《食品科学》：齐鲁工业大学（山东省科学院）张云研究员等：基于斑马鱼模型的食品功能可视化评价研究进展

传统食品及其营养成分功能评价模型主要有体外细胞实验和哺乳动物实验。体外细胞实验操作简便、周期短，但因难以完整模拟人体复杂生理环境，实验结果存在假阳性或假阴性问题。哺乳动物实验结果较可靠，但成本高昂、周期长，不利于大规模开展。

斑马鱼模型优势显著。它繁殖能力强、产卵量大、发育周期短、胚胎透明、便于观察、遗传学操作也相对简便。研究人员借助转基因技术，将增强型绿色荧光蛋白（EGFP）或红色荧光蛋白（RFP）基因与斑马鱼基因融合，得以构建可直接传代的转基因斑马鱼品系，进而建立快速、准确且高通量的斑马鱼可视化评价模型。

齐鲁工业大学（山东省科学院）的王朵朵、李滨、张云*等从心血管保护、肝脏保护、神经保护等方面简要综述斑马鱼模型在食品及其营养成分功能可视化评价方面的研究进展（图1），旨在为推动斑马鱼模型在食品功能评价中的深入研究与广泛应用提供参考。

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01

斑马鱼模型在食品功能可视化评价中的研究进展

1.1 在心血管保护功能评价中的应用

斑马鱼胚胎发育迅速，受精24 h（24 hpf）后胚胎便会出现心跳，48 hpf心脏成形且具备完整功能。其胚胎透明，研究人员可直接在显微镜下观察食品及其营养成分对斑马鱼心脏功能的影响。24 hpf后，斑马鱼的血液循环系统基本发育。斑马鱼血管解剖结构与人类高度相似，血小板的黏附、活化、聚集过程及释放因子形成方式也和人类一致。这些优势让斑马鱼成为研究心血管保护的新兴动物模型。

借助基因编辑技术可制备多种心血管系统组织特异性表达荧光蛋白的斑马鱼。例如，转基因斑马鱼品系Tg（myl7:EGFP），利用心肌细胞特异性表达基因myl7的启动子，调控EGFP在整个心肌细胞内表达，广泛用于心脏功能研究；Tg（kdrl:EGFP）品系，由kdrl启动子驱动EGFP在血管细胞内表达，可用于研究血管功能；Tg（gata1:DsRed）品系为gata1启动子驱动RFP在红细胞表达的转基因斑马鱼品系，可用于血液相关研究等。通过荧光显微镜，研究人员能清晰观察食品及其营养成分对斑马鱼心血管系统的影响，进而展开评价。

在斑马鱼模型中构建心血管疾病模型的方法多样，如使用阿霉素或维拉帕米诱导建立斑马鱼心脏损伤模型；使用血管内皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂处理斑马鱼，可抑制血管生成，诱导斑马鱼血管损伤模型；饲喂高胆固醇食物或注射氧化型低密度脂蛋白，模拟人类高脂血症，诱导斑马鱼高脂血症模型；利用花生四烯酸处理斑马鱼，诱导血栓形成，构建斑马鱼血栓模型。斑马鱼模型用于心血管功能评价时，评价指标丰富，涵盖心脏形态、心包面积、静脉窦-动脉球间距、心率、心输出量、心肌细胞凋亡情况、血流速度、血管生成情况、红细胞聚集率和血栓相关因子表达水平等。

Li Guang等构建斑马鱼心脏损伤模型（幼鱼暴露于35 μmol/L阿霉素96 h），用从沙棘中提取的4 种苯丙素类化合物（p-香豆酸、绿原酸、咖啡酸和阿魏酸）进行处理，观察各组斑马鱼心脏形态，计算心包面积、静脉窦-动脉球间距及心率，应用Western blotting技术检测凋亡相关蛋白（如半胱天冬酶-3）的表达水平。结果显示，沙棘苯丙素类化合物可改善阿霉素诱导的斑马鱼心脏损伤，表现为心包水肿减轻、心脏形态恢复、心脏环化能力改善、心率增加，且下调半胱天冬酶-3的表达，抑制心肌细胞凋亡（图2）。

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藏茶（TT）是一种风味独特的传统茶叶，富含营养，保健功能显著。Wang Ning等利用花生四烯酸建立斑马鱼血栓模型，通过荧光显微镜观察血流量和红细胞聚集率，用实时荧光定量聚合酶链式反应（qPCR）技术检测血栓形成相关因子的表达水平。结果表明，TT能显著恢复血栓性斑马鱼心脏红细胞的流动性，减少红细胞在尾静脉的蓄积。同时，TT处理后的血栓斑马鱼体内组织因子和凝血酶原等基因的转录水平显著降低。

1.2 在保肝功能评价中的应用

斑马鱼是研究食品及其营养成分保肝功能的理想模型。48 hpf后，斑马鱼肝脏初步成形，在60～72 hpf期间迅速生长至合适大小，且此时胚胎透明，便于在显微镜下观察肝脏变化，为开展评价研究创造了有利条件。

目前，已有多种标记荧光蛋白的转基因斑马鱼品系用于肝脏研究。例如，Tg（-1.7apoa2:GFP）和Tg（-1.7apoa2:RFP）斑马鱼，借助启动子-1.7apoa2，分别驱动EGFP或RFP在成肝细胞、肝祖细胞和肝细胞中持续表达；而Tg（L-FABP:EGFP）斑马鱼，将EGFP特异性标记于肝脏脂肪酸结合蛋白上，使肝脏在荧光显微镜下可被实时观察。这些品系均可用于评估食品及其营养成分对肝脏功能的影响。

实验室常使用黄曲霉毒素、二乙基亚硝胺、四氯化碳、乙醇和硫代乙酰胺等构建斑马鱼肝损伤模型。例如，二乙基亚硝胺可致肝纤维化，四氯化碳引发急性肝损伤，乙醇诱导酒精性肝损伤，异烟肼导致药源性肝损伤。这些模型为评估食品及其营养成分的保肝作用提供了关键实验工具。斑马鱼模型在肝保护活性评价中的检测指标涵盖肝脏2D和3D形态、肝脏面积指数、肝组织超微结构、肝功能转氨酶、抗氧化体系、肝损伤相关基因、微小核糖核酸（miRNA）靶基因表达等。

孟瑞媛等用黄曲霉毒素构建斑马鱼肝损伤模型，通过评估姜黄素处理组斑马鱼肝脏平均荧光面积及强度、卵黄囊脂肪吸收情况，证实姜黄素能有效修复肝损伤。Zhao Jingcheng等采用硫代乙酰胺诱导的斑马鱼脂肪肝模型，结合网络药理学分析和分子对接技术揭示了菊花及其活性成分柚皮苷能够显著减轻肝损伤并逆转硫代乙酰胺导致的脂质代谢相关基因表达的变化，发挥保肝作用（图3）。

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Xia Qing等 则利用肝脏荧光转基因斑马鱼Tg（

L-FABP

1.3 在神经保护功能评价中的应用

帕金森病（PD）、阿尔茨海默症（AD）、焦虑抑郁等常见神经精神类疾病严重损害患者身心健康。在预防和干预这类疾病方面，食品及其营养成分发挥重要作用。

斑马鱼因神经系统简单、基因组高度保守，且建模耗时短，为研究食品及其营养成分对神经系统的保护作用提供了关键的可视化工具。用于神经保护功能评价的转基因斑马鱼品系有多种。其中，Tg（th:EGFP）斑马鱼品系能特异性地在多巴胺神经元中表达EGFP，借助它可清晰观察多巴胺神经元的形态、分布及活动变化。Tg（elavl3:GFP）斑马鱼能够被清晰标记出成熟神经元，有助于研究神经元的迁移、分化以及神经突触的形成等过程。而Tg（mito:EGFP）斑马鱼品系在线粒体中表达EGFP，可用于探究神经系统疾病中线粒体的功能变化。

在实验室中，常用化学试剂构建斑马鱼神经精神类疾病模型，以评价食品及其营养成分的神经保护功能。1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶（MPTP）可引发多巴胺能神经元选择性变性，用于构建斑马鱼PD模型；氯化铝水溶液能促进β-淀粉样蛋白生成和沉积，可构建斑马鱼AD模型；链脲佐菌素也能诱导斑马鱼出现AD症状，从而建立AD模型。神经保护相关评价指标包括斑马鱼行为学、应激反应、学习记忆能力、求偶行为、多巴胺神经元形态、脑血管和神经功能相关基因表达等。

Qin Fengqin等用MPTP溶液处理构建斑马鱼PD模型，检测了芒果苷（MGF）处理组PD斑马鱼的体长、眼距，计算胚胎孵化率和死亡率，记录运动轨迹、游泳速度，测定超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性和谷胱甘肽含量并进行转录组分析，评估MGF抗PD活性。结果显示，MGF有助于恢复PD斑马鱼的行为障碍，降低胚胎死亡率，促进其正常发育，减轻氧化应激程度，还能通过调节神经活性配体-受体相互作用、钙信号通路等发挥抗PD功能。杨亚楠等通过测量斑马鱼多巴胺神经节长度、分析幼鱼行为学运动轨迹，评估二甲基姜黄素的神经保护作用。结果显示，二甲基姜黄素可改善异烟肼导致的多巴胺神经元长度缺失，恢复斑马鱼运动能力，表明其对异烟肼所致斑马鱼神经损伤有显著保护作用（图4）。

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1.4 在骨骼发育调节功能评价中的应用

斑马鱼模型在评价食品及其营养成分对骨骼发育调节的功效上优势显著。斑马鱼与哺乳动物的骨骼生长发育机制极为相似，关键基因的功能和作用途径高度保守。在细胞形态、功能以及对生长因子和激素的反应上，斑马鱼体内的成骨细胞和破骨细胞与哺乳动物存在诸多相似之处。例如在受到甲状腺激素刺激时，斑马鱼和哺乳动物的成骨细胞均能通过特定信号通路促进骨形成。

在研究应用中，Tg（sox9a:EGFP）和Tg（sp7:EGFP）这两种转基因斑马鱼品系被广泛用于评价食品及其营养成分对骨骼发育的影响。其中，Tg（sox9a:EGFP）借助EGFP标记软骨发育中的关键转录因子Sox9a，而Tg（sp7:EGFP）则标记成骨细胞中的特异性转录因子Sp7。研究人员可通过检测斑马鱼骨骼荧光面积和强度、脊椎骨数量与发育状况，以及骨骼发育相关基因表达水平等指标，评估食品营养成分对骨骼发育的影响。

骨质疏松症作为一种全身性骨代谢疾病，严重影响人类生活质量。泼尼松龙能够诱导斑马鱼成骨细胞凋亡、破骨细胞增殖，致使组织骨化减少，进而引发骨质疏松症。因此，泼尼松龙诱导的骨质疏松斑马鱼模型在相关研究中应用普遍。比如，夏海建等使用25 μmol/L泼尼松龙构建骨质疏松斑马鱼模型，以此评价淫羊藿素（icaritin，IT）对斑马鱼头骨染色深度与面积、骨矿化面积和累积光密度、体内钙磷含量以及Runt-相关转录因子2（RUNX-2）表达水平的影响。研究结果表明，IT处理显著增加了矿化骨面积、累积光密度以及钙、磷含量，IT可通过与RUNX-2结合促进斑马鱼骨形成（图5）。

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1.5 在免疫调节功能评价中的应用

斑马鱼的免疫系统，包括其免疫细胞、免疫分子及免疫应答方式均与人类高度保守，使得斑马鱼模型成为研究食品对免疫功能影响的理想模型。斑马鱼幼鱼机体透明的特性使得研究人员能够实时、直观地观察免疫细胞在体内的迁移、分化以及免疫应答过程。应用转基因技术，已成功构建巨噬细胞标记EGFP的转基因斑马鱼品系Tg（coro1a:EGFP）和淋巴细胞标记RFP的转基因斑马鱼品系Tg（rag2:DsRed），可实现活体实时观察不同食品及其营养成分对巨噬细胞和淋巴细胞等免疫细胞的影响。

在免疫调节研究中，常用酒石酸长春瑞滨构建斑马鱼免疫力低下模型，以模拟人体免疫低下状态。斑马鱼模型在免疫调节功能评价中的检测指标包括巨噬细胞和中性粒细胞的数量与功能、T淋巴细胞和B淋巴细胞相关基因的表达情况等。

史珅等通过向Tg（coro1a:EGFP）和Tg（rag2:DsRed）斑马鱼静脉注射酒石酸长春瑞滨，成功构建斑马鱼免疫功能损伤模型。通过分析巨噬细胞数量和吞噬功能，探讨3 种常见加工方式乳制品（低温酸奶、常温纯牛奶和冷浆酸奶冰淇淋）对斑马鱼免疫功能的影响。结果表明，3 种常见加工方式乳制品对巨噬细胞数量和吞噬功能均有改善作用，并且常温纯牛奶和冷浆酸奶冰淇淋对低免疫力斑马鱼的巨噬细胞吞噬功能改善作用更明显。

1.6 在抗炎功能评价中的应用

借助转基因技术，研究人员构建了中性粒细胞特异性表达荧光的转基因斑马鱼品系Tg（zlyz:EGFP）。利用体视荧光显微镜可直观观察中性粒细胞对炎症的实时应答过程。通过该转基因斑马鱼品系对中性粒细胞的炎症行为进行活体示踪，从而直观、深入地了解其抗炎功能。构建斑马鱼炎症模型的方法多样，常见的模型类型包括脂多糖（LPS）诱导的全身性炎症模型、硫酸铜（CuSO4）诱导的神经性炎症模型以及机械损伤炎症模型等。研究人员通过测定中性粒细胞聚集迁移情况、炎症因子与趋化因子表达水平及脂质氧化产物含量等关键指标，可准确评估食品及其营养成分的抗炎能力。

例如伍露露等用LPS诱导斑马鱼炎症模型，以斑马鱼活性氧（ROS）水平、丙二醛（MDA）含量以及炎症因子水平等指标，评价游离虾青素（F-Asta）及虾青素二十二碳六烯酸（AST-DHA）单酯的抗炎功能。研究显示，二者都能显著降低炎症斑马鱼体内的MDA含量。在保护胚胎正常发育以及减少ROS产生方面，AST-DHA单酯比F-Asta效果更显著。AST-DHA单酯能显著下调肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白细胞介素-1β（IL-1β）的表达水平，表明AST-DHA单酯可调节斑马鱼体内炎症因子表达水平，发挥抗炎作用。

李风玲等利用CuSO4处理转基因斑马鱼Tg（zlyz:EGFP），构建斑马鱼炎症模型，评价菊花的抗炎功能。通过检测ROS含量以及迁移到斑马鱼侧线部位炎症细胞的数目等指标，发现菊花水提物处理后，炎症斑马鱼侧线部位的炎症细胞数量明显减少，ROS含量降低，有力证实了菊花具有抗炎功能。

Lanzarin等通过测定炎症斑马鱼损伤部位中性粒细胞迁移、ROS含量、细胞凋亡及抗氧化酶活性等，评价薄荷活性成分百里香酚的抗炎功能。结果显示，薄荷活性成分百里香酚可通过抑制中性粒细胞迁移、降低ROS含量、减少细胞凋亡等发挥抗炎作用（图6）。

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1.7 在抗氧化功能评价中的应用

食品及其营养成分主要是通过降低体内ROS含量，提高超氧化物歧化酶等抗氧化酶活性，帮助机体抵御自由基，减轻氧化应激，从而保护细胞免受氧化损伤。斑马鱼氧化损伤模型在评价抗氧化功能方面至关重要。实验研究中常用2,2’-偶氮二异丁基脒二盐酸盐、丙烯酰胺或甲萘醌溶液等构建斑马鱼氧化应激模型。研究人员以ROS含量、抗氧化酶活性以及脂质过氧化程度等为检测指标，评价不同食品及其营养成分的抗氧化能力。

以麸皮为例，它作为小麦种皮，富含多种营养成分，具有多种潜在功能。尹娜等使用2,2’-偶氮二异丁基脒二盐酸盐建立斑马鱼氧化应激模型，通过检测氧化应激斑马鱼胚胎细胞内ROS含量和脂质过氧化程度等指标，对发酵麸皮水提物在斑马鱼体内的抗氧化作用进行评价。结果显示，发酵麸皮水提物能显著降低氧化应激斑马鱼体内的ROS含量，缓解脂质过氧化程度，从而发挥抗氧化功能。

1.8 在糖代谢调节功能评价中的应用

糖代谢是机体能量供应的核心，在维持细胞功能、调控信号传导等方面发挥关键作用。食品及其营养成分可通过降低血糖浓度、调节糖代谢过程，稳定血糖水平，对预防和治疗糖尿病具有重要意义。斑马鱼体内己糖激酶、葡萄糖转运蛋白等糖代谢相关基因表达活跃，且其糖代谢调控机制与人类高度相似，这使其成为研究糖代谢调节的理想模型。荧光转基因斑马鱼技术为可视化评价食品及其营养成分对糖代谢的调节功能提供了有力支持。例如，胰岛素启动子驱动EGFP表达的斑马鱼品系Tg（ins:EGFP），能直观观察胰岛素分泌细胞的位置和数量，方便探究食品及其营养成分影响糖代谢的机制。

将特定浓度的葡萄糖和四氧嘧啶联用，可诱导斑马鱼进入高血糖状态，构建出兼具生理状态与病理生理特征的糖代谢异常斑马鱼模型。利用链脲霉素等诱导剂可构建糖代谢调节失衡斑马鱼模型。评价食品及其营养成分调节糖代谢功能的指标包括葡萄糖含量、胰岛素敏感性、糖基化终末产物以及糖代谢相关基因表达情况等。沙棘叶含有丰富的多糖、黄酮类物质，具有降血糖功效。为证明沙棘在降糖方面的广泛作用，刘均等在高糖诱导的斑马鱼模型中，通过评价沙棘叶水提物处理后高糖斑马鱼模型体内葡萄糖浓度的变化，证实了沙棘叶具有降糖效果。

1.9 在皮肤美白功能评价中的应用

实验室在研究不同食品及其营养成分的皮肤美白功能时，常构建多种斑马鱼模型。例如，用高渗溶液浸泡构建斑马鱼脱水模型以评价食品及其营养成分对皮肤屏障的保护及保湿功能；利用十二烷基磺酸钠诱导斑马鱼皮肤损伤模型以评价食品及其营养成分对皮肤损伤的修复能力；通过注射黑色素细胞刺激素建立斑马鱼黑色素增加模型用于评价食品及其营养成分的美白功能。

斑马鱼模型在皮肤美白功能评价方面，涵盖多项指标，包括皮肤屏障保护能力、损伤修复能力、抗氧化能力、衰老抑制作用以及美白效果等，为食品及其营养成分在皮肤美白领域的功能可视化评价方面提供了全面有效的手段。

在皮肤美白研究方面，斑马鱼模型优势显著。斑马鱼胚胎和幼鱼透明，便于在显微镜下直接观察黑色素生成情况。黑色素细胞启动子驱动EGFP表达的转基因斑马鱼品系Tg（mitfa:EGFP），使评价食品及其营养成分的美白功能更加清晰、准确。目前，食品及其营养成分的美白效果研究是热点。多数食品及其营养成分的美白效果取决于对黑色素合成的调节。在黑色素细胞内，以酪氨酸为底物，在酪氨酸酶（tyrosinase，TYR）催化下合成黑色素，TYR在这一过程中起关键作用。因此，斑马鱼体表黑色素含量变化可用于评估不同食品及其营养成分对黑色素的抑制效果。曾贝贝等以斑马鱼为实验模型，通过卵黄囊注射黑色素细胞刺激素建立斑马鱼黑色素增加模型，评价牡丹花酶解肽的美白效果。统计牡丹花酶解肽处理后斑马鱼头部黑色素信号强度，计算黑色素抑制率。结果显示，牡丹花酶解肽可显著减少斑马鱼头部黑色素沉积，表明其具有美白功能。

02

应用斑马鱼进行食品功能评价的前沿探索

随着科研的不断深入和现代技术的迅猛发展，荧光标记、基因编辑、高通量得选与大数据分析等技术已成为现代生物学研究的关键工具，在斑马鱼模型用于食品及其营养成分功能评价中发挥着重要作用。

2.1 斑马鱼基因编辑技术

借助基因编辑工具，如成簇规律间隔短回文重复序列及其相关蛋白9（CRISPR/Cas9），学者能够构建出特定基因缺陷或过表达特定基因的斑马鱼模型，例如通过敲除衰老细胞抗原样结构域蛋白1基因构建斑马鱼心衰模型，敲除N-乙基马来酰亚胺敏感因子附着蛋白β基因构建斑马鱼自闭症及癫痫模型，这些斑马鱼模型的成功构建为精准研究食品及其营养成分功能的分子机制提供了可能。实际应用中，基因编辑技术常与荧光标记技术协同使用。荧光标记技术可将荧光蛋白或染料标记到食品及其活性成分上，或者利用转基因技术使斑马鱼体内特定细胞或组织表达荧光蛋白。该技术操作简便、灵敏度高，且能进行实时原位检测。通过转基因技术和荧光标记技术，研究者可借助荧光显微镜直接观察食品及其营养成分对斑马鱼模型的影响，实现功能的可视化评价。

以蔓越莓为例，其富含多种抗氧化物质，能减轻细菌感染引发的炎症反应。付式杰等以中性粒细胞标记荧光的斑马鱼为实验动物，采用标记荧光染料的大肠杆菌处理斑马鱼，构建斑马鱼细菌感染模型。通过统计肠腔中细菌的平均荧光强度和中性粒细胞数量，评价蔓越莓果汁粉、全果粉、提取物粉与高浓度蔓越莓精华这4 种蔓越莓制品的抑菌和抗炎能力。结果显示，高浓度条件下4 种蔓越莓制品对斑马鱼的细菌感染和炎症反应均有显著抑制作用。

2.2 高通量得选与大数据分析

研究者借助高通量得选结合大数据分析技术，可对斑马鱼模型的基因转录组、蛋白质组及代谢组变化进行可视化，进而快速解析食品成分的作用靶点与分子机制。以基于GeneMatcher平台的数据分析为例，Efthymiou等得选出携带人类tRNA甲基转移酶1（TRMT1）基因变异的个体存在神经发育障碍问题。后续通过基因编辑技术构建TRMT1基因敲除斑马鱼模型，结果显示，缺失TRMT1基因的斑马鱼出现脑体积缩小、神经元增殖减少以及行为异常等表型。这一结果证实TRMT1基因在神经发育过程中具有关键作用，同时也为健脑益智功能食品的研发提供了重要参考依据。依据斑马鱼摄入食品或其营养成分前后基因转录组的变化，研究者能找出与食品功能相关的差异表达基因，进而明确不同食品或其营养成分的作用靶点及分子机制。例如，钟雅韵等通过转录组学分析，探究脉红螺LLTRAGL多肽缓解肝脏损伤的作用机制。基因本体论分析显示，LLTRAGL处理的斑马鱼差异表达基因主要与细胞凋亡过程相关；京都基因与基因组百科全书通路分析表明，差异表达基因涉及丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路和凋亡等，表明LLTRAGL肽可能通过调控MAPK信号通路诱导凋亡，发挥抗肝损伤作用。

代谢组学技术能够通过检测斑马鱼体内小分子代谢物的动态变化，进而推断食品及其营养成分对斑马鱼体内代谢途径的调节作用。例如，Liu Junli等采用基于超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱联用的非靶向代谢组学技术，对人参皂苷Rg5处理的心力衰竭斑马鱼模型展开代谢组学分析。研究结果鉴定出胆碱、磷酸胆碱等22 种差异代谢产物，并发现花生四烯酸代谢等8 条受干扰的代谢途径。这一成果有助于深入揭示人参皂苷Rg5在心力衰竭治疗中保护心功能的作用机制。

2.3 多学科交叉融合

微流控芯片、超分辨率显微成像、小分子荧光探针与数据处理及人工智能等多学科的交叉融合，为精准高效探究食品及其营养成分在斑马鱼体内的生理机制与相互作用提供了先进技术手段。

通过将微流控芯片技术与斑马鱼培养、检测体系相结合，研究者可构建包含不同浓度食品或营养成分的微流控芯片模型。当斑马鱼在芯片内培养时，芯片上的实时检测装置可动态监测其行为变化与生理指标，实现实验的微型化、自动化操作，从而快速得选具有特定功能的食品成分，或解析功能性食品成分的作用机制。例如，Shao Junran等将液体芯片技术与斑马鱼体内实验结合，发现栀子中的酸性多糖能显著促进巨噬细胞分泌多种IL、TNF-α和趋化因子，有效激活免疫应答；同时在斑马鱼模型中证实，栀子多糖可促进一氧化氮释放并增加中性粒细胞数量。该研究为栀子多糖在保健食品中的应用提供了科学依据。

为深入研究作用机制，研究者引入更先进的可视化技术及分析工具。如超分辨率显微成像技术，将结构照明显微镜与小分子荧光探针技术或聚合物纳米颗粒结合，能可视化食品及其营养成分对斑马鱼单个细胞中细胞器的作用。数据处理和人工智能技术的融合促进了快速、高通量的统计分析技术发展，为食品及其营养成分在斑马鱼体内的作用研究提供了更精确精细的检测方法。

2.4 面临的挑战与应对策略

斑马鱼模型在基因特征、生理机能及疾病模型构建等方面与人类具有高度相似性，在食品及其营养成分的功能评价领域展现出广阔前景。然而，其应用过程中仍面临诸多挑战：首先，斑马鱼与人类的生理结构和代谢机制存在种属差异，实验数据不能直接外推至人类，仍需进一步验证；其次，尽管基因检测和编辑技术的逐步完善推动了斑马鱼模型的基因研究，但单一聚焦基因层面的研究存在显著局限性。目前，针对斑马鱼模型的特异性抗体资源匮乏，严重制约了对蛋白水平作用机制的深入探究；再次，斑马鱼个体体积小，实验环境的细微变化（如水质、温度等）均可能对实验结果产生干扰；此外，对于水溶性较差的食品成分或营养物质，斑马鱼模型存在吸收效率低的问题，可能影响功能评价的准确性。

为克服这些挑战，研究人员需要进一步优化针对斑马鱼模型的实验设计，充分考虑斑马鱼的生物学特性和实验需求。同时，运用先进的设备和技术手段，更加严格地控制实验条件，降低环境因素对实验结果的干扰，提高实验的稳定性和准确性，最大程度发挥斑马鱼模型在食品功能评价中的优势。为弥补斑马鱼与人类生理差异带来的不足，未来应加强斑马鱼模型与其他实验模型（如体外细胞实验模型、哺乳动物实验模型等）的联合应用。通过多模型相互验证和补充，综合分析食品及其营养成分的功能，使研究结果更加全面、可靠，为食品功能评价提供更坚实的科学依据。

03

结 语

本文系统全面地综述了斑马鱼模型在食品及其营养成分功能可视化评价中的应用。随着现代分子生物学、分析化学、生物技术等多学科技术不断革新发展，斑马鱼模型在食品科学研究中的应用愈发深入，能精准、直观地实现体内功能可视化，有力推动食品功能的准确评价。近年来，斑马鱼模型在食品及其营养成分功能评价研究中成果丰硕。本文梳理这些成果，旨在为运用前沿技术完善斑马鱼评价模型提供参考，也为食品营养成分研究开拓新思路。展望未来，随着相关技术持续优化、研究不断深入，斑马鱼模型有望在食品科学领域发挥更重要作用，推动食品功能评价及营养成分研究发展。

第一作者：

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王朵朵，齐鲁工业大学（山东省科学院）在读硕士研究生，研究方向为基于斑马鱼模型的药物及功能食品评价。

通信作者：

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张云，研究员，博士生导师。国家重点研发计划青年科学家项目首席科学家、山东省泰山学者青年专家、山东省优秀青年基金获得者。现任齐鲁工业大学（山东省科学院）生物工程学院副院长、山东省科学院生物研究所副所长。主要从事基于转基因斑马鱼模型的药物及食药同源物质的功效与安全性可视化评价研究。主持国家重点研发计划、国家自然科学基金、山东省自然科学基金等国家及省部级科研项目14 项，在国内外学术期刊发表论文110余篇，授权专利60余件，制定团体标准16 项，获地市级以上科技成果奖10 项。兼任中国民族医药学会科研分会常务理事、中华中医药学会中药分析分会常务委员、中国药理学会海洋药物药理专业委员会委员、中国毒理学会中药与天然药物毒理专业委员会委员、中国毒理学会药物毒理与安全性评价专业委员会委员、中国毒理学会临床毒理专业委员会委员、山东省医药生物技术学会青年工作委员会副主任委员、《Chinese Herbal Medicines》《中国药理学通报》《中国抗生素杂志》《中草药》青年编委、《药物评价研究》编委等。

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本文《基于斑马鱼模型的食品功能可视化评价研究进展》来源于《食品科学》2025年46卷第18期384-392页，作者：王朵朵，李滨，郑特，杨静，王其菲，周家妁，徐慧娟，王玉婷，张云。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250408-069。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：李雄；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网