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斑馬魚與人類有著深層的相似之處，這使它們成為研究白癜風和黑色素瘤等皮膚病的有用模型

斑馬魚條紋中的黑色素細胞與人類的黑色素細胞有許多相似之處。 丹·奧爾森/iStock 來自 Getty Images Plus黑素細胞是表皮細胞的一小部分，在保護皮膚免受陽光照射的破壞性影響方面發揮著巨大作用。 他們通過合成黑色素來做到這一點，黑色素是發送到其他皮膚細胞的色素，以保護它們免受有害的紫外線的傷害。 缺乏功能性黑素細胞會導致多種皮膚病，包括皮膚癌和白癜風，這是一種自身免疫性疾病，身體會攻擊黑素細胞並導致皮膚出現色素脫失斑塊。 近 20 年來，我一直在研究黑素細胞及其在疾病中的作用。 在細胞培養中培養人類黑色素細胞的困難導致像我這樣的研究人員使用替代模型來研究它們。 我的實驗室和其他人率先使用斑馬魚來研究黑素細胞。 我和我的團隊最近利用這種小型淡水魚作為模式生物，發現了一種黑素細胞再生的新方法。 這一過程使這些細胞能夠靈活地從損傷中恢復，並且可能適用於其他類型的組織。 斑馬魚和人類有什麼共同點 新學生和非科學家經常問我：“為什麼是斑馬魚？” 斑馬魚成為研究黑素細胞的良好模型有幾個原因。 斑馬魚的黑色素細胞在很多方面與人類的黑色素細胞相似。 這些細胞在胚胎中的發育方式與人類相同，使用相同的遺傳程序並產生相同的黑色素。 斑馬魚的黑色素細胞功能障礙也會導致與人類相同的疾病和癌症。 與小鼠或人類皮膚中的黑色素細胞不同，斑馬魚黑色素細胞的黑色條紋和斑點鱗片從外部可見。 研究人員可以將整條魚直接放在顯微鏡下觀察細胞，而無需進行活檢。 斑馬魚的黑色素細胞可以在它們的深色條紋和斑點鱗片中找到。 克雷格·西奧爾CC BY-ND 重要的是，研究人員可以以不道德或不可行的方式對斑馬魚黑素細胞進行操作和實驗。 與在培養皿中使用分離的黑素細胞的研究不同，這些實驗可以在整個動物的背景下進行，我們可以監測周圍的皮膚和其他生物因素對黑素細胞行為和功能的影響。 黑素細胞幹細胞的多樣性 在我實驗室的研究生泰勒·弗朗茨（Tyler Frantz）領導的工作中，我們的團隊將注意力集中在受傷後新黑素細胞的再生過程上。 黑素細胞再生對於白癜風等皮膚病的恢復非常重要。 它還與年齡相關的疾病有關，例如頭髮變白，其中黑色素細胞幹細胞要么死亡，要么進入休眠狀態，不再產生賦予頭髮顏色的成熟黑色素細胞。 這張照片中聚集成一條帶的小黑眼圈是放大 100 倍的斑馬魚黑素細胞。 克雷格·西奧爾CC BY-ND 為了研究黑素細胞再生，我們從斑馬魚身上取出這些細胞，並跟踪它們的再生過程。 由於斑馬魚的黑色素細胞幹細胞是外部可見的，因此我們實時跟踪這些細胞以了解它們如何分裂和成熟。 此外，我們還測量了再生過程中個體黑素細胞幹細胞及其後代中表達的基因。