嗨,人类朋友:
鼠年吉祥!我是实验室里的小白鼠,名叫“小白”,是小鼠家族的一员,很荣幸人类授予我“首席实验动物奖”。
虽然你们用“贼眉鼠眼”调侃一些同胞,或是把尝试新事物的人称为“小白鼠”。但这都不影响小鼠在你们心中的地位。2020年到来之际,你们毫不吝惜地给我们荣誉。
众所周知,很多实验室里都有我们小鼠上蹿下跳的身影。确实,在目前的实验动物中,小鼠用量最大、用途最多。
所以,领取“首席实验动物奖”不是我的荣耀,而是整个小鼠家族的高光时刻。
我们小鼠家族很庞大。目前世界上除基因工程小鼠资源外的实验小鼠品系已超过1000多个,而基因工程小鼠已超过10000多品系。我们已拥有大量的近交系、突变系和封闭群。
很久之前,我有一个困惑:小鼠什么时候成为科学家的实验动物?
原来,小鼠来源于野生鼷(xī)鼠,从17世纪开始用于解剖学研究及动物实验。
20世纪初,我们被广泛用于遗传学、发生学和肿瘤学等领域的研究工作。据说,世界上第一个近交系小鼠是1909年采用近亲繁育方法培育而成的DBA小鼠。1913年,研究人员又培育出白化小鼠,即目前被广泛使用的BALB/c小鼠(俗称“小白鼠”)。“小白”我就是BALB/c小鼠的典型代表哦!
为什么科学家认为小鼠特别适合做实验动物呢?
这里的原因实在太多了。
首先,我们体型小,在哺乳动物中像我们这样小的体型很少。体型小,当然就方便实验操作。你想想,要是用大象做实验,得需要多大的实验室啊。要是用几百头大象做实验,更是无法想象。
而且,我们小鼠性情温顺,易于抓捕,一般不会咬人,方便饲养管理,科学家容易控制。要是用狮子老虎做实验动物,一个不小心就成了它们的腹中之物。
其次,我们对外来刺激很敏感。对于多种毒素和病原体具有易感性,如百万分之一的破伤风毒素能使一只小鼠死亡,这是其他实验动物不能比的,所以我们常用于安全评价和毒性试验。我们对致癌物质也很敏感,自发性肿瘤多,适合用于肿瘤学研究。
再者,我们能提供同胎和不同品系动物。也就是说,科学家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,实验结果精确可靠。
当然啦,好的实验要对实验动物的品种进行严格控制。我们纯系小鼠的培育方法经过百年探索已经形成固定流程,培育出的小鼠几乎完全没有个体差异(生理上)。而在一般的自然种群中,同种动物间的个体差异是很大的(尽管外表相同)。
还有一个原因,说来怪不好意思。我们小鼠性成熟早,生产繁殖很快,繁殖能力强。
通俗来讲,就是特能“生”。一次排卵10-23个(视品种而定),每胎产仔数为8-15只,一年产仔胎数6-10胎,属全年、多发情性动物,生育期为一年。
我们能生,对做科学实验有什么好处呢?
许多实验需要统计学分析,这就要求数量充足的实验动物,比如免疫、遗传和药物研发相关实验。
另外,我们的基因也很有优势。2003年,实验小鼠基因组DNA测序完成,在我们身上的3万-4万个基因中,已被证实有90%左右的基因与你们人类高度相似。一些医学的科研和临床实验都是用我们小白鼠完成,人类很多顽疾可以在我们身上找到相似性状。
有人问,怎么不选择跟人类更近似的猩猩呢?的确,很多实验用猩猩等动物做最好,但使用猩猩太昂贵啦。而且,许多实验(如认知类实验)结束后要将动物杀死,来检查其内部变化。这种大型哺乳动物受动物保护协会保护,不像我们小鼠没爹疼没娘爱。
最后,这与一个著名的实验理念有关。1959年,动物学家W.M.S.Russell和微生物学家R.L.Burch发表了《仁慈实验技术原理》,提出以“减少(Reduction)、替代(Replacement)、优化(Refinement)”,即3R理论。这个理论强调,实验时以低等动物替代高等动物,或用小动物替代大动物。我们小鼠作为幼小的低等动物,为人类科学事业挺身而出。
我想,上述原因,也是评委选我们为“首席实验动物”的重要依据吧!
大家一定也好奇,我们小鼠可以用于哪些实验呢?
快点拿个小本本记下: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。
当然,不要迷信哥,哥只是个传说。有些实验,我们真没能力参与。一些实验周期较长(比如需要几十年才能看到结果)就不能用我们小鼠做实验。因为我们寿命短,只有2-3年,心有余而命不足。我们也不会参与那些特异性较强的疫病研究,例如蓝耳病的最佳实验动物是猪,禽流感则要用鸡。
所以,根据研究课题来选择实验动物才是实事求是的科学态度,不能因为我们小鼠幼小、可爱、好欺负就一直拿我们开刀哦!
还想强调一点,做实验用的小鼠不只有白色!“小白”在实验室里还有很多兄弟姐妹,它们有灰色、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品系等;灰色小鼠有C57L、DBA/2品系等;白色小鼠有A、AKR、BALB/c、RF、SWR等品系。
所以,下次说一个人像试验品,除了说TA是“小白鼠”,还可以说TA是“小灰鼠”“小黑鼠”“小黄鼠”呢!
我知道,有些人不忍心在实验结束后把我们弄死。我们也不想离开世界,但鼠各有命。就像2019年站在这个舞台上的猪大哥一样,生下来注定与屠宰场结缘。我们小鼠,生而担负为科学献身的使命。
所以,人类阔步向前时,不要忘记我们这些小动物。
新的一年还有更多新实验,希望你们用好手中的科学武器,遵守科学伦理,为人类、为地球家园做出更大贡献。谢谢!
小白
二〇二〇年大年初六
看来这些小家伙和人类的缘分还真不浅,你知道吗?小鼠成为人类的实验对象是一个漫长的过程,最初的“相逢”要追溯到100多年前。
·退休教师饲养宠物鼠
1900年,尘封30多年的孟德尔遗传定律被重新发现,生命科学家纷纷开始在不同物种中验证这一遗传定律。小鼠作为哺乳动物一员,成为研究对象之一。
而在远隔重洋的北美洲,一个名叫阿比·拉斯罗普(Abbie Lathrop)的退休女教师在美国马萨诸塞的格兰比创办了一家农场,饲养家禽。几年后,农场亏本,拉斯罗普女士不得已开始饲养花枝鼠,专门卖给宠物鼠爱好者。
拉斯罗普
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,勒布证实这些小鼠得了癌症。小鼠开始被逐渐用于部分癌症的研究,并在实验室中崭露头角。
起先,拉斯罗普的宠物鼠生意规模很小。
在她获得一对日本华尔兹鼠后,小耗子们开始发挥啮齿类哺乳动物的生殖优势,在宇宙天地之间和谐地啪啪啪。伴随着小鼠和谐社会到来,拉斯罗普的生意逐渐出现转机。不久之后,拉斯罗普发现,她的客户除了宠物鼠爱好者,还有来自哈佛大学及其他研究机构的科学家。
由于拉斯罗普的小鼠繁殖计划详细,而且饲养记录完备。很快,她饲养的小鼠成了科研人员的心头好。
·哈佛学生培育第一个近交系小鼠
当时,美国著名遗传学家威廉·欧内斯特·卡斯尔(William Ernest Castle)在哈佛大学的布塞研究所(Bussey Institute,后并入哈佛植物园)任所长。卡斯尔购买了拉斯罗普家的小鼠,用于开展孟德尔遗传定律和肿瘤方面的研究。
但,由于这些小鼠的遗传背景比较复杂,一定程度上增加了实验的变异性。为解决这个问题,1907年,卡斯尔让自己的学生克拉伦斯·库克·利特尔( Clarence Cook Little)用小鼠开展遗传学相关研究。
利特尔
为了避免遗传背景差异对实验结果造成影响,利特尔对拉斯罗普饲养的宠物鼠采取了强制措施。利特尔人为圈地,连续让全同胞兄妹开展XXOO运动,以此获得等位基因纯合、遗传背景相似的近交系小鼠。
近交系是指近交程度相当于20代以上连续全同胞或亲子交配近交系数达到98.6%以上,群体基因达到高度纯合和稳定的动物群,品系内所有个体均可追溯到同一祖先。近交系动物的应用推动了遗传学、肿瘤学、免疫学等学科发展。
1909年,利特尔培育出了第一个近亲繁殖的小鼠株系(近交系小鼠)DBA(Dilute Brown non-Agouti)。小鼠DBA株系被公认为是第一个现代实验小鼠株系。至此,实验小鼠真正诞生!而DBA株系,至今仍然是重要的动物模型。1929年,利特尔成立了著名的美国杰克逊实验室,在小鼠的繁育、小鼠遗传学和在研究中如何选择运用实验小鼠方面积累了大量知识和经验。
·实验小鼠不只有白色
1959年动物学家威廉·罗塞尔(W.M.S.Russell)和微生物学家雷克斯·伯奇(R.L.Burch)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“3R”理论,以低等动物替代高等动物,或用小动物替代大动物,这也是小鼠使用较多的原因之一。(文中科学知识由北京实验动物中心主任武会娟提供)
来源:科技日报 文中图片部分由作者提供
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