Zebrafish กับงานวิจัยทางวิทยาศาสตร์

ปลาม้าลาย Zebrafish มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า  Danio rerio  เป็นปลาเล็กวงศ์เดียวกับปลาตะเพียน Cyprinidae มีลำตัวเรียวยาว มีสีที่ลำตัวเป็นสีเหลือบน้ำเงิน สลับด้วยสีเขียวมะกอกดำจำนวน 3 เส้น เป็นแนวยาวตลอดลำตัวจนถึงส่วนหางทำให้มองเห็นลักษณะลวดลายคล้ายม้าลาย อันเป็นลักษณะเด่น อันเป็นที่มาของชื่อเรียก บริเวณใต้ปากมีหนวดอยู่จำนวน 2 เส้น มีขนาดโตเต็มที่ประมาณ 5 เซนติเมตร  เป็นปลาที่ถูกใช้บ่อย ๆ ในวงการวิทยาศาสตร์ 

ปลาม้าลายมีความสำคัญในทางวิทยาศาสตร์การแพทย์ กล่าวคือ ด้วยความที่ขณะที่เป็นตัวอ่อนหรือเอมบริโอ ปลาม้าลายจะมีลำตัวใส นักวิทยาศาสตร์ทางด้านชีววิทยาเซลล์จึงใช้ในการศึกษาและทดลองแทนมนุษย์ เนื่องจากจากการศึกษาพบว่า ปลาม้าลายมีระบบอวัยวะภายในต่าง ๆ คล้ายกับมนุษย์ เช่น สมอง, หัวใจ, ตับและไต

และลำดับจีโนมแสดงให้เห็นว่าภายในลำตัวมียีนที่ก่อให้เกิดในมนุษย์มากถึงร้อยละ 84 โดยนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยควีนส์แลนด์ ในออสเตรเลีย ได้ทำการศึกษาวิจัยมาตั้งแต่ปี ค.ศ. 2001 ทั้งนี้เพราะปลาม้าลายมีข้อได้เปรียบมากกว่าสัตว์ทดลองอย่างอื่น เช่น หนู คือ เอมบริโอมีลักษณะโปร่งแสงและมีพัฒนาการภายนอกร่างกายแม่ จึงสามารถสร้างยีนเพื่อสร้างแบบจำลองของโรคต่าง ๆ ที่เกิดในมนุษย์ได้และสังเกตความเปลี่ยนแปลงโรคเหล่านี้ได้โดยตรง
ด้วยความที่มีลำตัวโปร่งใสพอที่จะศึกษาระบอบหลอดเลือดและระบบอื่น ๆ โดยใช้ฟลูออเรสเซนต์ฉีดเข้าไปในสมองเพื่อให้เกิดการเรืองแสง สำหรับศึกษาโรคเกี่ยวกับสมอง เช่น โรคสมองเสื่อม, โรคหลอดเลือดสมอง รวมถึงโรคร้ายแรงต่าง ๆ เช่น มะเร็ง, เบาหวาน, โรคกล้ามเนื้อ และพยาธิสภาพต่าง ๆ อีกทั้งขณะที่ยังเป็นเอมบริโอร่างกายของปลาม้าลายจะดูดซึมตัวยาที่หยดลงในน้ำ เพื่อทดลองยารักษามะเร็งขนานต่าง ๆ ด้วย ซึ่งขณะนี้อยู่ในขั้นการทดลองทางคลินิกแล้ว

สำหรับลายเส้นในปลาม้าลาย นักวิทยาศาสตร์พบว่า ในช่วงที่เป็นตัวอ่อนที่อยู่ภายในไข่ใสๆ มีเซลล์เม็ดสี (pigment cell) อยู่ 3 ชนิด ที่สามารถเคลื่อนตำแหน่งไปอยู่ตรงหนังปลา  โดยระยะใกล้/ไกล (cell to cell Distance) ของแต่ละเซลล์เม็ดสีจะมีอิทธิพลควบคุมการสร้างสีต่อกัน ทำให้ลายแถบสีบนปลาม้าลายแต่ละตัวมีสีไม่เหมือนกันเลย
 
ส่วนลายของม้าลาย ที่เป็นสีขาวดำเป็นเอกลักษณ์นั้น มาจากเซลล์ประสาทที่เรียงตัวตามแนวกระดูกไขสันหลังของมัน  แล้วส่วนหนึ่งเปลี่ยนสภาพไปเป็นเซลล์ melanocytes ที่สร้างเม็ดสี (pigment) สีดำได้  ก่อนจะเคลื่อนตัวไปอยู่ในแนวตั้งฉากกับกระดูกสันหลัง ปรากฏเป็นลายขวางตั้งฉากกับพื้นโลก

ที่ผ่านมาเรายังไม่สามารถหาวิธีที่จะจัดการระบบข้อมูลเพื่อวิเคราะห์ได้อย่างชัดเจนแม่นยำ แต่ล่าสุด นักคณิตศาสตร์ที่ Brown University ได้ออกแบบระบบ algorithm ขึ้นมาเพื่อการนี้โดยเฉพาะ  ใช้วิธีวิเคราะห์เทคนิคแบบ topological data analysis ซึ่งเพิ่งเผยแพร่ใน Proceeding of the National Academy of Sciences สัปดาห์นี้  ใช้หาคำตอบว่า "ลายของปลาม้าลาย" จะมีความหลากหลายได้มากถึงกี่แบบ
 
ข้อมูลที่จะได้จากระบบ algorithm นี้จะเป็นจิ๊กซอว์สำคัญ ในการยกระดับการศึกษาด้านพันธุกรรมศาสตร์ ที่สามารถขยายผลการศึกษาเกี่ยวกับการสร้างเม็ดสีผิวหนัง ในสิ่งมีชีวิตบนโลกเราได้อย่างไม่จำกัด 
Cr.https://www.blockdit.com/posts/5e594062d17267066239b83b / โดย นก ไดโนสคูล (เพจ) 
Cr.https://th.wikipedia.org/wiki/ปลาม้าลาย

สร้างกล้ามเนื้อหัวใจแบบใหม่ด้วยสารเคลือบเซลล์จาก 'หัวใจปลาม้าลาย'


ปลาม้าลาย เป็นปลาที่มีคุณสมบัติพิเศษที่นักวิทยาศาสตร์สนใจศึกษาในห้องทดลองเพราะปลาชนิด นี้สามารถสร้างอวัยวะใหม่ ขึ้นทดแทนอวัยวะที่เสียหายได้ไม่ว่าจะเป็นครีบผิวหนังหรือหัวใจ
Yadang Wang นักวิทยาศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัย Pittsburgh กล่าวว่า หากตัดเอา 20 เปอร์เซ็นต์ของหัวใจของปลาม้าลายทิ้ง ปลาจะสร้างกล้ามเนื้อหัวใจใหม่ขึ้นมาทดแทน ซึ่งเป็นความสามารถที่น่าทึ่งมาก ทำให้ทีมนักวิทยาศาสตร์ของเขาคิดว่า อาจเป็นไปได้ที่เนื้อเยื่อจากหัวใจของปลาม้าลายอาจสามารถช่วยสร้างเนื้อเยื่อหัวใจแก่หัวใจคนที่เสียหาย

ทีมนักวิทยาศาสตร์จึงเริ่มทดลองนำสารเคลือบเซลล์ที่เรียกว่า extracellular matrix หรือ ECM ที่ได้จากหัวใจของปลาม้าลาย ฉีดเข้าไปในหัวใจของหนูทดลองที่กล้ามเนื้อเสียหายรุนแรง ทีมงานพบว่าหนูทดลองสามารถสร้างกล้ามเนื้อหัวใจใหม่ขึ้นมาทดแทนได้ภายในไม่กี่วัน ความรวดเร็วของการสร้างกล้ามเนื้อหัวใจขึ้นมาใหม่จะยิ่งรวดเร็วมากขึ้นหากทีมนักวิทยาศาสตร์นำสารเคลือบเซลล์ หรือ ECM จากหัวใจของปลาม้าลาย ในขณะที่ปลาม้าลายตัวนั้นกำลังอยู่ระหว่างการสร้างเนื้อเยื่อหัวใจใหม่ขึ้นทดแทนเนื้อเยื่อที่เสียหาย

Yadang Wang สมาชิกทีมนักวิทยาศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัย Pittsburgh กล่าวว่า นี่เเสดงว่าสารเคลือบเซลล์ หรือ ECM ที่ได้จากปลาม้าลายที่กำลังอยู่ระหว่างสร้างเนื้อเยื่อหัวใจใหม่ขึ้นทดแทนกล้ามเนื้อที่สูญเสียไป จะยิ่งมีประสิทธิภาพสูงขึ้นไปอีก

ทีมนักวิทยาศาสตร์ชี้ว่า โมเลกุลตัวที่เรียกว่า neuregulin 1 น่าจะมีบทบาทสำคัญในการช่วยกระตุ้นการสร้างเนื้อเยื่อใหม่ Yadang Wang กล่าวว่า ทีมงานพบว่าปลาม้าลายมีจำนวนโมเลกุล neuregulin 1 มากกว่าหนูทดลอง และหัวใจของปลาม้าลายที่กำลังอยู่ระหว่างการสร้างเนื้อเยื่อใหม่ยิ่งมีโมเลกุลชนิดนี้สูงขึ้นไปกว่าปกติ
เขากล่าวว่าข้อมูลนี้ทำให้ทีมงานเชื่อว่า โมเลกุล neuregulin 1 น่าจะมีบทบาทในการกระตุ้นการสร้างเนื้อเยื่อหัวใจขึ้นมาใหม่ แต่เขาชี้ว่าเพื่อยืนยันเรื่องนี้ ต้องมีการศึกษาวิจัยต่อไป ในขั้นต่อไป ทีมนักวิทยาศาสตร์วางเเผนที่จะนำสารเคลือบเซลล์ หรือ ECM ที่ได้จากหัวใจของปลาม้าลายไปทดลองกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดใหญ่ขึ้น
ที่มา www.voathai.com
Cr.http://medicaldevices.oie.go.th/Article.aspx?aid=6571

ใช้ปลาม้าลายรองรับการทดสอบยาต้านมะเร็ง


นายวิทยา พิมทอง นักวิจัยจากทีมวิจัยความปลอดภัยระดับนาโนด้านสุขภาพและสิ่งแวดล้อม กลุ่มวิจัยการวิเคราะห์ระดับนาโนขั้นสูงและความปลอดภัย ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) เปิดเผยว่า นาโนเทคประสบความสำเร็จในการพัฒนาวิธีทดสอบฤทธิ์ต้านการกำเนิดหลอดเลือด (Anti-angiogenesis assay) โดยใช้ตัวอ่อนปลาม้าลาย ทดแทนการใช้สัตว์ทดลอง รองรับการทดสอบยาต้านมะเร็ง
 เพราะตัวอ่อนของปลาม้าลายมีพัฒนาการเร็ว และมีลำตัวโปร่งแสง สามารถศึกษาเส้นเลือดและพัฒนาการเต้นของหัวใจ ที่สำคัญ 70% ของยีนที่เกี่ยวข้องในกระบวนการของร่างกายของมนุษย์พบในปลาม้าลายและ 80% ของยีนที่เกี่ยวข้องกับการเกิดโรคในมนุษย์มีในปลาม้าลาย ทำให้โมเดลปลาม้าลาย สามารถใช้ทำนายผลต่อสุขภาพมนุษย์ รวมถึงผลของยาต้านมะเร็งที่จะออกฤทธิ์ยับยั้งมะเร็งในร่างกายและอวัยวะต่างๆได้อีกด้วย

“ปลาม้าลายเป็นทางเลือกใหม่เพื่อใช้ศึกษาความปลอดภัยของอนุภาคนาโน สารสมุนไพรและสารเคมีอื่นๆ นอกจากนี้ ยังสามารถลดปัญหาเรื่องจริยธรรมสัตว์ทดลอง เนื่องจากในการทดสอบใช้ตัวอ่อนปลาม้าลายหลังปฏิสนธิจนถึง 5 วัน ในระดับสากลไม่ถือว่าเป็นสัตว์ทดลอง ปัจจุบันมีการศึกษาจำนวนมากได้แสดงให้เห็นแล้วว่า โมเดลปลาม้าลายเป็นโมเดลที่มีความน่าเชื่อถือในการนำมาใช้ในการศึกษาวิจัย ด้านพิษวิทยาและได้รับการยอมรับในระดับสากล” นายวิทยากล่าว
Cr.https://www.thairath.co.th/news/local/1872868?cx_testId=0&cx_testVariant=cx_0&cx_artPos=0&cx_type=behavioral#cxrecs_s

ปลาม้าลายเป็นต้นแบบสร้างเซลล์ต้นกำเนิด


ปัจจุบันนี้การรักษาโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาวหรือลูคีเมียและมะเร็งต่อมน้ำเหลือง มักใช้การปลูกถ่ายไขกระดูก โดยส่งสเต็มเซลล์ (stem cells) หรือเซลล์ต้นกำเนิดจากคนที่มีสุขภาพดีไปให้กับผู้ป่วย แต่ความต้องการใช้สเต็มเซลล์จากเลือดที่เข้ากันกับผู้ป่วยนั้นมีมากเกินความต้องการ ดังนั้น เพื่อหลีกเลี่ยงความจำเป็นในการบริจาคสเต็มเซลล์ ก็เลยมีความพยายามที่จะสร้างสเต็มเซลล์ขึ้นเอง

เมื่อเร็วๆนี้นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก ในสหรัฐอเมริกา เผยว่า สำรวจ พบทางเลือกใหม่ที่จะพัฒนาสเต็มเซลล์จากเลือดในจานทดลอง โดยศึกษาปลาม้าลายที่นับเป็นตัวอย่างอันยอดเยี่ยมสำหรับการติดตามดูว่าสเต็มเซลล์ในเลือดปลามีการพัฒนาอย่างไร 

เนื่องจากในร่างกายปลาม้าลายใช้กลไกเดียวกันกับการสร้างสเต็มเซลล์ของร่างกายมนุษย์ ซึ่งนักวิจัยพบว่าปลาม้าลายมีโมเลกุลให้สัญญาณภายในเซลล์ที่เรียกว่าโมเลกุลในวิถีสัญญาณวินท์ (Wnt signal-ing molecule) และโมเลกุลเหล่านี้จะชี้ให้เห็นว่าเซลล์จะทำอย่างไรเมื่อเชื่อมต่อกับตัวรับในกลุ่มฟริซเซิล (Frizzled) บนผิวเซลล์ที่เปรียบเสมือนเสาอากาศนั่นเอง

ปลาม้าลายมีความโปร่งแสงทำให้นักวิจัยมองเห็นขั้นตอนการพัฒนาสเต็มเซลล์ในแบบเรียลไทม์หรือในเวลาจริง พร้อมทั้งทดสอบว่าการดัดแปลงทางพันธุกรรมมีผลต่อปลาอย่างไร ซึ่งจะช่วยให้นักวิจัยสามารถสร้างสเต็มเซลล์ของมนุษย์ในห้องปฏิบัติการทดลองได้.
Cr.ภาพ  UC San Diego Health
Cr.https://www.thairath.co.th/news/foreign/1576530

(ขอขอบคุณที่มาของข้อมูลทั้งหมดและขออนุญาตนำมา)