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編者：資源增量是實驗動物科技發(fā)展的核心任務(wù)，是實驗動物對生命科學研究提供支撐和服務(wù)的基礎(chǔ)和保障。自上世紀80年代以來，我國老一輩實驗動物科學家苦心孤詣，在實驗動物資源研發(fā)工作中取得了多項開創(chuàng)新成果。 1988年《實驗動物管理條例》發(fā)布實施，在實驗動物工作規(guī)范化、法制化管理，保障實驗動物和動物實驗的質(zhì)量，推動我國科技發(fā)展和民生保障等方面發(fā)揮了重要作用。特別是在實驗動物資源標準化、新品種/品系開發(fā)和動物模型創(chuàng)制方面，取得了令人矚目的成果。 為此，借“科技資訊”之窗，陸續(xù)推出我國實驗動物專家在此領(lǐng)域所作的工作及取得的應(yīng)用成果。

實驗用沙鼠種群的建立與標準化

長爪沙鼠（Meriones unguilatus或Mongolian gerbil），又名蒙古沙鼠或沙土鼠。野生長爪沙鼠主要分布在我國東北遼寧、西北內(nèi)蒙寧夏等半干旱地區(qū)。實驗用沙鼠種群都源自中國，1935年日本的C Kasuga博士在東北捕獲20對進行馴化飼養(yǎng)，帶回國后于1945年在日本實驗動物資源研究所馴養(yǎng)，1954年由Victor Schwentker博士引入美國，之后傳到歐洲各國，目前世界各地均有分布。我們國家的種群則分別由大連醫(yī)科大學、首都醫(yī)科大學、浙江省實驗動物中心先后捕獲、馴化和繁殖飼養(yǎng)，并進行了實驗動物化和種群培育等研究工作。

一、長爪沙鼠的主要生物學特性

（一）外貌特征

長爪沙鼠外形略似松鼠，大小介于大鼠和小鼠之間，成年體重50-113g，尾粗長，長滿較硬被毛并在尾端集中形成毛簇。眼大而圓，耳明顯，耳殼前緣有灰白色長毛，內(nèi)側(cè)頂端有少而短的毛。背毛棕灰雜色，體側(cè)與頰部毛色較淡，腹部灰白色。后肢長而發(fā)達，約長27（24-30）mm，可作垂直與水平快速運動，易呈直立姿勢。趾端有彎錐型長而有力的爪，后肢與掌部被以細毛[1]。

（二）行為習性

長爪沙鼠不冬眠，四季活動，喜囤積一定食物。性情較溫順，行動敏捷，有一定的攀躍能力。沙鼠是晝行性嚙齒類動物，活動高峰在黎明后和黃昏前后[2]。長爪沙鼠易陷于催眠狀態(tài)，常常發(fā)生類似人的自發(fā)性癲癇。長爪沙鼠在一定條件下會斗毆，成年沙鼠混群通常導(dǎo)致激烈斗毆，伴有損傷甚至死亡。

（三）解剖特點

長爪沙鼠牙齒尖利，可咬嚼木頭。長爪沙鼠中腹部有一卵圓形棕褐色的無毛區(qū)，稱為腹標記腺或腹標記墊，上面被有臘樣物質(zhì)，該腺在物體上磨擦時會分泌一種油狀、具有怪味的分泌物，可作為其活動區(qū)域的標記。雄性沙鼠的腹標記腺較雌性沙鼠明顯，且出現(xiàn)早，其標記行為和腺體的完整性受雄激素控制，其發(fā)育程度可作為雄鼠完全性成熟時日齡的估算依據(jù)。長爪沙鼠的眼球之后眼角內(nèi)側(cè)有副淚腺，此腺分泌一種吸引素，從鼻孔排出或與唾液混合，在動物清潔腹部時擴散出來。雄性沙鼠副淚腺分泌的吸引素對于動情期雌性沙鼠有促進交配的作用。沙鼠的腎上腺較大，與體重相比，其腎上腺幾乎為大鼠腎上腺的3倍，其產(chǎn)生的皮質(zhì)酮多。長爪沙鼠腦底動脈Willis環(huán)前后交通支存在不同程度的缺失，方便進行單側(cè)結(jié)扎頸總動脈制作腦缺血模型[3]。

（四）生理學特征

長爪沙鼠正常體溫38.1～38.4℃，呼吸頻率90次/分，飼料消耗5～8 g/天/100g體重，飲水消耗7～9ml/天/100g體重，血量7.76ml/100g體重。野生長爪沙鼠在春季到秋季繁殖，馴養(yǎng)的長爪沙鼠為長年發(fā)情動物，春秋繁殖性能更好，每年12月和1月基本不繁殖。性成熟期為10～12周，性周期4～6天，交配多發(fā)生于傍晚和夜間，妊娠期為24～26天，哺乳期21天。成年雌鼠一年可繁殖3～4胎，多則達5～8胎，最高可繁殖14胎，一生的繁殖期為7～20個月。馴養(yǎng)動物的壽命為2～4年[4]。馴養(yǎng)的長爪沙鼠飼喂嚙齒類動物的顆粒料就可以生長良好，繁殖性能不好時可添加雞蛋和適量葵花籽、胡蘿卜等[5]。

（五）遺傳特征

長爪沙鼠有22對（44條）染色體，其中22條為正中著絲，10條亞中著絲，10條端著絲，1條較大的X染色體亞中著絲，還有1條較小的亞中著絲的Y染色體。迄今為止毛色突變共有11個群體，全部發(fā)生在寵物群和實驗室群體中。其中野生型毛色的遺傳由顯性A位點控制，黑色毛色的遺傳由隱性等位基因a控制，白色毛色的遺傳由隱性等位基因c控制，白斑的遺傳由常染色體基因Sp控制，灰色毛色的遺傳由隱性基因g控制，粉眼淡化型的遺傳受隱性等位基因p控制，中度青紫蘭色的遺傳受常染色體隱性等位基因cchm控制[6]。長爪沙鼠1、2號染色體各有八條深染帶紋，可以著絲點位置加以區(qū)分，3號染色體有六條深染帶紋，位于著絲點附近和長臂與短臂中部遠側(cè)端，4、5號染色體均有四條深染帶，5號染色體短臂深染帶紋位于著絲點一側(cè)可予以區(qū)分[7]。長爪沙鼠線粒體DNA（mtDNA）經(jīng)BzmHⅠ、BglⅡ、EcoRⅠ和PstⅠ四種內(nèi)切酶酶切后得到長爪沙鼠的線粒體DNA酶切圖譜，大多數(shù)沙鼠酶切圖譜相同，用四種酶酶切分別產(chǎn)生1、5、6和3個片段，少數(shù)的長爪沙鼠經(jīng)BglⅡ和EcoRⅠ酶切后分別產(chǎn)生4個片段，可見其mtDNA有多態(tài)性[8]。

二、實驗用沙鼠的標準化研究

在2009、2011和2015國家科技部支撐計劃項目和課題的資助下，分別對建立長爪沙鼠不同級別動物的遺傳、微生物、營養(yǎng)檢測方法和制定標準進行了連續(xù)多年研究，實驗用長爪沙鼠標準化工作取得重要進展。目前已發(fā)布實驗動物長爪沙鼠浙江省地方標準7項；北京市地方標準完成了6項報批稿，預(yù)計將在2018年9月份發(fā)布；已公布團體標準6項（表1）。

三、實驗用長爪沙鼠的應(yīng)用研究

長爪沙鼠具有獨特的生物學特征，已被廣泛應(yīng)用于微生物和寄生蟲感染性疾病、腫瘤、糖尿病、腦缺血等多種疾病的研究中。長爪沙鼠對多種微生物（布氏桿菌、漢坦病毒等）和寄生蟲如絲蟲、蛔蟲等敏感[3]，長爪沙鼠被認為是最合適研究李氏桿菌病的小動物模型，因為李斯特氏菌在長爪沙鼠體內(nèi)的入侵途徑與人體內(nèi)的入侵途徑相同[9]。長爪沙鼠是目前發(fā)現(xiàn)的唯一能單獨長期感染幽門螺桿菌（Helicoptor peri, HP）會引起胃炎和胃癌的嚙齒類動物，其感染HP后的免疫病理變化包括胃酸過少、腸道菌群變化等，特征與人的非常相似[10]。博爾納病毒是一種嗜神經(jīng)包膜病毒，單股，負鏈RNA病毒。這種病毒引起腦炎，研究表明，新生長爪沙鼠比新生大鼠通過顱內(nèi)接種方式更容易感染博爾納病毒[11]。長爪沙鼠人工口服可持續(xù)感染類圓線蟲[12]。另外，長爪沙鼠是研究衰老、刺激等因素對哺乳動物腦部中樞聽覺系統(tǒng)影響的理想模型。通過對不同刺激或特定時期的沙鼠耳部結(jié)構(gòu)、神經(jīng)元數(shù)量、認知功能的變化，來研究衰老和刺激等因素對腦干系統(tǒng)差異的影響。同時，長爪沙鼠還是非常合適的人工耳蝸植入研究的動物模型[13]。長爪沙鼠具有很多獨特的行為學特點，例如一夫一妻制的長爪沙鼠表現(xiàn)出高水平的父愛行為，是研究激素對父愛行為調(diào)節(jié)的理想模型[14]。新生長爪沙鼠反復(fù)與其母親和同胞分離，對其行為學的影響，會產(chǎn)生近似于人類抑郁情感的一些特征[15]。長爪沙鼠是研究抗抑郁NK(Neurokinin) receptor 和SP（物質(zhì)P）通路相關(guān)藥物的理想模型[16]。與大鼠相比，長爪沙鼠表現(xiàn)出更多的焦慮樣行為，更多的主動探索行為和對疼痛的敏感性，也具有更多的社交行為，這使得長爪沙鼠對這些測試更敏感[17]。長爪沙鼠群體中具有較高頻率的自發(fā)性癲癇，而且具有類似人類自發(fā)性癲癇發(fā)作的特點，是公認的遺傳性癲癇模型。月齡不同，發(fā)作頻率也不同，尤其是2月齡左右沙鼠，對特異性因子具有感受性，有的可因癲癇發(fā)作致死，這是沙鼠特有的生物學特性[18]。長爪沙鼠可成為動物輕微（肌陣攣）和主要（主要是全身強直陣攣）這兩種癲癇發(fā)作的很好模型[19]。

四、實驗用沙鼠種群的建立與意義

在國家科技部支撐計劃項目、國家自然科學基金以及北京市自然基金課題的資助下，我國科研工作者們成功培育了多個長爪沙鼠疾病模型種群，包括浙江省實驗動物中心成功建立了SPF級長爪沙鼠種群，非酒精性脂肪肝模型[20]。首都醫(yī)科大學培育了長爪沙鼠腦缺血高發(fā)封閉群[21]，長爪沙鼠腦缺血模型近交系[22]，長爪沙鼠糖尿病模型近交系[23]等多個新的品系。SPF級長爪沙鼠種群的建立為流行性出血熱疫苗等生物制品的生產(chǎn)提供高級別的實驗動物。長爪沙鼠由于其腦底動脈Willis環(huán)先天存在多種缺少類型，因此非常方便進行腦缺血研究，但普通群體制備單側(cè)頸總動脈結(jié)扎缺血模型的成功率只有40%左右，長爪沙鼠腦缺血高發(fā)封閉群的培育成功使之提高到大約70%，全腦缺血模型成模率從80%提高到接近100%，在很大程度上減少了動物使用量，體現(xiàn)了動物福利原則[21]。在此封閉群的基礎(chǔ)上，通過定向選育和全同胞近親繁殖的方式，建立腦缺血模型近交系群體，其COW缺失率達76.62%，局部腦缺血模型成功率達到88.89%。在該近交系模型培育的過程中，發(fā)現(xiàn)其中一個分支具有高血糖的特性，經(jīng)過20代全同胞近親繁殖，獲得一個自發(fā)性2型糖尿病模型近交系，該品系動物具有空腹血糖升高、糖耐量受損、胰島素抵抗、多器官病變和多個糖尿病相關(guān)基因表達異常等糖尿病典型特征，其糖尿病特征模型比率達到60%左右。這些長爪沙鼠疾病模型群體的成功培育，改變了我國沒有長爪沙鼠模型品系的狀況，將為相關(guān)疾病的發(fā)生機制、敏感藥物篩選等諸多研究提供新材料和新思路。

作者：杜小燕 陳振文

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