为什么小鼠是使用最多的动物模型?

日期: 2015年06月15日


    

  动物模型是生物医学研究中不可或缺的工具。在科学探索的早期阶段就开始使用动物模型,而且现在它仍然对我们研究单个基因的功能,各种疾病的机制和许多药物以及化学药品的功效和毒性有着巨大贡献。现在已经对许多模型动物的基因组进行了测序,而且发现在模型动物和人类之间有许多保守基因。

 

1.为什么小鼠是使用最多的动物模型?

 

有研究统计显示,91%的文献使用各种品系的小鼠,7.6%的文献使用大鼠,只有不到2%的文献使用兔子、白鼬、豚 鼠和恒河猕猴作为模式动物。因为小鼠和人的基因相似度有99%。而且小鼠和大鼠繁殖和饲养均相对廉价。它们繁殖迅速,因此使研究者可以在一段适当的时间内同时研究其几代后代的特定基因的功能。对它们的生理学和遗传学已经有了广泛的研究,而且能轻易地和人类比较。用于研究遗传学和特定基因功能的技术,例如转基因方法,已经发展了几十年。为了促进发病机制的研究和评估各种候选药物的效果和毒性,也建立了许多人类疾病的小鼠模型。

 

2.什么是近交品系?

 

一个近交品系是指通过超过20代的近亲交配(或它的同胞)得到的品系,因此从同一近交品系得到的动物被认为是遗传上完全一致的。

 

3.什么是同基因型品系?

 

通过与一个近交背景品系进行重复回交,在不小于10代的后代中筛选出具有独特标志的品系被称为同基因型品系。使用最多的品系包括 C57BL/6,BALB/c,CD-1,SCID和A/J。只有CD-1是杂交品系。

 

4.C57BL/6小鼠

 

C57BL/6小鼠,也被称为C57 black 6或者简称Black 6,其有着品系稳定和易于繁殖的优点。它还是紧随人类基因组测序完成后,第一个在2005年完成基因组测序的小鼠品系。国际小鼠表型协会(IMPC),成立于2011年9月29日,旨在通过敲除技术将这个品系的每个小鼠基因的功能分类。C57BL/6小鼠的用途包括三个主要方面。最普遍的是作为生理学 和病理学模型以进行在体实验。其次,它们常被应用于建立转基因小鼠模型。最后,C57BL/6小鼠被用作产生同时具有自发和诱发突变的同基因型的背景品 系。

 

统计数据表明,至少48%的文献使用了C57BL/6小鼠品系。由于C57BL/6品系基因组的测序已经完成和IMPC对其基因功能分析的持续努力,它被认为会持续作为首选品系。虽然研究中使用“标准”品系的优点是很明显的,但是也出现了关于这种方式的缺点的有趣案例。

 

5.BALB/c小鼠

 

BALB/c小鼠是一种白化、免疫缺陷的杂交品系。BALB/c小鼠有着易于繁殖和雌雄体重差异小的特点。值得注意的是BALB/c小鼠的乳腺癌发生率低,但对致癌物非常敏感,可以培育肺癌、网状肿瘤、肾癌以及其他癌症。另外,对BALB/c品系注射矿物油可迅速引发浆细胞瘤,该品系被广泛应用于杂 交瘤和单克隆抗体的生产。BALB/c小鼠在癌症治疗和免疫学研究中有着广泛应用。

 

统计数据表明,11.23%的文献使用了BALB/c小鼠进行杂交瘤培育,单克隆抗体制备,传染性疾病研究以及其他用途。BALB/c小鼠是一种通用动物模型。

 

BALB/c小鼠在肿瘤学研究中扮演了重要的角色。Arscott WT等人使用了BALB/c(nu/nu)裸鼠来研究二肽酶IV对神经细胞瘤生长的抑制作用,而Beauvais DM等人使用了Taconic的无胸腺BALB/c裸鼠来进行角膜血管生成研究。

 

6.CD-1小鼠

 

C57BL/6和BALB/c小鼠是确立了遗传纯合率的近交品系,而CD-1小鼠则与大多数常用的实验小鼠不同,是远亲杂交群(近交小鼠被称为品系,而杂交小鼠被称为群)。远亲杂交实验动物模型的遗传变异性,可以为数量性状遗传位点或特定性状的遗传型淘汰的定位克隆提供方便。但是,对CD-1小鼠 (一般指远亲杂交群)在试验研究中的用途诸如毒理学(安全性与有效性测试),衰老研究,肿瘤学研究已有的精密地评估指出该动物模型可能并不适用于所有方面 。CD-1小鼠的外观和BALB/c品系一样,是白化的。

 

7.CB17 SCID小鼠

 

CB17 SCID小鼠(SCID指的是重症联合免疫缺陷)是有自发重症联合免疫缺陷突变的白化品系。该突变妨碍了T和B细胞的发育和成熟。但是SCID小鼠有正常的NK细胞,巨噬细胞和粒细胞。它们的外观和正常小鼠一样。由于重症联合免疫缺陷变异,对其移植人的肿瘤有着非常高的成功率(甚至比裸鼠还高),这使它们成为了一种测试新的癌症疗法和作为人免疫系统组织的宿主的有价值的免疫缺陷动物模型。

 

8.A/J小鼠

 

A/J小鼠是另一种常见的白化模型,其独特的特征有迟发的进行性肌营养不良和肾上腺皮质激素诱导的先天性腭裂。而且,它还高发自发性肺腺瘤,该肿瘤很容易在致癌物的刺激下发生。

 

9. 为什么要用大鼠做模式动物?

 

其它啮齿类动物,大鼠,是文献中第二常用的动物模型。和小鼠相比,大鼠更大,更凶猛,对各种疾病抵抗力更强。Sprague-Dawley大鼠(SD大鼠)和 Wistar大鼠是两种最常用的大鼠品系。与常用小鼠品系相似,这两种大鼠品系是白化种。另一方面,这两种大鼠品系是远亲杂交品系(大多数常用的小鼠品系是近交品系)。实验室大鼠来源于一种褐家鼠,而实验室小鼠品系来源于许多不同的品种。

 

10.Sprague-Dawley大鼠

 

Sprague-Dawley大鼠是一种头部长窄的杂交白化品系。它繁殖率高,自发肿瘤率低。它因为温和的性格和易于操作而广受繁忙的科学家以及动物实验员的欢迎。Sprague-Dawley大鼠常用于神经生物学研究、病理学研究。

 

11. Wistar大鼠

 

Wistar大鼠是另一种属于褐家鼠种类的杂交白化品系。它享有第一个作为动物模型的大鼠品系的殊荣。Sprague-Dawley大鼠品系是由它衍生而来的。Wistar大鼠常用于心血管疾病研究、神经生物学研究。

 

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