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小鼠“常驻”实验室 原因不只是性价比高

作者: 代小佩 来源: 科技日报
2020-02-07 09:19 
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小鼠“常驻”实验室 原因不只是性价比高

小鼠“常驻”实验室 原因不只是性价比高

小鼠“常驻”实验室 原因不只是性价比高

目前,小鼠遗传背景研究已足够充分,并有明确的质量控制标准,拥有大量的近交系、突变系和封闭群。因此它在各类实验研究中,用量最大、用途最多。

2020年是鼠年。自古以来,关于鼠的看法始终是因人而异——这种啮齿动物因为偷油吃米、传播疾病而落得“过街老鼠人人喊打”的境地;而在不少影视作品中,米老鼠、精灵鼠小弟等角色又显得它们机智灵敏、善解人意。

事实上,在科研领域,鼠类的贡献很大。据悉,目前世界上的基因工程小鼠品系已经过万,除此之外的实验小鼠品系亦有千余,小鼠遗传背景研究已足够充分,并有明确的质量控制标准,拥有大量的近交系、突变系和封闭群。因此它在各类实验研究中,用量最大、用途最多。

具有生殖优势 啮齿类小鼠成科研“宠物”

“所谓实验动物,是指经人工饲育、对其携带的微生物实行控制、遗传背景明确或者来源清楚的,用于科学研究、教学、生产、鉴定以及其他科学研究的动物。”北京实验动物研究中心主任武会娟接受科技日报记者采访时表示,“而小鼠成为实验动物,则有着很长的历史渊源。”

20世纪初,在远隔重洋的北美洲,一位名叫阿比·拉斯罗普的退休女教师在美国马萨诸塞州的格兰比创办了一家农场,饲养家禽。几年后,该农场亏本,拉斯罗普不得已开始饲养花枝鼠,专门卖给宠物鼠爱好者。

1908年,拉斯罗普注意到一些花枝鼠长了肿瘤。于是,她把这些生病的花枝鼠送到宾夕法尼亚大学的癌症研究人员里奥·勒布(Leo Loeb)那里,勒布证实了这些小鼠得了癌症。从那时起,小鼠开始被逐渐用于部分癌症的研究,并日渐频繁地出现在实验室中。

凭借小鼠具有的啮齿类哺乳动物生殖优势,拉斯罗普的农场生意逐渐出现转机。加上拉斯罗普的小鼠繁殖计划详细且饲养记录完备,很快她饲养的小鼠成了科研人员的“宠物”。

值得注意的是,很多人认为实验室小鼠就是小白鼠,这是一个错误认知。“实际上,实验小鼠按毛色分类,有白色、灰色、棕色、黄色、黑色等。如野生毛色小鼠有C3H、CBA/N等;黑色小鼠有C57BL/6、C57BL/10、C58等品系;灰色小鼠有C57L、DBA/2等品系;白色小鼠有A、AKR、BALB/c、RF、SWR等品系。”武会娟说,“不同品系的小鼠都有相应的实验领域,优质的小鼠模型可以帮助实验员解决一些根本问题。”

那么,实验室为什么不选用更常见的野鼠做实验呢?对此,武会娟解释说:“野生小鼠可能携带人兽共患病病原和动物烈性传染病病原。目前实验用的小鼠按净化程度分为清洁级小鼠、无特定病原体小鼠(SPF级)和无菌小鼠,最常用是SPF级小鼠,除清洁级动物应排除的病原外,不存在主要潜在感染或条件致病和对科学实验干扰大的病原,是无传染病的健康动物。”

与人类基因高度相似 小鼠实验价值“性价比”高

据武会娟介绍,实验室小鼠都是在洁净的动物设施里培养的。“这些小鼠可以用于药物评价和毒性试验、微生物和寄生虫病学研究、肿瘤学的研究、遗传病和遗传学研究、计划生育研究、老年病学研究、放射学研究、呼吸和消化系统疾病研究等。小鼠作为实验动物的优势体现在多个方面。”

“首先,小鼠体型小,性情温顺,易于抓捕,饲养管理方便;而且小鼠繁殖能力强、成长快。通常来说,一只小鼠一年产仔6—10胎,每胎产仔数为8—15只,属全年多发情性动物。”武会娟说。

其次,小鼠对外来刺激极为敏感。“它们对多种毒素和病原体具有易感性,反应极为灵敏。如百万分之一的破伤风毒素能使小鼠死亡。小鼠对致癌物质也很敏感,自发性肿瘤多,这样的易感性是其它实验动物不能比拟的。”武会娟说。

另外,小鼠能提供同胎和不同品系实验样本。武会娟解释称:“实验者可根据实验要求选择不同品系或同胎小鼠做实验,也可选择同一品种(或品系)、同年龄、同体重、同性别的小鼠做实验。由于动物遗传均一,个体差异小,因此实验结果精确可靠。”

在基因研究方面,小鼠也具有突出优势。2003年,实验小鼠基因组DNA测序完成,在小鼠的3万到4万个基因中,已被证实有90%左右的基因与人类高度相似。“一些医学的科研和临床实验都是用小鼠完成,人类很多顽疾可以在小鼠身上找到相似性状,便于研究人员对症下药。”武会娟解释道。

说到与人类基因的相似程度,有人会问,黑猩猩在各个方面都比小鼠更有优势,为什么不选择黑猩猩等灵长类动物做实验呢?

“其实,很多实验用猩猩等动物做效果更好。但灵长类动物对养殖和管理方法要求高,成本投入大且难以大批量产出;许多实验(如认知类实验)结束后要将动物杀死,以便检查其内部变化。而黑猩猩等不少大型哺乳动物是国家保护动物,不能人为杀害。”武会娟说。

此外,早在1959年,动物学家威廉·罗塞尔和微生物学家雷克斯·伯奇发表了《仁慈实验技术原理》,提出以减少、优化、替代为核心的实验动物替代方法,提倡以低等动物替代高等动物,用小动物替代大动物。该观点得到国际上的认可,这也是小鼠用于实验使用较多的原因之一。

当然,实验室小鼠的普遍应用并不代表它们适用于所有实验。“一些实验周期较长(比如需要几十年才能看到结果)就不用小鼠做实验,因为小鼠寿命只有2—3年。此外,特异性较强的疫病研究也不会用小鼠做实验,例如蓝耳病的最佳实验动物是猪,禽流感则要用鸡。”武会娟说。代小佩

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