编者：资源增量是实验动物科技发展的核心任务，是实验动物对生命科学研究提供支撑和服务的基础和保障。自上世纪80 年代以来，我国几代实验动物科学家苦心孤诣，在实验动物新资源研发工作中取得了多项开创新成果。

 

1988 年《实验动物管理条例》发布实施，在实验动物工作规范化、法制化管理，保障实验动物和动物实验的质量，推动我国科技发展和民生保障等方面发挥了重要作用。特别是在科普天地标准化、新品种/品系开发和动物模型创制方面，取得了令人瞩目的成果。

 

为此，借“科技资讯”之窗，陆续推出我国实验动物专家在此领域所做的工作及取得的应用成果。

 

 

东方田鼠（Microtus fortis）是一种对宿主谱极为广的日本血吸虫具有特殊抗感染性的野生动物，而血吸虫病是一种“被忽视的”热带疾病，影响76 个国家的超过2 亿人。这种抗感染性状能稳定地进行遗传,为东方田鼠抗日本血吸虫感染机理研究提供了新的线索和新的模型资源。

 

在过去的十几年里，中南大学实验动物部一直从事东方田鼠实验动物化工作，获得了国家、省科技计划等许多项目的资助，取得了一系列研究进展，并在自己研究的数据基础上制定了东方田鼠的地方标准，对东方田鼠抗感染的机理从整体到分子层次进行多水平的探讨，培育与建立了东方田鼠封闭群，并用于抗血吸虫感染机理的研究。

 

 

 

东方田鼠是田鼠类中体形较大的种类，成年体重40-80g,体长10-15 厘米，尾较短，为体长的1／3～1／2，尾被密毛。毛色腹面一般灰白色，背面毛色，有的黄褐色，有的褐色，有的黑褐色。该动物繁殖力较强，妊娠期为20-21 天，哺乳期为21 天，每胎产仔数4-6 只，多的可达13-14 只，新生幼仔体重约为3g 左右。雄鼠63-70 天，雌鼠56-63 天体成熟，全年性多发情动物。取食植物的茎、叶、根、种子以及树皮，而以种子最为嗜食，盲肠比其他啮齿类动物大。我们的研究结果表明：盲肠与肠道的比值 [盲肠长度 (大肠长度 +小肠长度 +盲肠长度 ) ]为 0.18，胃可分为前胃和后胃，通过不同营养水平饲料氨基酸消化能力进行测定，认为纤维素的含量会影响东方田鼠氨基酸的体内转化率。

 

 

我们的研究结果表明：东方田鼠染色体二倍体众数为52，常染色体可分为A 组、B 组、C 组和D 组。G 带可分为300 条以上； 生化遗传学研究发现Id1、Mod-1、Car-2、Gpd-1、Gpi-1、Hbb、Es-1 七个生化位点无遗传多态性； 只有Trf、 Es-3 和Ce-2 三个生化位点呈现遗传多态性；采取第二代基因组测序技术对东方田鼠进行基因组测序，经生物信息学分析获得了基因组数据概貌和单核苷酸多态性、插入缺失突变、结构变异等变异数据，其结果为：检测到94708732 个SNP、17069380 个INDEL、348146 个SV，同时与参考基因组进行了比较分析，发现位于外显子区段的SNP 有1860429 个，其中异义突变有723244 个，同义突变有403555 个；位于UTR3 区段的SNP 有602912 个，INDEL 133488 个,基因间隔区的SNP 有45691044 个，INDEL 7706141 个。这些数据有助于阐明东方田鼠实验动物化的遗传学机理，为野生动物实验动物化奠定理论框架。

 

 

日本血吸虫可感染包括人类在内的约40 种哺乳动物,但是我校学者早在上世纪五十年代就观察到洞庭湖区域血吸虫病疫区的东方田鼠具有对日本血吸虫的天然抗感染性，是目前所知的唯一对日本血吸虫感染有特殊抗性的啮齿类哺乳动物，而且这种性状能稳定地进行遗传。

 

 

经过十几年的实验动物化，目前我国尚没出台实验东方田鼠的国家标准，各地方也没有实验东方田鼠的地方标准。因此，研究和建立实验东方田鼠地方标准就显得尤为迫切。我们在研究的基础上，通过总结、整理、收集、分析国内外相关标准及相关资料数据，反复征求专家意见，并召开标准审定会，在质检部门的指导和支持下，制定发布了实验东方田鼠的地方标准《实验东方田鼠饲养与质量控制技术规范》（DB43/T 951—2014）。

 

由于暂无相关国际标准，在制定本标准时，尽可能做到与国内外类似标准接轨，同时还考虑到我国实验东方田鼠现有水平和发展的需要，既不能盲目攀高，脱离开我国现阶段的具体情况；也不能停滞保守，保护落后。根据国内外类似动物标准中的共性内容，列入实验东方田鼠的地方标准。例如，在微生物控制方面，由于东方田鼠在野外是自然疫源性疾病的宿主，因此需要高度重视。虽然制订的是地方标准，但是考虑到湖南在实验东方田鼠资源保存和生产供应的特殊性，在等级设定和各个等级检测项目设定方面，均从国内的整体水平进行考虑。在检测方法标准中所列出的检测方法是目前我国和国际上通常采用的检测方法。

 

 

 

对疫区及非疫区东方田鼠抗日本血吸虫的特性进行比较研究时，获得了数个对日本血吸虫有明显杀灭作用的蛋白质和抗日本血吸虫的相关基因序列，例如Hsp90、ILKAP、KPNA2 等；根据东方田鼠基因组DNA 序列片段（GenBank 登录号：AF277394），通过PCR 方法扩增东方田鼠长江亚种和宁夏指名亚种基因组DNA，得到670bp 左右的一特异扩增片段。将PCR 扩增产物克隆到pGEM-Teasy 载体，进行DNA 序列分析，并用生物信息学方法比较东方田鼠长江亚种与指名亚种之间该序列的差异。结果表明：在东方田鼠两个亚种中共发现19个不同的等位基因，不同的个体在该序列存在广泛的单个核苷酸多态性（SNP），多态性位点多达25 个；变换类型包括：转换（G→A、A→G、T→C、C→T）、颠换（G→T、A→T、T→A、C→A）、插入（CA）和缺失（TGTTTT）。

 

东方田鼠长江亚种和指名亚种两个种群之间存在明显差别，尤其是在146,192,223,224,235 位，但两种群间同源性仍高达98%。同时采用系统发育树分析方法，对两个亚种的亲缘关系进行了分析和比较，结果显示，东方田鼠长江亚种和宁夏指名亚种基因组DNA 明显的分为两大组别，这也为抗日本血吸虫的相关基因序列提供有意义的线索。

 

 

对东方田鼠封闭群自发性卵巢癌进行了病理观察和病理组织学分类,并通过透射电镜和扫描电镜,观察了它们的超微结构和细胞表面改变。结果发现东方田鼠自发性卵巢癌以腹水和恶病质为其主要临床表现,类似于人类Ⅰ级和Ⅱ级浆液上皮性卵巢癌。用SP 免疫组化法检测8 例东方田鼠卵巢癌组织中HSP27、HSP70 和HSP90的表达并用正常卵巢组织作对照。结果HSP27、HSP70 和HSP90 在东方田鼠卵巢癌中表达的阳性率分别为100%、100%和62.5%,在正常卵巢组织中均为阴性。通过病理学比较,认为东方田鼠上皮性卵巢癌与人类上皮性卵巢癌极为相似,可作为一种极有价值的卵巢癌动物模型。

 

 

采用STZ 常规方法，对不同年龄组的封闭繁育的东方田鼠进行了诱发性糖尿病动物模型的初步研究和观察。结果东方田鼠作为草食类啮齿动物，其糖代谢特点与其他杂食啮齿动物有所不同，但STZ 同样可以在其身上制作糖尿病模型。东方田鼠与其他动物一样按常规剂量（50mg/Kg）能使动物制模，而极端剂量（250mg/Kg）太大，并往往在用药2-3 天内，动物死亡。糖尿病东方田鼠胰腺病理组织学观察，见胰岛毛细血管扩张、充血、胰岛细胞减少，胰岛细胞空泡变性，使胰岛呈空虚状态。肝组织部分区域呈急性炎症病变特征，以滲出炎症细胞（主要为粒细胞）为主。用免疫组化检查P53 基因表达情况，在成年组有2 只东方田鼠P53 基因表达呈阳性结果。说明STZ 能促进细胞的分化与凋亡，抑制细胞的增殖。

 

 

利用动物行为观察装置，观察三组东方田鼠在不同环境光照条件下的自主活动、玩耍、摄食、饮水等行为表现并进行定量测定和分析。室内有规律的环境光照处理，可改变东方田鼠固有的依季节变化的行为规律，产生实验室控制的光周期应答行为，12L/12D 是三组环境光照压力最小的。

 

 

由于野生东方田鼠栖生于洞庭湖区等野外，个体之间差异很大，不适合用于医学实验研究，而实验室的生活环境不一定是东方田鼠最佳的生活条件，因此，野生东方田鼠的实验动物化是应用该种动物的前提条件。而实验动物化是一个漫长而复杂的过程，这不但涉及东方田鼠生物学性状的研究，而且涉及实验东方田鼠种群的建立，而品系的建立又涉及诸如建立群体的规模、实验动物化结果的评估等问题。

 

 

建立的群体足够大时可以有效的保持野生东方田鼠遗传的多样性，能保存各种有价值或潜在有价值的基因，但成本投入巨大；建立的群体过小成本投入较小，但不排除有生物医学价值的性状随着基因的纯合而被剔除。因此，建立的群体规模应综合各种因素，建立最佳方案。我们以建立东方田鼠封闭群为目标，根据群体遗传学理论，在建群时野生个体数量不小于25 对，因此，从野外捕获动物的个体数量在当时考虑经济条件与可行性的基础上，为35 对。

 

 

经过实验动物化后的动物与野生祖先相比,在生活环境、形态结构、生殖发育和行为等方面都发生了深刻的变化。在生活环境方面,动物有了食物的保障, 却没有被天敌捕食的危险,也无需为争夺交配权而打斗。在机体形态上, 实验动物化的动物都出现了一些变化,如体型等；在行为习性上,普遍形成了与实验室共生的适应性。实验动物化过程中强烈的人工选择还导致动物种内产生了丰富的表型多样性，因此，对结果的评估也是实验动物化的主要工作之一，也是发现与筛选新模型性状重要途径。在十几年的系统工作中，我们收集了大量的东方田鼠数据，从整体水平到分子水平；从正常生理状况到异常的疾病状况；从行为习性到繁殖特点等。在此基础上，依据这些研究数据从以下几方面进队实验动物画的东方田鼠进行评估：①繁殖性能：包括动物的生长曲线、产仔数、离乳数、胎间隔等；②动物生理常数以及健康水平的稳定性：包括血液指标、自发性疾病发病率等；③模型（抗病）性状的遗传规律与特点也是评估的重要内容。

 

建立的实验东方田鼠封闭群，可以规范其生产过程，便于推广应用，使在该动物体内所开展的研究无论在时间还是空间都有可比性。实验东方田鼠封闭群的建立为生命科学和医学研究提供一种合格新型的实验动物，促进了我国由动物资源优势转化成科普天地优势，也为从科普天地优势进一步转化为科技资源优势和科研成果的优势提供立刻有力保障。