苯肼誘導斑馬魚貧血模型：溶血性貧血是由于紅細胞的破壞增速、增多，超過造血補償能力范圍時所發(fā)生的一種貧血。研究表明，苯肼是一種溶血劑。苯肼作用于紅細胞膜，加速膜表面亮氨酸、賴氨酸及組氨酸的水解，使大量紅細胞迅速遭到破壞；同時可選擇性地氧化膜骨架和α珠蛋白，并將磷脂酰絲氨酸易位至紅細胞表面，導致紅細胞變形性降低，增強紅細胞黏附到細胞外基質的能力從而破壞循環(huán)血中的成熟紅細胞，使血紅蛋白變性聚集、形成Heinz小體，使得紅細胞的破壞速度遠大于機體紅細胞再生的能力，最終導致機體發(fā)生溶血性貧血。

用鄰聯(lián)茴香胺染色法對紅細胞進行特異性染色（呈紅色），貧血斑馬魚心臟部位的紅細胞較正常斑馬魚明顯減少。由于斑馬魚早期出現(xiàn)血液循環(huán)時胚胎透明，在解剖顯微鏡下即可觀察到。該模型被廣泛用于功能性食品領域的功效評價，用于評價物質的改善貧血作用。

圖2 樣品處理后斑馬魚紅細胞數(shù)量（染色強度）表型圖

長春瑞濱誘導斑馬魚貧血模型：靜脈注射給予長春瑞濱也可誘導斑馬魚貧血模型。大劑量長春瑞濱骨髓抑制明顯，導致血小板、紅細胞及白細胞數(shù)目（中性粒細胞、巨噬細胞、T細胞等）減少和貧血，最終導致免疫力低下。

隨著先進的基因編輯工具的開發(fā)應用，如morpholino（MO），轉錄激活物樣效應核酸酶（TALEN），和CRISPR-Cas9等，斑馬魚逐漸成為比小鼠更高效、更便捷的模式生物。

cas002突變斑馬魚貧血模型：先天性再生障礙性貧血是一種骨髓衰竭綜合征，其主要表現(xiàn)為包括紅細胞在內(nèi)的多種血細胞減少，并經(jīng)常伴隨腫瘤易感，如急性髓系白血病和成骨瘤等。2015年，中科院上海生科院、上海交大醫(yī)學院健康科學研究所潘巍峻小組研究揭示了一種全新的造血干細胞增殖穩(wěn)態(tài)調控機制，指出協(xié)調的核糖體蛋白合成機制是維持造血干細胞自我更新能力的重要保障。

該研究對具有人類先天性再生障礙性貧血相似表型的斑馬魚cas002突變體進行研究分析，發(fā)現(xiàn)kri1l基因突變后核糖體40S小亞基中的18SrRNA合成受阻，核糖體無法正確組裝，蛋白合成能力異常并誘導錯誤折疊蛋白在細胞中大量積累，由此激活了PERK-eif2α信號通路，進而引發(fā)高強度的細胞自噬，且該過程不依賴于p53信號通路介導的細胞凋亡；過度的自噬行為破壞了造血干細胞自我更新能力，進而導致骨髓衰竭。該項研究工作首次闡明了核糖體蛋白異常、過度自噬和骨髓衰竭三者間的聯(lián)系，并利用PERK信號通路的小分子抑制劑或直接針對自噬過程的小分子抑制劑等有效恢復了斑馬魚再生障礙性貧血模型中造血干細胞增殖能力，揭示其應用于相關血液疾病靶向治療的潛在價值。

圖3 cas002突變體的造血缺陷

eaf突變斑馬魚貧血模型：EAF1（ELL-associated factor 1）和EAF2（ELL-associated factor 1）是ELL（eleven-nineteen lysine-rich leukemia）相關因子，是超級延伸復合體SEC（super elongation complex）的主要組分，可與RNA聚合酶II共同調控包括白血病和胚胎發(fā)生在內(nèi)的多種生物學過程。Eaf2是一種缺氧反應基因，它受HIF-1α特異性刺激，該家族基因能夠保護細胞免受低氧誘導的細胞死亡并抑制細胞在低氧條件下對葡萄糖的攝取。

2023年，劉靜霞教授團隊利用CRISPR/Cas9基因編輯技術構建了該家族基因eaf1-/-和eaf2-/-的斑馬魚突變體模型以及一系列生物學實驗手段的檢測分析，發(fā)現(xiàn)eaf1和eaf2可通過調節(jié)gata1a表達和WNT信號通路調控斑馬魚紅細胞生成，從而調節(jié)機體的低氧耐受能力。該研究詮釋了eaf1和eaf2在斑馬魚紅細胞發(fā)育和低氧耐受中的作用及其分子機制，發(fā)現(xiàn)了eaf1和eaf2基因是調節(jié)魚類耐缺氧等經(jīng)濟或生產(chǎn)性狀的重要分子，也為貧血及其相關疾病的再生醫(yī)學研究提供理論參考。

圖4 eaf1和eaf2調控斑馬魚紅系發(fā)育的分子機制

其他：目前，已有許多大規(guī)模的突變體篩選計劃正在斑馬魚中進行，數(shù)千種各式各樣的組織發(fā)育異常突變體已經(jīng)被篩選出來。由于斑馬魚獨特的胚胎透明體外發(fā)育優(yōu)勢，使得科研人員對胚胎的獲得、突變體表型的觀察極為方便和高效。比如，哈佛大學醫(yī)學院的Leonard I Zon教授所領導的課題組就已經(jīng)成功篩選出50多種影響紅系造血功能的突變體斑馬魚。這些不同類型的突變表型涉及斑馬魚造血的各個階段：有的不能造血，有的是造血祖細胞分化受阻，有的是造血前體細胞增殖受阻，有的是光敏性血液病，有的是低色素等等，在這些特定表型中，有許多和人類的某些先天性貧血、地中海貧血非常相似。

以這些斑馬魚模型為基礎，采取定位克隆策略，有學者已經(jīng)鑒定出了一種與血色素合成有關的關鍵基因ALAS-2。在人類中，ALAS-2基因突變可引起X連鎖的鐵粒幼紅細胞性貧血。此外，還有學者利用斑馬魚發(fā)現(xiàn)了一個編碼鐵轉運蛋白的新基因，該基因突變可導致腸道內(nèi)鐵的吸收障礙，引起低色素性貧血，而在人體中，該基因則與常染色體顯性血色素沉著病有關。此外，斑馬魚的地中海貧血模型也已經(jīng)被建立，并被證實與血紅蛋白的一個基因作為有關。