模擬人類疾病：斑馬魚模型的建立
這項研究始於一名九歲男孩因嚴重呼吸困難來到謝巴醫療中心薩夫拉兒童醫院的Shoshana Greenberger教授的診所就診，並被診斷出患有KLA。為了深入了解這種疾病，Greenberger教授與魏茲曼科學研究所的Karina Yaniv教授合作，利用基因編輯技術，將從KLA患者身上取得的突變NRAS基因導入斑馬魚胚胎中，成功建立了KLA斑馬魚模型。這些斑馬魚胚胎表現出與人類KLA患者相似的症狀，例如心臟和主要淋巴管異常增大。
利用這個模型，研究團隊進一步闡明了KLA的致病機制。在健康的細胞中，NRAS基因只有在接收到特定信號時才會觸發細胞分裂。然而，在KLA患者體內，突變的NRAS基因持續處於“開啟”狀態，導致淋巴細胞不受控制地分裂和生長，最終形成淋巴管瘤。
高通量藥物篩選：尋找治療KLA的關鍵
研究團隊的下一步目標是尋找能夠阻斷突變NRAS基因影響的小分子藥物。斑馬魚胚胎非常適合這項任務，因為它們允許在活體生物上測試潛在藥物，而不僅僅是分離的蛋白質或細胞。然而，如何將每個斑馬魚胚胎精確地放置在顯微鏡下，以便機器能夠捕捉一致的圖像並評估治療效果，成為了研究團隊面臨的一大挑戰。
為了解決這個問題，研究團隊設計了一個巧妙的自動化系統。每個斑馬魚胚胎都會被輕輕地放入顯微鏡下一個大小精確匹配的狹縫中，然後由機器自動拍照。接著，基於人工智能的算法會描繪出斑馬魚幼體的整個身體輪廓，並測量其在接觸每種藥物後的體表面積。由於突變的斑馬魚心臟增大，它們的總體表面積明顯大於正常斑馬魚，而有效的藥物預計會減小這種差異。
利用這個系統，研究團隊篩選了大約150種小分子藥物，所有這些藥物都是已經被批准用於其他用途的現有藥物。其中約有30種藥物顯示出良好的效果，經過進一步測試，最終選定了兩種最具潛力的候選藥物。
初見成效：兩種藥物逆轉KLA症狀
令人振奮的是，這兩種藥物都在斑馬魚模型中逆轉了KLA的症狀：
腫大的心臟和主要淋巴管縮小回正常的大小和形狀。由於這兩種藥物已經獲得批准，因此將其重新用於治療KLA的速度將比從頭開始研發新藥快得多，這為KLA患者帶來了及早獲得治療的希望。
未來展望：從斑馬魚到人類
雖然這項研究取得了令人鼓舞的成果，但仍有許多問題需要進一步探討。例如，這些藥物是否對人類KLA患者有效？長期使用這些藥物是否會產生副作用？這些都是需要在未來的研究中解答的問題。
儘管如此，這項研究證明了斑馬魚模型在罕見疾病藥物研發中的巨大潛力。通過結合先進的基因編輯技術、高通量藥物篩選平台和人工智能算法，研究人員能夠快速有效地識別潛在的治療方法，為罕見疾病患者帶來新的希望。相信在不久的將來，會有更多罕見疾病患者受益於斑馬魚研究的成果。
Newsflash | Powered by GeneOnline AI
原始資料來源: GO-AI-6號機 Date: September 2, 2025