脊椎動物のモデル生物ゼブラフィッシュ

はじめに

現代の科学研究においては、倫理的な動物の使用が求められています。1960年代より、動物実験に関する世界中の法規制の土台として、3R［代替法の活用（Replacement）、使用数の削減（Reduction）及び苦痛の軽減（Refinement）］の原則が使用されるようになってきています¹。
　しかしながら、研究者が生物生理や疾患の進行を理解し、新しい治療法の開発を進めるためには、動物モデルの利用は今でも欠かせません²。そのため哺乳類の代わりに、知覚があまり発達していないと考えられる代替生物の使用が検討されるようになりました。
　この選択肢の一つとして、学術研究界ではゼブラフィッシュ（Danio rerio）の利用がこの数十年で飛躍的に増えています³。ゼブラフィッシュは、インド原産の青色と銀色の縞模様を持つ小型の熱帯淡水魚です。

ゼブラフィッシュが脊椎動物のモデル生物として優れている理由

ゼブラフィッシュが脊椎動物のモデル生物として広く研究に利用されるようになった背景には、複数の理由があります(トップ画像　文献12を改変）。

さらに、ゼブラフィッシュの飼育は費用効率に優れています⁴。

ゼブラフィッシュの使用は、哺乳類と比べると倫理的な問題が少なく、さらに現在では、ゼブラフィッシュの反応を調べるためのさまざまな市販の表現型診断キットやツールが利用できるようになりました。また、特殊な遺伝子突然変異を導入して改良したゼブラフィッシュ（ノックアウト又はトランスジェニック）の系統が数多く作製されており、ある遺伝子の機能の特定や人の疾患（例：がん、心血管病、代謝病等）のモデルに用いられています。

これらの興味深い特徴のおかげで、ゼブラフィッシュはさまざまな領域の研究に重要な貢献を果たしてきました⁵。歴史的には、透明な体を持ち、迅速な発達を遂げるため、発生生物学の分野において臓器形成、組織発生及び細胞分化に関する詳細な研究に利用されていました^8,13。遺伝学及びゲノミクスの分野では、病原遺伝子の特定と遺伝子機能の研究に使用されています^9,14。

また、腸内マイクロバイオータの構成や宿主と腸内微生物及び宿主と腸内病原体の相互関係の研究にも使われています^2,15。組織の再生、心血管系の発達、がん生物学及び毒性学の分野での理解にも貢献しました^3,6,16。加えて、創薬の分野では、新薬候補を見つけるスクリーニングにも利用されています²。また、食物由来の機能性サプリメントの安全性や有効性の評価での活用も一般的になってきています。

おわりに

ゼブラフィッシュは生物医学及び栄養医学分野の研究における生物学的モデルとして、この十年間でその重要性が高まっています。そのユニークな利点や応用方法は研究分野を越えて役立てられています。透明な体、迅速な発生、遺伝子操作の簡便性、再生能、費用効率に加えて倫理原則を尊重できるという利点により、数多くの科学的発展を後押ししてきました。
進化的に哺乳類と遠く行動的な複雑性に欠くといった限界もありますが、ほとんどの場合はこれらの要素と比べて利点の方が大きく上回っています。

ラレマンドアニマルニュートリションでは、
新製品候補のスクリーニングなどにおいてゼブラフィッシュを利用しています。

参考文献