二倍頻成像及斑馬魚模型應用於「史達汀 (statin)」降血脂藥物造成骨骼肌傷害之研究

Abstract

斑馬魚 (Zebrafish, Danio rerio) 具有可利用光週期誘發產卵(卵的數量高達數百顆)、體外受精、胚胎發育期短、器官形成的過程易觀察、可操控特定基因表現等特性，除了被廣泛應用於研究脊椎動物的胚胎發育之外，也常做為藥物篩選、毒物測試及癌症等疾病研究之模型動物。與老鼠等其他模型動物相較，斑馬魚胚胎及幼魚體積小且透明，更適合應用光學顯微鏡技術為工具進行研究。過去兩年的研究主要在建立簡易斑馬魚養殖系統，並應用實驗室自行開發之二倍頻顯微影像系統對斑馬魚骨骼肌進行高解析、非侵入式、即時活體光學成像之研究。我們精確量測出斑馬魚胚胎發育初期肌小節長度 隨發育時間之變化，發現斑馬魚在受精後 24 小時後，頭部及尾部肌小節長度分別為 1.93 ± 0.06 及 0.99 ± 0.17 um，而在受精後兩天，頭部跟尾部肌小節已經發育完成至約 1.87 ± 0.05 及 1.91 ± 0.07 um。另外，我們也應用二倍頻成像技術探討「史達汀 (statin)」降血脂藥物之肌肉毒性。過去文獻上提到降血脂藥物 lovastatin 會對某些人造成橫紋肌溶解之嚴重副作用。我們應用二倍頻成像發現在斑馬魚飼養環境加入 lovastatin，隨浸泡濃度增加，斑馬魚肌小節長度會從 1.90 ± 0.12□um 縮短至 1.53 ± 0.09 um；而相同濃度時，隨浸泡時間增加，肌小節的長度也從 1.90 ± 0.12 um縮短到 1.39 ± 0.05 um。我們的結果顯示肌小節長度縮短之可能原因是肌小節中的 myosin rod 受到破壞。此外，lovastatin 引起的鈣離子濃度上升及肌肉收縮，或是肌小節中其他蛋白質受到破壞，也可能為肌小節縮短的原因。我們的成果顯示二倍頻顯微影像系統無須染色跟樣品前處理，便可對斑馬魚幼魚進行即時、活體檢測，也展現斑馬魚配合光學成像技術應用於藥物開發先期研究以及環境毒害評估之潛力。