斑馬魚作為傳統的脊椎動物模型已經廣泛應用于人類疾病和胚胎發育過程的研究，斑馬魚全基因已經完全清楚，與人類基因組有85%同源性，這意味著在斑馬魚身上進行的實驗，其結果很多都適用于人類。斑馬魚與其他實驗常用動物相比，具有較高的繁殖率和生長速率，并且其胚胎發育過程是在體外進行的，科研人員通過顯微鏡直接觀察斑馬魚受精卵到囊胚期再發育成為小魚的全過程。這一特點對于胚胎發育方面的研究和基因工程方面的研究具有重要意義，易于進行基因敲除和敲入。另外，相比于常用的小鼠、大鼠等模式動物，斑馬魚的飼養成本較低，繁殖能力強，更容易獲得大量個體，便于展開大樣本量研究的優點。因此，斑馬魚作為模式生物，已經在生命科學研究領域得到了廣泛應用。

 

顯微CT（micro computed tomography，微計算機斷層掃描技術），又稱微型CT、小動物CT，是一種非破壞性的3D成像技術，可以在不破壞樣本的情況下清楚了解樣本的內部顯微結構。它與普通臨床的CT最大的差別在于分辨率極高，可以達到微米（μm）級別，因此具有良好的“顯微”作用。小動物CT可用于醫學、藥學、生物、考古、材料、電子、地質學等領域的研究。目前國外有不少科研人員采用此項技術進行骨科領域的研究。通過這項技術能夠獲得骨骼的多個常用而有重要意義的參數數據，而通過掃描圖像能夠直觀地觀察到骨的變化情況，包括骨小梁的形態結構變化。

 

本次實驗是嘗試使用顯微CT觀察斑馬魚的骨骼結構。目前使用斑馬魚進行骨科研究的已經很普遍，因為斑馬魚便于在胚胎時期進行基因的敲除和敲入，這就有利于我們研究某基因對動物骨骼的影響。而顯微CT具有較高的分辨率，并且能對骨骼結構進行骨參數分析，是骨科研究中的先進研究技術。如果可以通過顯微CT對基因突變后的斑馬魚進行觀察，將會為骨科研究領域翻開新的一頁!

 

本次實驗采用的儀器是中科愷盛的ZKKS-MCT-Sharp-V顯微CT，掃描參數是電壓50Kvp，功率50W，4幀疊加，視野4 cm×4 cm。實驗材料選擇90d的斑馬魚，固定后進行掃描。

 

首先將斑馬魚用模具固定，進行掃描，掃描之后整體重建，之后根據感興趣的區域再進行局部重建，局部重建之后再進行骨分析。

 

圖一 斑馬魚顯微CT掃描二維縱切片圖

 

圖二 斑馬魚顯微CT掃描二維切片圖

 

圖三 斑馬魚顯微CT掃描三維縱切片圖

 

圖四 斑馬魚骨參數分析骨骼三維圖

 

圖一和圖二是掃描之后經過局部重建得到的二維切片圖，圖一是沿著Y軸進行切割的縱片圖，圖二是沿著Z軸進行切割的切片圖。從圖中可以看到，顯微CT可以將頭骨、脊椎骨、肋骨和魚鰭骨等清晰地掃描出來。圖三則為局部重建后的三維圖像，可以看到半透明的肌肉包裹著的骨骼結構，這張圖片更能清晰而完整地展示斑馬魚的骨骼結構。以上三張圖片都表明利用顯微CT可以直觀地對斑馬魚的骨骼結構進行形態觀察。而圖四則是經過骨分析之后的圖片，這張圖片中將肌肉等組織除去了，只剩下骨骼結構，能夠單純針對骨骼進行研究，一目了然。

 

除了以上這些直觀的圖像之外，通過骨分析還能夠獲得一系列骨參數，例如在研究骨質硬化和骨質疏松中常會關注的參數BMC、TMC、BMD、TMD、Tb.N、Tb.Sp、Tb.Th、Tb.Pf等。這些數據有利于進行對比，以獲得量化指標。

 

綜上，本次嘗試證明了顯微CT在斑馬魚的骨骼研究中具有重要的價值，其作為先進的研究方法必將為骨科研究帶來極大地便利。