＆製圖/ 吳雨靜

現今人類社會的科技發達，帶給大家很多便利，但這個現象同時也衍生出許多這個時代的文明病，例如：心臟病、肝硬化、動脈硬化、糖尿病。綜合這些文明病發生的原因都是組織、器官受到損傷後，生物因為其再生能力非常有限或無法再生而導致。因此使受損的組織或器官具有再生能力，已成為現代醫學最重要的目標之一。而有研究發現，大家耳熟能想的斑馬魚竟然有再生的能力，想知道斑馬魚是怎麼再生的嗎?就讓我們繼續看下去吧~~

斑馬魚

斑馬魚是一種熱帶淡水魚，為輻鰭魚綱鯉形目鯉科的其中一種魚類。原生於喜馬拉雅地區，是一種受歡迎的觀賞性魚類，在各水族館都能看到他們的身影。除此之外，在科學研究領域斑馬魚也是一種重要的有脊椎模式生物，尤其是在生物體的再生能力研究，並且有多種基因編輯後的基因轉殖人工培育種，本篇想探討的是斑馬魚的心臟再生能力。

斑馬魚的心臟構造

斑馬魚的心臟是兩腔室的，只有一個心室和一個心房。雖然與四個腔室的人類心臟不同，斑馬魚和哺乳動物在心臟結構上有許多驚人的相似之處。與哺乳動物一樣，斑馬魚的心臟由三層組織組成，分別為心肌、心外膜和心內膜。心肌可分為緻密層和小梁層，藉此可以來模擬人類的心臟疾病（主動脈瓣狹窄、心肌肥大、心臟纖維化等），找尋能使用在人體的再生治療方法。

心臟再生

與人類相反，許多脊椎動物可以再生失去的組織與器官。一個著名的例子是蠑螈。蠑螈可以在截肢後透過細胞增生，來再生他們的四肢，恢復成截肢前的樣子。而斑馬魚具有非凡的再生能力，除了心臟外，還有許多器官與組織都能再生，如鰭、視神經、肝臟、視網膜、脊髓。

藉此研究人員將斑馬魚的心臟切除掉20 %的心室，切除手術後3小時左右，心室的切除處產生血凝塊，以封閉心室並止血。1-3天後，隨著紅血球漸漸離開受傷處（血凝塊），血凝塊慢慢變成纖維蛋白凝塊。術後7天，心外膜包圍心尖並開始侵入纖維蛋白凝塊，同時大量的gata4:EGFP 陽性心肌細胞（gata4:EGFP positive cardiomyocytes，具有增生能力的細胞）出現在心內膜並開始增殖，再經過1周後（術後14天），gata4 :EGFP 陽性心肌細胞固定於心尖，新形成的血管使新形成的心肌血管化。最後在術後1-2 個月，新血管使新心肌血管化，使其心室完全恢復如初。

透過上述實驗我們可以發現，在術後心肌細胞開始增殖以替代失去的心肌，進而了解斑馬魚強大的心臟再生能力，科學家們也正在努力，透過斑馬魚的心臟再生研究，來找尋能夠用在人類身上的再生方法，為人類醫學開創嶄新的道路。

參考資料

1. Lien CL, Harrison MR, Tuan TL, Starnes VA. Heart repair and regeneration: recent insights from zebrafish studies. Wound Repair Regen. 2012 Sep-Oct;20(5):638-46. doi: 10.1111/j.1524-475X.2012.00814.x. Epub 2012 Jul 20. PMID: 22818295; PMCID: PMC3445789.

2. 維基百科：斑馬魚