野生小鼠的实验动物化及研究进展

管 彤 徐 渴

(天津市疾病预防控制中心，天津 300011)

1 野生小鼠实验动物化的意义

小鼠与人都属于哺乳动物，在生理生化、代谢通路及其调控机制方面和人类相似，因此对小鼠的研究成果可以很合理地推演到人类，研究小鼠模型有直接的应用价值。近交系(Inbred strain)小鼠又可称为纯系小鼠，由于它们的全同胞近交代数达20代以上，几乎剔除了全部致死和有害基因，且种群内个体之间同源染色体的等位基因几乎完全相同，基因纯合度可达98.6%以上，因而具有高度的遗传稳定性和基因同源性。这类小鼠的遗传背景相同，有独特的生物学特性和遗传资料；在相同的环境条件作用下，其表现型具有很好的一致性，在实验研究中易于重复和比较。因此，倍受遗传学、医学、兽医学等领域科研工作者的关注。

目前，实验中常用的近交系小鼠由于基因组多态性不够丰富，在进行生物医学等领域的研究中经常受到限制，研究人员需要努力寻找多态性更为丰富的动物资源。野生小鼠由于其生活环境复杂，进化历史较长，且连锁不平衡程度低，野生来源培育的近交系小鼠具有更多样化的表型和较强的免疫特性，有利于进行多种疾病模型的建立，成为相关研究的优良资源库[1]。

近年来，为丰富现有的实验动物基因库，对野生小鼠进行基因组学研究以便在实验小鼠中引进野生小鼠基因，越来越成为国内外学者的关注点。从对野生小鼠的形态学研究到对其蛋白质、特定基因序列以及特定抗性基因的研究等，国内外学者发现与现有近交系实验小鼠品系比较具有很多差异，如能将这些重要的野生资源引入现有实验动物体系中，将会大大提高人类使用野生动物资源的水平。日本学者在其已培育出的由野生小鼠近交驯化而成的MSM/Ms小鼠中，做了大量的研究工作，处于国际前沿[2]。

实验动物科学家建立了野生小鼠胚胎种子库和野生小鼠冷冻精子库，用于驯化野生小鼠的实验动物化和相关研究之用[3]。由于野生小鼠资源具有实验小鼠遗传资源几乎所有的优势，同时又具备丰富的遗传多样性，为更全面研究疾病发生调控机制提供了不可多得的资源。诸如糖尿病、肾病综合症等危害人类健康的重大疾病，其发病机制就是通过微效修饰基因作用的积累造成的，据此可以筛选出野生来源的实验小鼠疾病模型[4]。

2 野生小鼠实验动物化工作进展

日本从1978年开始培育野生小鼠MSM/Ms。MSM/Ms近交系于1986年建立，21年后达到F100。在育种期间，没有观察到产仔数和性别比的明显波动[5]。随后，通过从日本东北部捕获的野生小鼠，即KOR1/Stm、KOR5/Stm、KOR7/Stm、AIZ/Stm和MAE/Stm又建立了5个野生来源的小鼠近交系[6]。

目前，日本通过野生物种的驯化，大量开展野生小鼠近交繁育，已经培育出了许多新的品种和品系。如日本名古屋大学和大坂府立大学，就利用从本国和世界各地得到的野生小鼠物种进行实验动物化开发，已培育出MOM、MSKR、CAST等多个近交系品种。对这些品系进行的遗传学研究揭示了这些野生来源近交系小鼠的基因组确实不同于通用实验小鼠品系，并发现了许多生化、线粒体DNA和核DNA的多态性[7]。

美国杰克逊实验室已收集了来自世界各地超过30个野生来源的近交系小鼠品系，主要有MSM/Ms(日本)、PWD/Ph和PWK/Ph(捷克)、JF1(丹麦)、SPRET/Ei(西班牙)、PERA/Ei(秘鲁)和CAST/Ei(泰国)等。这些野生来源近交系小鼠大多已成为具有各种生物医学特征的实验动物模型[8]。

我国虽然在近交系小鼠培育领域的科学研究中起步较晚，但也取得了可喜的成绩,已经培育出津白一号、津白二号[9]、中国1号、615、AMMS/1、SMMC/C等小鼠近交品系。目前，从国家到地方政府，都非常重视这一领域的基础研究与应用开发，并逐渐缩小同发达国家的差距。我们现在使用的实验小鼠品系中，除从欧洲起源的品种品系外，国内自己培育的小鼠近交品系中，基本是以昆明种小鼠的血统为主，而野生小鼠的实验动物化研究和近交品系的培育工作依然比较滞后。只有在2004年，天津市疾病预防控制中心的管彤等人报道了利用在内蒙古自治区捕获的野生小鼠，近交培育成TW近交系小鼠，其他再未见任何报道[8]。

管彤等[10-12]为丰富现有实验动物基因库，严格按照国际培育近交系动物标准，即每代繁育的雌雄小鼠严格按照同胎雌雄(兄妹)进行交配。经过十几年的精心培育，培育出中国特有TW(Tianjin Wild)野生小鼠来源的实验近交小鼠品系，并筛选出抗肺肿瘤特性等重要的生物学特征。王凤山等[13]应用实验小鼠体外受精技术对C57BL/6 J 小鼠C57BL/6 J与DBA/2杂交的F1代BDF1小鼠进行了体外受精实验研究，就体外受精相关指标与国际常规工作进行了比较，同时将这些技术应用于实验动物化中的TW野生小鼠，就小鼠精子质量、野生小鼠体外受精情况及体外受精机理做了深入探讨。在野生小鼠实验动物近交化过程中，也有其他学者使用并改进辅助生殖技术，不少学者做了大量的研究并在野生小鼠近交化中获得了成功[14-15]。

野生来源近交系小鼠的生长比通用实验近交系小鼠完成得更早，虽然野生小鼠的体型大小约为常用实验近交系小鼠的一半，但往往其体能较之更强[16]。对于其他方面的大多数性状，野生近交系小鼠和通用实验近交系小鼠具有显著不同的范围和平均值，而野生小鼠也表现出比通用近交系小鼠更多的表型多样性[17]。有研究通过对线粒体控制区进行测序分型，揭示出野生小鼠自然群体存在遗传多样性特征，这些都为利用野生小鼠资源奠定基础[4]。

3 野生小鼠实验研究进展

东华大学团队利用其构建的野生小鼠1号染色体替换品系进行了系列研究。应用野生小鼠替换品系1号染色体上多个微卫星遗传位点对野生小鼠1号染色体进行基因分型，以此来评价我国野生小鼠的遗传多样性[4, 18]。蔡文倩[19]对野生来源1号染色体替换小鼠群体连锁不平衡情况进行研究，通过构建野生小鼠与实验小鼠的杂交品系，获得F1代，并通过测序信息，对小鼠1号染色体替换系群的供体染色体进行连锁不平衡分析，评估染色体替换资源的遗传多样性及其对复杂性状研究的价值。晁天柱[20]分析了野生小鼠来源1号染色体替换系小鼠群体的生长表型与血液生化指标，探讨替换系群体的QTL 定位潜力。

管彤等[21]对实验动物近交化的野生小鼠品系进行抗性基因的筛查。从近交驯化至F8 代的TW野生小鼠，就发现了其肿瘤发生抗性。在与肺肿瘤易发模型品系A/wy小鼠进行杂交获得的F1代小鼠(ATF1 小鼠)，即仅含有一半野生基因的ATF1 小鼠和野生基因纯合的TW小鼠均具有极强的抗肺肿瘤特性。积极地推动了野生来源近交品系的抗性基因模型的发展。

Stephan等、Nadezda等[22-23]对野生来源近交系小鼠的先天性免疫应答的遗传分析，发现了新的抗黄病毒的抗性等位基因；Patricia等[24]通过对传统实验小鼠品系和野生来源近交系对猴痘病毒易感性的遗传学比较，发现野生来源的近交系小鼠有更为明显的抵抗能力。

Richard等[25]的研究表明，以野生小鼠实验动物化获得的近交小鼠品系与实验近交化小鼠种群比较，野生来源近交化品系平均寿命超过实验近交化品系平均寿命的24%。可见野生来源近交系小鼠具有更长的平均寿命。James等[26]的研究也证实这一点，他的研究发现，相对于来自实验动物品系的遗传异源小鼠，野生来源的近交系小鼠种群更长寿。研究发现野生来源的小鼠具有增加寿命的等位基因，可以通过影响生长、成熟和早期激素水平来增加寿命。

总之，虽然野生小鼠实验动物化及研究越来越趋于成熟，但与其他医学和生命科学领域比较还比较滞后，还需要实验动物工作者长期持续的努力，才能真正实现野生动物资源为人类健康服务的目标。