走近实验动物|萌小鼠,或成挽救肿瘤患者的“大英雄”

发布日期:2020-11-25 15:03
一直以来,人们对老鼠的看法都是因人而异--这种小动物因为偷油吃米、传播疾病而落得“过街老鼠人人喊打”的境地;但在不少影视作品中,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,鼠类的贡献非常大。实验小鼠来源于野生小鼠,经过人们长期的选择培育,已成为目前研究最清楚、最深入且应用最为广泛的啮齿类实验动物。个体小、易饲养、性情温顺、遗传和微生物控制方便、生长期短、成熟早、繁殖力强等特点,使其在生物医药领域被广泛应用。


视频《萌小鼠,或成挽救肿瘤患者的“大英雄”》


药物安全性评价
小白鼠功不可没

早在20世纪40年代,小鼠就作为研究对象被引入到我国的实验室中。实验小鼠的应用领域非常广泛,在与人类健康相关产品的安全性评价中,会广泛使用小鼠来进行试验。



“这些产品中,人们首先能想到的就是药品。药物是否有效,对人体是否有毒性,是否安全,都需要通过实验小鼠来进行药物筛选性试验、毒性试验及安全性评价。除了药品,还有医疗器械、化妆品、食品、保健品,以及一些产品的包装材料,都会使用小鼠来进行安全性的评价实验。”常州卡文斯实验动物有限公司董事长夏海林告诉记者。



如果从医学学科领域方面的应用来分的话,实验小鼠的应用则主要涉及肿瘤学、免疫学、遗传学、病原体所致疾病、放射学、老年病及身体各系统的疾病研究。

“以肿瘤学研究为例,某些品系的小鼠自发性肿瘤与人体肿瘤在肿瘤发生学上原理十分相近,所以常选用这些自发性肿瘤模型小鼠进行抗癌药物的筛选。”夏海林说,在肿瘤学研究中,最常用的动物就是裸小鼠,它是一种免疫缺陷的小鼠,浑身无毛或者只有很少量的毛发,常用来接种人类肿瘤细胞,进行抗肿瘤药物的筛选。



从当今人类高发的疾病来看,如癌症、心血管疾病、阿尔茨海默病等,对人类的生命健康都造成了巨大威胁,目前人类制备出了各种疾病模型的小鼠,这些小鼠用于各种药效实验,为人类攻克各种疾病和生物医学研究作出了巨大贡献。

利用“基因剪刀”
制备更加匹配的小鼠模型

今年10月,法国和美国两位女科学家研发的基因编辑技术获得了诺贝尔化学奖,该技术名为CRISPR/ Cas9,被形象地称作“基因剪刀”,能以前所未有的精度编辑基因组,达到改造、更换遗传特性的目的。

目前,常州卡文斯实验动物有限公司除了从事实验小鼠的饲养和繁育,近几年的研发重点还放在通过“基因编辑”方式构建小鼠疾病的模型及人源化小鼠开发。



为什么选择小鼠这个物种进行“基因编辑”?“小鼠基因组与人类基因组高度同源,从进化的角度上来看,小鼠有其不可动摇的地位。”夏海林说,除了小鼠以外的其他4种模式动物(斑马鱼、爪蟾、果蝇、线虫)都至少在2.7亿年前就在进化上与人类有了不同的分支,而小鼠在6000万年前还和人类共同拥有一个祖先。

记者了解到,2002年小鼠基因组的测序工作初步完成时,科学界分析了99个基因的小鼠基因组序列,其中有96个基因能在人的基因组序列中找到同源序列,证实了小鼠与人类在基因水平上的高度同源。例如db/db(基因缺陷)小鼠出生4周后就会出现肥胖、高血糖、高血脂、糖尿等一系列糖尿病症状,其生理性与行为性特征与人类Ⅱ型糖尿病表现极为相似,目前被认为是较理想的Ⅱ型糖尿病研究用动物模型。



“小鼠的生理、生化指标及其调控机制和人类相同或相似,小鼠的研究成果有很大的可能性可以推演到人类,因此对小鼠进行基因编辑研究有很大的应用价值。”夏海林说,比如可以通过对小鼠进行基因编辑,制备出匹配人类疾病的小鼠模型,或构建出人源化的动物模型,用于抗肿瘤药物的筛选等。

小鼠健康成长饲养
容不得半点马虎

“温度要控制在20℃~ 26℃之间,温差不能超过4℃;湿度也要控制在40%~70%之间,不能太湿也不能太干。”夏海林介绍,小鼠虽然繁殖力强、容易饲养,但是作为医学实验用的动物模型,饲养环境必须十分严苛,来不得半点马虎。按照标准程序,记者换上专用防护服,在进行了沐浴除尘消毒后,进入到了卡文斯实验小鼠的饲养区。



在一尘不染的饲养区内,各种品类的小鼠根据用途分别被养在不同的“VIP”笼盒内,饲养员每天都要对小鼠进行饲料、饮水、动物状态等方面的常规检查,并时刻监测压差、温湿度、噪声、照明和送排风等环境参数。

“温度的高低对实验动物的健康会产生很大影响。若环境温度变化过急、过大,动物就会感到不适应,自身的各种指标会产生变化。”夏海林介绍说,空气湿度的变化会对动物的自身散热功能有着明显的影响。多种病原微生物、寄生虫等致病因素都会在高湿的环境中快速生长、繁殖,引起实验动物发病。同样,也会引起舍内垫料和饲料的霉变,影响动物的健康;而在相对湿度较低的情况下,则会引起实验动物的躁动不安,所以要时刻监测调整。



此外,饲养区的噪声也要控制在60分贝及以下,大多数的实验动物都是胆小怕惊的,噪声往往会使实验动物感到不安烦躁,甚至会对噪声产生恐惧感,影响进食、饮水、交配、哺乳等正常的生活现象,还容易引起动物的生理紊乱,一般表现为心跳、呼吸加快、血压升高,严重的会导致实验动物的神经功能紊乱和激素分泌紊乱。
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