魚類動物作為生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)科學(xué)等領(lǐng)域的實(shí)驗研究對象或材料,已在世界各地獲得了不少科研成果,如1950年Gordon氏、1968年Klontz和Smith二氏等的研究,僅在1968年以前十二年中,各國主要生物科學(xué)的雜志就發(fā)表有關(guān)報告達(dá)2,500篇,近20余年來,有關(guān)文獻(xiàn)就更多了,在已知的脊椎動物種屬中,魚類達(dá)30,000種(估計有40,000種),而鳥類為8,600種,哺乳類(即現(xiàn)今常用的小鼠、大鼠、家兔、家犬等屬之)卻只有4,500種。可見將魚類動物作為實(shí)驗材料確系取之不盡的資源,這促使人們對如此豐富的潛在資源廣為開發(fā)研究和嘗試應(yīng)用。
選用魚類進(jìn)行生物醫(yī)學(xué)研究,特別是藥物的毒理學(xué)和藥理學(xué)試驗,具有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):魚對某些藥物、毒氣十分敏感,只要含有極微量的成分就可引起很強(qiáng)的反應(yīng);以魚進(jìn)行藥理、毒理試驗,除以死亡為指標(biāo)外,對其習(xí)性的影響可能更為靈敏;以體型較小的魚直接放入不同濃度的適宜;這對研究某些含量低或藥理作用弱而需長期口服給藥的中草藥可能更為適宜;魚對某些中樞神經(jīng)興奮或抑制藥的反應(yīng)比較敏感;魚試驗法結(jié)果判斷明確并易于掌握;在飼養(yǎng)管理上,魚是一種比較經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗動物。
至今,已有近交超過20代的純系魚類實(shí)驗動物(Gordon氏,1950);無菌魚類實(shí)驗動物的開發(fā)也在探索中(Luckey氏,1936)。魚類實(shí)驗動物已被廣泛應(yīng)用于胚胎學(xué)、遺傳學(xué)、內(nèi)分泌學(xué)、毒理學(xué)、行為科學(xué)、比較病理學(xué)、環(huán)境保護(hù)科學(xué)等實(shí)驗研究領(lǐng)域(Mitruka氏等,1976)。魚類動物獨(dú)具某些無可取代的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn),其生物學(xué)性狀完全可以與人類的相應(yīng)性狀所類比。中國內(nèi),對魚類學(xué)科及其養(yǎng)殖方面研究不少,但作為實(shí)驗動物而加以開發(fā)研究和應(yīng)用的則做得很欠缺(朱洗氏等,1960、1962)。
魚類實(shí)驗動物的應(yīng)用成果累累,已將魚類動物(特別是小型淡水魚)用于腫瘤學(xué)領(lǐng)域的癌癥研究之中,做了大量觀察和實(shí)驗工作。已知淡水魚類動物機(jī)體的所有組織都會發(fā)生新生物性病變,其臨床經(jīng)過和形態(tài)學(xué)表現(xiàn)與其它綱目的脊椎動物(包括人類)的腫瘤相似。故魚類實(shí)驗動物成了實(shí)驗?zāi)[瘤學(xué),尤其是其中的比較腫瘤腫瘤學(xué)和環(huán)境(特別是水源中的)可疑致癌物探索等研究中不可缺少的材料。實(shí)際上,關(guān)于魚類腫瘤學(xué)的研究歷經(jīng)系統(tǒng)分類、實(shí)驗分析等階段,已達(dá)到了防治研究的新階段(Squire氏等,1978),前景寬廣。
金魚(Carassius Auratus Linnaeus)在生物醫(yī)學(xué)研究中應(yīng)用已有報導(dǎo)。以二乙基亞硝胺(Diethylnitrosamine)投于金魚缸水中(低于120ppm)歷時4個月,再存養(yǎng)6個月后發(fā)現(xiàn):在13尾實(shí)驗組動物中,1尾魚的肝臟發(fā)生肝癌;另有4尾魚的肝臟出現(xiàn)癌前性細(xì)胞病灶(Bannsch,1976)。對照組動物的肝臟均為陰性。提示有可能應(yīng)用金魚作為實(shí)驗用動物建立誘發(fā)性腫瘤的模型。
魚類在毒理學(xué)上有獨(dú)特的用途。常選用魚作急性毒性實(shí)驗,進(jìn)行這類實(shí)驗時,試驗前和實(shí)驗中必須嚴(yán)格各種實(shí)驗條件:必須選拔在本地區(qū)具有代表性的試驗魚,此魚種對有害物質(zhì)較為敏感。餌料生物等也必須符合實(shí)驗要求。試驗過程中盡量保持有害物質(zhì)在水中濃度穩(wěn)定,力求在規(guī)定的濃度中能發(fā)現(xiàn)毒性反應(yīng)。進(jìn)行毒性檢驗時,要求無論淡水魚、海淡水魚或海水魚,供試驗時的平均體長最好在50毫米以下。剛采集到的魚,最好馴養(yǎng)一周以下,直至逐漸適應(yīng)實(shí)驗條件。馴養(yǎng)過程投餌量要少,進(jìn)行實(shí)驗前2天停止投餌。實(shí)驗前4天內(nèi),馴養(yǎng)魚的死亡率及發(fā)病率必須在10%以上。水溫保持在一定的范圍。溫水性魚類要求20~28℃,冷水性魚類保持12~18℃,一般變動范圍不要超過4℃。每個實(shí)驗濃度組如放10尾以上的試驗魚,應(yīng)采用流水式試驗裝置,連續(xù)更換試驗槽內(nèi)的水,每天換水6~10次。若采用靜水式試驗方法,則實(shí)驗濃度每1升淡水水體保持1克以下;海水水體保持0.3克以下,至少每24小時需將全部水更換一次,應(yīng)用等對數(shù)間距選擇100、75、56、42、32、24、18、13.5、10毫升/升的5~10等級試驗濃度。予先要進(jìn)行探索試驗,初選濃度必須包括在24~96小時內(nèi)有50%左右死亡率的濃度。實(shí)驗水中溶解氧含量,溫水性魚類不得小于4毫克/升;冷水性魚類不得小于5毫克/升。試驗魚類死亡與否,可用玻璃棒輕擊魚尾柄部,如魚不動,即判定死亡。要求同時設(shè)對照實(shí)驗,當(dāng)對照組中死亡魚超過10%或有不健康魚時,所得出實(shí)驗結(jié)果就不能采用。
岐山斗魚(Macropolecs Opercularis)或泰國斗魚(Betta Splendens)是測定藥物抑制本能行為的敏感動物。斗魚生長在東南亞,我國廣東省有飼養(yǎng)供應(yīng)。飼養(yǎng)溫度為27~29℃。飼養(yǎng)時如用自來水,需露天放置24小時以上,應(yīng)避免放入未稀釋的藥物,以兔魚飲入高濃度藥物而中毒。雌魚雄魚群居時并不打斗。飼養(yǎng)時如將隔離一天后的成熟雄魚與另一雄魚相遇時就會發(fā)生打斗動作。若兩條雄魚分別養(yǎng)在方形玻璃缸中,兩缸中間用紙板隔開,抽去紙板時可見到兩魚鰓蓋張開,撐開背鰭、尾鰭,向?qū)Ψ經(jīng)_擊。如將鹽酸氯丙嗪放入中,含量為2毫克/升,可終止斗魚的打斗動作。如某一藥物有抑制本能行為,則即可使兩斗魚不發(fā)生打斗。有人根據(jù)藥物抑制斗魚的打斗作用程度而分為五期:0期為不抑制打斗;1期為馴服,抑制打斗動作,取食如常;2期為平衡失調(diào)或側(cè)身;3期為麻醉,側(cè)身,觸之反應(yīng)輕微或消失;4期為死亡。
鯰魚(Ictalurus Nebulous)沒有發(fā)電器官,但有靈敏電感覺,已發(fā)現(xiàn)4個電感覺中樞,即延腦的后側(cè)線葉、小腦的后側(cè)葉、中腦的半圓突以及前隆核團(tuán)。適宜作電感覺中樞對靜止和偶極子電場的反應(yīng)研究。
鯰魚體長為15~20cm,降溫(1~4℃)使其麻醉,然后在頭頂部開一小孔,顯露欲記錄的腦部,手術(shù)后肌注0.5mg/kg的筒箭毒,將鯰魚沉入實(shí)驗水槽中,唯手術(shù)部位露出水面,用一乳膠管把含有飽和空氣的水引入口中,進(jìn)行人工呼吸,用玻璃微電極(35~60MΩ)或鎢絲微電極(3~12MΩ)作細(xì)胞外記錄,記錄部位是小腦后側(cè)葉和前隆核團(tuán)。