使用斑馬魚作為帕金森病的動物模型

由於沒有治癒性治療，PD 可能導致死亡。死亡的原因是肺炎、腦血管和心血管疾病。肺炎的解釋是 PD 影響了吞嚥和呼吸過程之間的協調能力，因此通常會進入胃部的物質最終進入肺部並引起感染。

PD 以散發性或家族性形式存在。它是一種多因素疾病，涉及遺傳和環境因素。在遺傳部分，已確定一些基因在 PD 中發生突變。其中一些基因與突觸傳輸、調節過程和氧化反應有關。

至於環境因素，研究顯示某些殺蟲劑，如魚藤酮 (rotenone) 和百草枯 (paraquat)，以及一種名為 MPTP (1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶) 的合成海洛因污染物，與較高的 PD 風險相關。MPTP 會誘導多巴胺神經元喪失並產生類似 PD 的症狀。這種神經毒素能夠透過穿過血腦屏障迅速進入大腦。百草枯會誘導神經元的氧化應激和細胞毒性，從而導致多巴胺能神經元的退化。魚藤酮會誘導多巴胺水平下降。

帕金森病斑馬魚模型 (Zebrafish models of Parkinson's disease)

斑馬魚是神經毒性和神經退行性疾病的優秀體內模型。事實上，它們的大腦和中樞神經系統在受精後 3 天發育，並且它們像人類一樣，具有血腦屏障。它們的神經系統得到了很好的表徵，並且斑馬魚擁有與人類相似的認知過程，例如學習、記憶和焦慮。這類研究的另一個主要優勢是水中的化學溶液和化合物可以直接滲透到魚體內。作為提醒，斑馬魚與人類在約 82% 的疾病基因上共享高度的遺傳、形態和生理同源性。

在帕金森病 (PD) 研究中，斑馬魚主要用於測試環境化合物、了解這種疾病的遺傳部分和測試不同的治療方法。獲得 PD 斑馬魚模型主要有兩種方式：神經毒素誘導模型和轉基因模型。

用於誘導斑馬魚 PD 的神經毒素有 MPTP、魚藤酮、百草枯和 6-OHDA (6-羥基多巴胺)。MPTP 是最常用的神經毒素，因為它容易穿過血腦屏障。至於 6-OHDA 這種用於在動物模型中誘導 PD 症狀的分子，它不能滲透血腦屏障，因此必須透過直接注射到目標腦區進行給藥。

轉基因模型是具有靶向突變基因以模仿人類 PD 的斑馬魚。這些基因的基因剔除 (Knockout) 可以透過使用 CRISPR/Cas9 系統或 morpholino-oligos（嗎啉代寡核苷酸）獲得。在生物學中，基因剔除是總體基因失活，目的是研究該基因的作用。在研究中，進行基因剔除使生物學家能夠觀察該基因參與了哪些通路。

轉基因斑馬魚也可以具有標記，以直接追蹤某些基因或蛋白質的表達（如第一張圖所示）。

斑馬魚在 PD 研究中非常有用，因為它們允許研究不同環境化學化合物對大腦發育的影響以及不同的神經毒性通路。這是測試殺蟲劑對接觸它們的生物體的影響，從而檢測人類健康風險的一個非常重要的方面。

結論

斑馬魚是研究帕金森病的絕佳模型，因為它具有眾多優勢，例如與人類的高度同源性、得到良好表徵的神經系統和認知過程的相似性。基於這些原因，斑馬魚也可用於研究其他神經退行性疾病，例如阿爾茨海默病 (Alzheimer) 和亨廷頓病 (Huntington’s disease)。