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威尼斯人网址:小鼠那么可爱!怎么可以用小鼠做实验?

时间:2018/9/20 14:45:39  作者:  来源:  查看:28  评论:0
内容摘要:人类从未停止对生命的探索,而在这漫长的道路上,小鼠可以说是科学家们最爱用到的实验动物。繁殖能力强,饲养要求低,改造相对容易,都是广大科研人员爱它的理由。  天天跟小鼠打交道的你,对于这些可爱的小耗子们又了解多少呢?今天就和大院er一起来看看这些与我们朝夕相处,为科研做出杰出贡献的...
人类从未停止对生命的探索,而在这漫长的道路上,小鼠可以说是科学家们最爱用到的实验动物。繁殖能力强,饲养要求低,改造相对容易,都是广大科研人员爱它的理由。

  天天跟小鼠打交道的你,对于这些可爱的小耗子们又了解多少呢?今天就和大院er一起来看看这些与我们朝夕相处,为科研做出杰出贡献的小动物到底有什么故事吧。

  好好的小鼠怎么就成了实验动物?

  早在公元前四世纪,亚里士多德就曾开展过动物实验,没错,就是那个享誉古今,爱老师更爱真理的先哲,为此,还曾著有《动物志》、《论动物部分》等相关研究,这时期开始,动物实验开始进入历史舞台。

亚里士多德的《论动物部分》亚里士多德的《论动物部分》
  生物学家通过对选定的生物物种进行科学研究,用于揭示某种具有普遍规律的生命现象,这种被选定的生物物种就是模式生物,常用的模式生物有:线虫、果蝇、斑马鱼、小鼠等。

(绘图:任丹丹)(绘图:任丹丹)
  回顾模式小鼠的祖先,不得不从100多年前讲起。1900年,一位退休的小学教师Abbie E.C。 Lathrop,在她的家乡美国马萨诸塞州格兰比开了一家养殖场,本计划退休生涯成为养鸡专业户,但谁知正值一战前经济萧条阶段,养鸡亏本了,可她发现,当时特别流行饲养宠物鼠,于是她摇身一变改养宠物鼠了。

  由于繁殖数量庞大,Abbie E.C。 Lathrop对宠物鼠的繁殖和饲养条件有着完备的记录。正所谓酒香不怕巷子深,很快,哈佛大学Bussey研究所的研究人员开始购买她的小鼠,并成为了回头客。至此,Lathrop的小鼠们正式走向模式小鼠的历史舞台,以至于后来,Lathrop本人也开始参与科学研究,并发表了多篇论文。可见上帝为你关上一扇门,可能还为你留了一扇窗,养鸡不行,还可以去养老鼠。

报纸对小鼠农场的报导报纸对小鼠农场的报导
  当时Bussey研究所的所长正好便是遗传学大神William Ernest Castle。他在购买了Lathrop培养的小鼠后,对其展开了孟德尔定律和肿瘤方面的研究,并让他的学生Clarence Cook Little利用Lathrop的小鼠开展遗传学相关研究。

William Ernest CastleWilliam Ernest Castle
  为避免不同遗传背景对实验结果造成的差异,Little利用连续全同胞兄妹交配的方式产生了史上第一批近交系小鼠——Dilute Brown non-Agouti(DBA)。一战结束后,Little来到冷泉港,创建了Jackson实验室,专门开展小鼠遗传学和人类疾病的研究,如今该研究机构保存了6500种以上的小鼠品系。

Clarence Cook Little登上时代周刊Clarence Cook Little登上时代周刊
  做研究 哪一种鼠适合你?

  经过这么多年的演变,小鼠直到今天依然广泛用于科研实验中,有报道,模式小鼠在科研中的运用占据了模式动物的59%。

(绘图:任丹丹)(绘图:任丹丹)
  归根结底,除了饲养简单,繁殖能力快,小鼠与人类的基因组及生理构造相似率高达99%这一点也使得它们立于不败之地,并且对小鼠的改造和培养相较于其他动物更加容易。

(绘图:任丹丹)(绘图:任丹丹)
  目前,常用小鼠主要分为,近交系、封闭群和突变系。如何根据自己的实验需求选择适合自己的那一种鼠呢?

  近交系

  即20代全同胞兄妹单线连续繁殖,最早被Little使用,得到了今天的近交系。顾名思义,就是近亲繁殖,在这种逆天的繁殖体系中,保证了遗传基因的均一和稳定。最为人熟知的近交系小鼠算是BALB/c和C57BL/6。

  BALB/c,也就是我们通常说的小白鼠,白毛红眼,非常可爱,因为酪氨酸酶基因突变,使得黑色素无法合成,因此属于白化种。还记得当年课本中的讲到的单克隆抗体制备吗?其中用到的骨髓瘤细胞基本都来源于它们。不幸的是,看起来很蠢萌、很阿呆的它们,已被报道极可能患了孤独症,因此今后又将作为人类行为学研究中的一员了。

BALB/cBALB/c
单克隆抗体的制备流程图(图片来源:百度)单克隆抗体的制备流程图(图片来源:百度)
  C57BL/6,也就是我们通常说的B6。有多少同学因为它们黑毛黑眼、脾气火爆,而拒之千里。它们的确比BALB/c更喜欢咬人,相信有很多同学都注意到,雌性B6会产生不规律的脱毛情况,这与疾病无关,仅仅是由于个别性格强势的个体喜欢薅别人毛发而已,甚至把人家胡子一起拽掉。

  因为它们在遗传方面的稳定性,并且易于繁殖,B6可以被用于基因改造,产生基因突变或细胞缺失小鼠。但是,由于它们对疼痛的敏感,因此镇痛剂对它们来说作用要弱很多,因此实验时要注意镇痛剂的注射剂量。除此之外,它们可谓是个十足的酒鬼,想要研究酒精成瘾,选它们再合适不过了。

C57BL/6C57BL/6
  DBA小鼠,这个淡黄色好似田鼠一般的小家伙,给人感觉脾气很不好,养过的同学可能觉得它们生性暴躁,其实只是因为它们对声音更加敏锐,强噪音甚至会吓破它们的胆。虽然现在C57BL/6和BALB/c的崛起导致DBA的使用减少,但是它们可算是模式小鼠的始祖了。

DBADBA
  封闭群

  又叫远交群,雌雄个体可以随机交配。我们必要提到的就是昆明小鼠和ICR小鼠了。

  昆明小鼠(KM):是从印度Haffkine研究所引进的瑞士小鼠种,在昆明繁殖,并在1954年推广到全国。这类小鼠抗病能力很强,是国内使用最广的远交系,广泛用于研究肿瘤免疫、微生物免疫等模型。

昆明小鼠昆明小鼠
  还有一种繁殖力超强的小鼠,ICR,祖先也是瑞士小鼠,乍一看与BALB/c傻傻分不清楚,但其实它们体型更大,还特别能生,一胎能产13-15只小崽,且产子成活率高,因此广泛用于药理和毒理研究,或者有需要研究病原体导致的子代疾病都可以选择这类模型。

ICR(画外音:子子孙孙,无穷尽也)ICR(画外音:子子孙孙,无穷尽也)
  突变系

  最后要提的到这类品系,很特别,是在前鼠的基础上进行基因改造而产生的。1966年,在苏格兰发现了一种自发突变的BALB/c小鼠,天生无毛,发育不良,免疫力差,极易被感染,后命名为BALB/c-nu小鼠,也就是常说的裸鼠。

BALB/c-nu(画外音:我很丑,但是我很温柔)BALB/c-nu(画外音:我很丑,但是我很温柔)
  裸鼠的繁殖能力较差,在交配过程中,需要保种BALB/c的近交系,并且还要有一个群体是携带裸基因的种群。因此在繁殖时,需要采用雄性nu/nu与雌性nu/+交配,以维持nu纯合基因,并用纯合nu群体与裸鼠相应近交系回交或互交,以维持其生产。

  裸鼠无胸腺,因此缺乏成熟的T细胞,并且B淋巴细胞功能缺陷。在混合淋巴细胞反应中,不产生细胞毒性效应细胞,对刀豆素A和植物凝集素P无裂原应答,无接触敏感性,也不会产生抑制排异现象,因此是非常好的肿瘤研究模型。

  除了以上的几种经典模型外,现在也发展出了其他的小鼠模型,用于各种研究,例如SCID小鼠,可用于构建人源化小鼠模型。当然,还有其他许多小众的品系,比如下图这位,BALB/c-Hrhr-KITOX-BM15-Mu  ,它们可是专门用于研究脱发的模型,是不是让你觉得丑得可爱呢?

脱发模型BALB/c-Hrhr-KITOX-BM15-Mu脱发模型BALB/c-Hrhr-KITOX-BM15-Mu
  小鼠生理年龄小科普

(绘图:任丹丹)(绘图:任丹丹)
  相信做小鼠实验的科研汪们都曾经遇到这样的问题,小鼠的年龄怎么算?那么今天教大家一个科学的换算方法。

小鼠出生14天内的变化小鼠出生14天内的变化
  不同于人类,小鼠短暂的一生只有24个月,对应到人类的全球平均寿命,大概是80岁。我们便可以如此换算:

  (80×365)÷(2×365)=40 human days=1 mice day

  也就是,人类的一年相当于小鼠的9.125天。如此推测,就可以简单的得到小鼠所对应的人类年龄啦。

  结语

  小鼠可谓是模式生物中的长青树,迄今为止利用小鼠开展的研究工作已经获得了20多项诺贝尔生理学或医学奖。随着转基因、基因敲除等技术的应用,更多基因工程小鼠将在生命科学研究中发挥更大的作用。

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