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【2018年物种日历】2月1日 小白鼠

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年初,看着小朋友们分享自己18岁的照片,我不禁也想起了18年前自己和小伙伴们最喜欢念的一首童谣:

小白鼠,上实验台,

被摁住,下不来;

割完动脉割静脉,

一动不动真可爱!

嗯时间太久好像背错了……不过,有一点是没错的——小白鼠确实是实验室里的常客。 有研究随机抽取了276篇学术论文,其中有252篇用的是小鼠。


小白鼠标准照 图片:research.umn.edu

实验室“主咖”

又白又可爱的小白鼠种类是小家鼠。早在16世纪,英国生理学家威廉·哈维(William Harvey)就利用小鼠来研究血液循环。这时候,小鼠已经体现出作为实验动物的一些优势了:随手可得、成本低。几百年来,人类不断地对小鼠进行研究和实验,小鼠也成了模式生物之一。


小白鼠工作照之一。 图片:wisegeek.com

模式生物是指人类广泛研究并了解其生物现象的物种(不包括人类),其带来的研究结果对其它生物具有参考意义。除小鼠外还有很多模式生物,如大鼠、猴子、猪、斑马鱼、果蝇、玉米、酵母、大肠杆菌……它们都为科学献过身。

啮齿类的小鼠和我们灵长类同属于灵长总目,小鼠95%以上的基因和人类相同,并且拥有99%的人类同源基因。小鼠繁殖能力强,饲养成本低,小小的一只还很好拿,因此,在分子生物学、生理学、心理学、药学以及其他针对人类生理和疾病的研究中,小鼠当仁不让地成了首席实验动物。


小白鼠工作照之二。 图片:Vit Kovalcik / Shutterstock

饲养不简单

成年小鼠的体长一般为7.5至10厘米,尾巴几乎与身体等长,体重一般为40到45克。这样的体型可以说盈盈一握,非常趁手了。小鼠的繁殖能力非常强,50天即可达到性成熟,全年可繁殖。母鼠通常在晚上发情,每次持续约12小时,四至五天为一个发情周期。孕期约为20天,平均一胎产仔10到12只,但不同品系的小鼠每胎数量差异很大。一般来讲,近交系的小鼠比远交系和杂交的小鼠孕期更长,每胎的产仔数量更少。刚出生的小鼠宝宝粉红无毛,体重差不多只有1克,和糖豆差不多大,眼睛和耳朵都是闭着的。


小鼠和小小鼠 图片:jax.org

虽然野生的小家鼠无处不在,什么都吃,哪儿都住,但饲养实验用的小鼠可不能这么随便。小鼠需要生活在18℃~22℃、相对湿度50%~60%的环境中,当然更需要定期铲屎,对笼舍进行清洁和消毒。小鼠算是食草动物,各种果子谷子都吃,自己是不怎么挑食的,但为了满足实验需要,人工饲养的小鼠一般只能吃特定的鼠粮。一只小鼠每天所需的食量只有几克,饮水量也只需很少的几毫升。

多品系,不同色

在实际情况中,实验用的小鼠并不只有白色,还有黑色棕色等,另外还有裸色,哦不,是没有毛的裸鼠。裸小鼠是突变系,先天无胸腺,粒细胞比普通小鼠低,有免疫缺陷,在癌症等相关研究中十分重要。


操作者将牛软骨细胞注入“耳形”模具,待接近成形时植入裸鼠皮下,从而得到“人耳鼠”,因此这也并不是真正的“人耳”。 图片:en.wikipedia.org

经过长期的人工选择和培育,小鼠已经形成了数百个品系,很多是近交品系。小白鼠之所以是白色,是因为酪氨酸酶基因突变使得机体无法合成黑色素,导致先天白化。

最常用的品系之一BALB/c就是白色的,是近交系。1913年,纽约纪念医院(Memorial Hospital)的哈尔西(Halsey J. Bagg)从俄亥俄一名小鼠商人手里得到了一批小鼠。从1920年起,人们开始让这群小鼠的后代乱伦(划掉)近交,让兄弟和姐妹交配,15年里培育了26代。1935年, 乔治·斯内尔(George Davis Snell)把这些小鼠送到了Jackson Laboratory。Jackson Laboratory现在是最大的实验鼠供应商之一,向全球提供8000多个品系的实验鼠,拥有小鼠基因组信息数据库。BALB/c对致癌因子敏感,有免疫缺陷,主要用于癌症免疫方面的研究。


由于是近亲繁殖,BALB/c系小鼠个体差异很小 图片:jax.org

在我国,还有一种被广泛使用的品系是KM小鼠,也是的。KM小鼠就是昆明鼠,早年从印度引进之后饲养在昆明,并因此得名。KM小鼠属于远交群,基因杂合率高,不同地区饲养的KM小鼠在封闭群存在一定的差异,但我国现在已经从KM小鼠远交群中培育出了很多近交系小鼠。

其实,“小白鼠”也是有黑色的,如常用的品系C57BL/6,这里的BL就是指black,标准缩写是B6。B6也是近交系,品系稳定,容易饲养,体格健壮,常被用作转基因实验。B6因为毛色深,和毛色浅的小鼠杂交之后,后代的毛色很容易辨识。值得一提的是,C57BL/6是继人类之后,第二个完成基因组测序的物种。


深藏功与名的小黑鼠 图片:janvier-labs.com

其实,“小白鼠”“小黑鼠”都是只是俗称,小鼠品系繁多,并不能仅通过毛色来区分。不过,小白鼠作为实验动物的形象实在太深入人心,甚至在日常用语中都用“小白鼠”来借代试验品。在众多的实验动物中,只有“小白鼠”在修辞手法中有自己的地位,这也算是在科学界和文学界的成功crossover了。

附:@鹰之舞早年分享在笑点低小组的漫画,充分体现了小鼠的科学素养。


https://m.guokr.com/post/504947/
图片:humoresquecartoons.com

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