科研星球

它为是如何成为实验动物之王的?

跟实验鼠打交道这么多年,今天,我们正式讲讲小鼠是如何荣登实验动物之王宝座的。

外行人看我们做实验,会以为我们实验用的老鼠和下水沟、厨房里、垃圾桶里乱窜的野生耗子是同一种动物——严格来讲,它们的确来源于同样的老祖宗,只不过品系不同前者生长在无菌无害的实验室环境里,过着精心呵护、养尊处优(并不)的贵族生活,后者生活在肮脏混乱的垃圾堆里,身上没点传染病都不好意思说自己是纯天然的。

0.jpg

垃圾桶里的耗子人见人打,实验室的老鼠就不一样了,人们一般亲昵称呼它们为“小鼠”、“大鼠”、“裸鼠”等,有的老鼠因为在基因上搞了点手脚,还身价暴涨,甚至威胁到了天价猴哥的地位——比如最贵的“斑点鼠”,在2020年销售单价为11723.99元/只

当然,实验鼠价格区间较大,几十几百几千上万的都有。区别在于是普通还是定制。一般情况下,我们实验室所要用到的都是物美价廉的普通实验小鼠。

1

实验鼠那些不得不说的事儿


先说说我们最常见的小鼠。

实验小鼠是一类专为动物实验驯化的小家鼠,衍生自小家鼠下的两个亚种东欧家鼠和西欧家鼠。小家鼠成年后体长不会超过10厘米(不包括尾巴),与另一种常见的老鼠“褐家鼠”有着明显的体型差异,因此也常被称为“小鼠”(褐家鼠则相应的被叫做“大鼠”)。

0.png

据资料介绍,从18世纪开始,小鼠开始成为实验动物,有的也进行观赏饲养。

1900 年,尘封 30 多年的Mendel遗传定律被来自欧洲几个科学家发现,生命科学家们纷纷开始在不同物种中验证Mendal遗传定律,小白鼠作为哺乳动物一员,当仁不让地成为研究对象之一。

而美国著名的遗传学家Castle一生中公开发表了 246 篇论文,其中有13篇与小鼠直接相关,他的研究开创了小鼠遗传学的先河,被称为“哺乳动物遗传学之父”。他通过早期培育的小鼠开展孟德尔定律和肿瘤方面的研究,并于1905年发现了哺乳动物体内第一个与毛色相关的等位纯合致死基因。

0 (1).jpg
遗传学家Hermann Joseph Muller

在早期研究中,由于所用的小鼠遗传背景较杂,一定程度上增加了实验的变异性。因此,在1907年,Castle让学生利用小鼠开展遗传学相关研究、为了避免遗传背景差异对实验结果造成影响,各位科学家开始强制干预小鼠交配,人为圈地,连续地让全同胞小数开展繁殖,以此来获得等位基因纯合、遗传背景相似的近交系小鼠

1909年,C.C.Little培育出了第一个近亲繁殖的小鼠株系,也就是近交系小鼠:DBA。小鼠DBA株系被公认为第一个现代实验小鼠株系,至此,真正的实验室老鼠就此诞生,直至今天,DBA株系仍然是重要的动物模型。

再说“斑点鼠”,其实就是基因敲除小鼠。

0 (1).png

基因敲除是80年代后半期应用DNA同源重组原理发展起来的。80年代初,胚胎干细胞(ES细胞)分离和体外培养的成功奠定了基因敲除的技术基础。1985年,首次证实的哺乳动物细胞中同源重组的存在奠定了基因敲除的理论基础。到1987年,Thompsson首次建立了完整的ES细胞基因敲除的小鼠模型。直到现在,运用基因同源重组进行基因敲除依然是构建基因敲除动物模型中最普遍的使用方法。

通常普通的小白鼠多被药厂用作临床试验,而基因敲除的小鼠,则用于更尖端的生物医学研究。这也就是它为啥一只卖那么贵的原因的主要原因。

2

为啥会成为实验动物之王?


无论如何,小鼠都是当之无愧的实验动物之王。

1998年,小鼠被成功克隆,成为了继绵羊之后人类成功克隆的第二种哺乳动物;2002年,小鼠的全基因组得到测序,这是继人类本身之后第二种被全基因组测序的哺乳动物……

如今,全世界各大科研院所中饲养着数以亿计的小鼠,它们或是作为药物试验的对象,成为新药进入临床的敲门砖,或是作为疾病模型,研究各种疾病的生物学机制——可以说,我们每个人生命中都有那么一些时刻,是靠着小家鼠才得以康复的。

0 (2).jpg
肥胖的遗传学机制也在研究中。图片:Human Genome wall for SC99

无论小家鼠愿不愿意,它们都已经很深刻地和人类捆绑在一起了。它们是下水道里令人厌恶的伴生动物,却又能在宠物市场上萌化众人;它们让人们无比恐惧而憎恨,但又明明是与人类最“亲近”的动物之一,并随着人类一起散布到了全世界;它们带来的传染病曾夺取无数人的性命,但利用它们研发的药物和疗法又拯救了更多生命……

从这个角度来说,小家鼠可真是最纠结的矛盾集合体啊。


没有账号?