Лабораторная мышь

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Лабораторная мышь — небольшое млекопитающее отряда Rodentia, которое разводят и используют для научных исследований или кормления некоторых домашних животных.

Лабораторные мыши обычно относятся к виду домовой мыши (Mus musculus). Их чаще всего используют в качестве модели млекопитающих и используются для исследований в области генетики, физиологии, психологии, медицины и других научных дисциплин. Мыши принадлежат к кладе Euarchontoglires, в которую входят люди. Близкое родство и связанная с ним высокая гомология с человеком, простота содержания и обращения, а также высокая скорость размножения делают мышей особенно подходящими моделями для исследований. Геном лабораторной мыши секвенирован, и многие мышиные гены имеют человеческие гомологи[1]. Лабораторные мыши, которые продают в зоомагазинах в качестве корма для змей, также можно содержать в качестве домашних животных.

Другие виды мышей, которые иногда используются в лабораторных исследованиях, включают два американских вида: белоногую мышь ( Peromyscus leucopus ) и североамериканскую оленьую мышь ( Peromyscus maniculatus ).

История мыши в качестве биологической модели[править]

Мышей использовали в биомедицинских исследованиях с XVII века (с 30 мая 1678 года), когда Уильям Гарвей использовал их для своих исследований репродукции и кровообращения, а Роберт Гук — для исследования биологических последствий в результате повышения давления атмосферы[2]. В XVIII веке Джозеф Пристли и Антуан Лавуазье использовали мышей для изучения дыхания. В XIX веке Грегор Мендель провел свои первые исследования наследования цвета шерсти мышей, и только после недовольства начальника разведением «вонючих существа», переключился на горох. В 1902 году Люсьен Куэно опубликовал результаты своих экспериментов на мышах, которые показали, что законы наследственности Менделя справедливы и для животных, которые вскоре были подтверждены и распространены на другие виды[2].

В начале XX века студент Гарварда Кларенс Кук Литтл и Уильям Эрнест Касл во время проведения исследования генетики мышей тесно сотрудничали с Эбби Латроп. Она занималась разведением причудливых мышей и крыс, которых продавала любителям грызунов, владельцам экзотических домашних животных, а также ученым[3]. Вместе они создали и инициировали систематическое создание инбредных линий мышей DBA (смешанные, коричневые и неагути)[4]. С тех пор мышь широко использовалась в качестве модельного организма и связана со многими важными биологическими открытиями XX и XXI веков[5].

Лаборатория Джексона в Бар-Харборе, штат Мэн в настоящее время является одним из крупнейших в мире поставщиков лабораторных мышей: около 3 миллионов мышей в год[6]. Лаборатория также является мировым источником более 8000 штаммов генетически определенных мышей и базой данных Mouse Genome Informatics[7].

Размножение[править]

Начало размножения происходит примерно в 50-дневном возрасте как у самок, так и у самцов, хотя у самок первая течка может возникнуть в возрасте 25–40 дней. Мыши полиэстральные и размножаются круглый год. Продолжительность эстрального цикла наступает вечером и продолжается 4–5 дней и длится около 12 часов.

Средний срок беременности составляет 20 дней. Фертильная послеродовая течка наступает через 14–24 часа после родов, а одновременная лактация и беременность продлевают беременность на 3–10 дней из-за задержки имплантации. Средний размер помета составляет 10–12 щенков (зависит от штамма). Как правило, инбредные мыши имеют тенденцию к более длительному периоду беременности и меньшему количеству в помете, чем беспородные и гибридные мыши. Мыши рождаются голыми, слепыми и глухими. Через три недели они переходят с материнского молока на обычную пищу. У новорожденных самцов в отличии от новорожденных самок большее аногенитальное расстояние и больший генитальный сосочек.


Не смотря на то, что лабораторные мыши относятся к тому же виду, что и домовая мышь у них имеются существенные отличия в повдении и физологии. по поведению и физиологии . Существуют сотни известных инбредных, аутбредных и трансгенных штаммов. Штамм представляет собой группу, в которой все члены максимально генетически идентичны. У лабораторных мышей это достигается путем инбридинга . Имея такой тип популяции, можно проводить эксперименты по изучению роли генов или исключению фактора генетической изменчивости. Напротив, аутбредные популяции используются, когда идентичные генотипы не нужны или требуется популяция с генетическими вариациями, и их обычно называют запасами, а не штаммами . [8] [9] Было разработано более 400 стандартизированных инбредных штаммов. </link>[ нужна ссылка ]

Большинство лабораторных мышей представляют собой гибриды разных подвидов, чаще всего Mus musculus Domesticus и Mus musculus musculus. Лабораторные мыши могут иметь различные цвета шерсти, включая агути, черный и альбиносов . Многие (но не все) лабораторные штаммы являются инбредными. Различные штаммы идентифицируются определенными комбинациями букв и цифр; например C57BL/6 и BALB/c . Первые такие инбредные штаммы были созданы в 1909 году Кларенсом Куком Литтлом, который оказал влияние на продвижение мыши как лабораторного организма [10]. По оценкам, в 2011 году 83% лабораторных грызунов, поставляемых в США, были лабораторными мышами C57BL/6[11].

Геном[править]

Секвенирование генома C57BL/6 лабораторных мышей было завершено в конце 2002 года. Это был лишь второй геном млекопитающих, секвенированный после человека[12]. Гаплоидный геном имеет длину около трех миллиардов пар оснований (3000 МБ, распределенных по 19 аутосомным хромосомам плюс 1, соответственно, 2 половые хромосомы), поэтому равен размеру генома человека. Оценить количество генов, содержащихся в геноме мыши, сложно, отчасти потому, что определение гена все еще обсуждается и расширяется. В настоящее время количество первичных кодирующих генов у лабораторных мышей составляет 23 139 [13] по сравнению с примерно 20 774 у людей[13].

Мутантные и трансгенные штаммы[править]

Различные мутантные линии мышей были созданы рядом методов. Небольшой выбор из множества доступных штаммов включает в себя:

, которые не могут усваивать питательную медь в молоке, приводят к гибели детенышей. Это вызвано аутосомно- рецессивной мутацией tx, возникшей у инбредного потомства. Теофилос и др. В 1996 году было обнаружено, что это генетическое заболевание и локализовано в хромосоме 8, рядом с центромерой . [15]

Трансгенные мыши, в геном которых вставлены чужеродные гены:

  • Аномально крупные мыши со встроенным геном крысиного гормона роста.
  • Онкомышь с активированным онкогеном, что значительно увеличивает заболеваемость раком.
  • Нокаутные мыши, у которых определенный ген был сделан неработоспособным с помощью метода, известного как нокаут гена: цель состоит в том, чтобы изучить функцию продукта гена или смоделировать человеческое заболевание.
  • Тучные мыши, склонные к ожирению из-за дефицита карбоксипептидазы Е.
  • Сильные мускулистые мыши с отключенным геном миостатина по прозвищу «могучие мыши».
  • С 1998 года стало возможным клонировать мышей из клеток, полученных от взрослых животных.

Часто используемые инбредные штаммы[править]

В исследованиях используется множество линий мышей, однако в большинстве областей предпочтительными животными обычно являются инбредные линии. Инбредные мыши определяются как продукт скрещивания не менее 20 поколений брата X и сестры, при этом все особи произошли от одной племенной пары. [16]

У инбредных мышей есть несколько особенностей, которые делают их идеальными для исследовательских целей. Они изогенны, что означает, что все животные практически генетически идентичны. [17] Примерно 98,7% генетических локусов в геноме гомозиготны, поэтому, вероятно, не существует «скрытых» рецессивных признаков, которые могли бы вызвать проблемы. [17] Благодаря этой стабильности они также имеют очень унифицированные фенотипы . [17]

Многие инбредные штаммы обладают хорошо документированными характеристиками, которые делают их идеальными для конкретных типов исследований. В следующей таблице показаны 10 самых популярных штаммов по версии Jackson Laboratories .

Цвет меха [18] Обычное использование в исследованиях Всего публикаций в Pubmed, касающихся этого штамма, по состоянию на 19 апреля 2023 г. [19]
Агути Иммунология, воспаление, аутоиммунитет [20] 482
Альбинос Аутоиммунный диабет 1 типа [21] 105
Разбавленный коричневый Ревматоидный артрит [22] 445
Альбинос Рак, сердечно-сосудистая система, иммунология [23] 628
Разбавленный коричневый Сердечно-сосудистые заболевания, дерматология, биология развития [24] 2722
Агути Рак, сердечно-сосудистая система, гематология [25] 4037
Черный Общего назначения, фон [26] 25 723
Альбинос Рак, сердечно-сосудистая система, дерматология [27] 1448
Альбинос Иммунология, воспаление, аутоиммунитет [28] 350
Агути Целевые мутации, рак [29] 222

Проект Джексон Лаборатории DO[править]

Филогенетическое древо восьми штаммов-основателей, использованных в проекте DO, а также их приблизительный возраст дивергенции. M. spretus включен как внешняя группа, которая разошлась примерно 2 миллиона лет назад, она не является частью проекта DO[30].

Проект DO ( Diversity Outbred) компании Jackson Labs [31] представляет собой программу разведения мышей с использованием нескольких инбредных линий-основателей для создания генетически разнообразной популяции мышей для использования в научных исследованиях.

Эти мыши созданы для точного генетического картирования и захватывают большую часть генетического разнообразия мышиного генома[32].

В результате этого проекта было создано более 1000 генетически разнообразных мышей, которые были использованы для выявления генетических факторов таких заболеваний, как ожирение, рак, диабет и расстройства, связанные с употреблением алкоголя[33].

Напряжение Вывод Происхождение подвида Цвет пальто [34] Обычное использование в исследованиях Всего публикаций в Pubmed, касающихся этого штамма, по состоянию на 19 апреля 2023 г.
А/Джей Лаборатория Домашняя мышца [35] Альбинос Рак, иммунология [36] 5500
C57BL/6J Лаборатория Домашняя мышца [35] Черный Общего назначения, фон [37] 25 723
129S1/СвимДж Лаборатория Домашняя мышца мышцы Агути [38] Целевые мутации, рак [38] 222
НОД/ШиЛтДж Лаборатория Домашняя мышца [35] Альбинос Аутоиммунный диабет 1 типа [35] 105
НЗО/ХИЛтДж Лаборатория Домашняя мышца [35] Агути Ожирение [39] 11
КАСТ/ЭйДжей Дикого происхождения Кастанусная мышца [35] Агути Скрещивание гетерозиготных гибридов F1, генетическое картирование [40] 154
PWK/PhJ Дикого происхождения Мышцы мышцы мышцы [35] Агути Генетическое картирование [41] 52
ВСБ/ЭйДжей Дикого происхождения Домашняя мышца [35] Агути с пятном на голове, сероватая шерсть Генетическое картирование, эволюция [42] 65

Внешний вид и поведение[править]

Лабораторные мыши сохранили многие физические и поведенческие характеристики домашних мышей, однако из-за многих поколений искусственного отбора некоторые из этих характеристик теперь заметно различаются. Из-за большого количества линий лабораторных мышей комплексно описать внешний вид и поведение всех из них нецелесообразно, ниже они описаны для двух наиболее часто используемых штаммов.

C57BL/6[править]

Мыши C57BL/6 имеют темно-коричневую, почти черную шерсть. Они более чувствительны к шуму и запахам и с большей вероятностью укусят, чем более послушные лабораторные штаммы, такие как BALB/c [43].

Мыши C57BL/6 (и другие линии), содержащиеся в группах, демонстрируют поведение, при котором доминирующая мышь в клетке выборочно выщипывает шерсть у своих подчиненных товарищей по клетке[44]. Мыши, подвергшиеся обширной стрижке, могут иметь большие залысины на теле, обычно вокруг головы, морды и плеч, хотя стрижка может появиться на любом участке тела. Волосы и вибриссы можно удалить. стрижение чаще наблюдается у самок мышей, мыши-самцы с большей вероятностью будут демонстрировать доминирование в драках. [45]

C57BL/6 имеет несколько необычных характеристик, которые делают его полезным для некоторых исследований, но непригодным для других:

он необычайно чувствителен к боли и холоду, а обезболивающие препараты для этого штамма менее эффективны[46];

в отличие от большинства линий лабораторных мышей, C57BL/6 добровольно употребляет алкогольные напитки;

они более восприимчивы, чем в среднем, к морфиновой зависимости, атеросклерозу и возрастной потере слуха [47]. При непосредственном сравнении с мышами BALB/c мыши C57BL/6 также демонстрируют как устойчивую реакцию на социальные вознаграждения [48] [49] так и эмпатию[50].

BALB/c[править]

BALB/c — это выведенный в лаборатории штамм альбиноса, от которого получен ряд распространенных субштаммов. С 1920 года было выведено более 200 поколений мышей BALB/c, которые распространены по всему миру и являются одними из наиболее широко используемых инбредных линий, используемых в экспериментах на животных . [51]

BALB/c известны тем, что демонстрируют высокий уровень тревожности и относительно устойчивы к атеросклерозу, вызванному диетой, что делает их полезной моделью для сердечно-сосудистых исследований. [52] [53]

Самцы мышей BALB/c агрессивны и будут драться с другими самцами, если их содержать вместе. Однако подштамм BALB/Lac гораздо более послушен. [54] Большинство сублиний мышей BALB/c имеют длительную репродуктивную продолжительность жизни. [55]

Отмечены различия между различными субштаммами BALB/c, хотя считается, что они обусловлены мутациями, а не генетическим загрязнением. [56] BALB/cWt необычен тем, что у 3% потомства наблюдается настоящий гермафродитизм . [57]

Размер рынка[править]

The worldwide market for gene-altered mice is predicted to grow to $1.59 billion by 2022, growing at a rate of 7.5 percent per year.[58]

См. также[править]

Источники[править]

  1. ↑ MGI — Biology of the Laboratory Mouse. Informatics.jax.org. Проверено 29 июля 2010.
  2. ↑ 2,0 2,1 The house mouse as a laboratory model: a historical perspective // The Laboratory Mouse / Hedrich, Hans. — Elsevier Science. — ISBN 9780080542539.
  3. ↑ (November 2010) «Abbie Lathrop, the "mouse woman of Granby": rodent fancier and accidental genetics pioneer». Mayo Clinic Proceedings 85 (11): e83. DOI:10.4065/mcp.2010.0647. PMID 21061734.
  4. ↑ History of Immunology at Harvard. Harvard Medical School. Проверено 19 декабря 2013.
  5. ↑ The house mouse as a laboratory model: a historical perspective // The Laboratory Mouse / Hedrich, Hans. — Elsevier Science. — ISBN 9780080542539.
  6. ↑ The world's favourite lab animal has been found wanting, but there are new twists in the mouse's tale. Проверено 10 января 2017.
  7. ↑ JAX Mice and Research Services. Charles River Laboratories (2016). Проверено 10 января 2016.
  8. ↑ MGI-Guidelines for Nomenclature of Mouse and Rat Strains.
  9. ↑ Outbred stocks (15 February 2019).
  10. ↑ (August 2002) «C. C. Little, cancer and inbred mice». Genetics 161 (4): 1357–61. DOI:10.1093/genetics/161.4.1357. PMID 12196385.
  11. ↑ (2011) «The trouble with Black-6». Slate. Проверено 19 November 2013.
  12. ↑ (2011) «The trouble with Black-6». Slate. Проверено 19 November 2013.
  13. ↑ 13,0 13,1 Mouse assembly and gene annotation. Проверено 29 июля 2013.
  14. ↑ JAX Mice Database — 002983 MRL.CBAJms-Fas/J. Bar Harbor, Maine: Jackson Laboratory. Проверено 29 июля 2010.
  15. ↑ Pierson (2019-08-21). «Copper Transport and Disease: What Can We Learn from Organoids?». Annual Review of Nutrition (Annual Reviews) 39 (1): 75–94. DOI:10.1146/annurev-nutr-082018-124242. ISSN 0199-9885. PMID 31150593.
  16. ↑ Inbred Strain - an overview | ScienceDirect Topics.
  17. ↑ 17,0 17,1 17,2 L.Silver Inbred Strain // Brenner's Encyclopedia of Genetics. — 2001. — P. 53. — ISBN 9780080961569.
  18. ↑ Poster Mouse Coat Color. Проверено 4 июня 2023.
  19. ↑ PubMed.
  20. ↑ 000658 - C3HFe Strain Details.
  21. ↑ 001976 - NOD Strain Details.
  22. ↑ 000670 - DBA1 Strain Details.
  23. ↑ 001026 - Strain Details.
  24. ↑ 000671 - DBA2 Strain Details.
  25. ↑ 000659 - C3H Strain Details.
  26. ↑ 000664 - B6 Strain Details.
  27. ↑ 000686 - SJL Strain Details.
  28. ↑ 001800 - FVB Strain Details.
  29. ↑ 002448 - 129S1 Strain Details.
  30. ↑ doi: 10.1007/s00335-015-9581-z
  31. ↑ JAX Genetic Diversity Initiative (GeDI).
  32. ↑ Saul (2019). «High-Diversity Mouse Populations for Complex Traits». Trends in Genetics 35 (7): 501–514. DOI:10.1016/j.tig.2019.04.003. PMID 31133439.
  33. ↑ Saul (2019). «High-diversity mouse populations for complex traits». Trends in Genetics 35 (7): 501–514. DOI:10.1016/j.tig.2019.04.003. PMID 31133439.
  34. ↑ Poster Mouse Coat Color. Проверено 4 июня 2023.
  35. ↑ 35,0 35,1 35,2 35,3 35,4 35,5 35,6 35,7 Morgan (2015). «Informatics resources for the Collaborative Cross and related mouse populations». Mammalian Genome 26 (9–10): 521–539. DOI:10.1007/s00335-015-9581-z. PMID 26135136.
  36. ↑ 000646 - AJ Strain Details.
  37. ↑ 000664 - B6 Strain Details.
  38. ↑ 38,0 38,1 002448 - 129S1 Strain Details.
  39. ↑ 002105 - New Zealand Obese Strain Details.
  40. ↑ 000928 - CAST Strain Details.
  41. ↑ 003715 - Strain Details.
  42. ↑ 001145 - Strain Details.
  43. ↑ Aurora's Guide to Mo use Colony Management. CMC Activity Center (2006). Проверено 19 декабря 2013.
  44. ↑ (April 2004) «Barbering (fur and whisker trimming) by laboratory mice as a model of human trichotillomania and obsessive-compulsive spectrum disorders». Comparative Medicine 54 (2): 216–24. PMID 15134369.
  45. ↑ (February 2000) «The Dalila effect: C57BL6 mice barber whiskers by plucking». Behavioural Brain Research 108 (1): 39–45. DOI:10.1016/S0166-4328(99)00137-0. PMID 10680755.
  46. ↑ (March 1999) «Heritability of nociception I: responses of 11 inbred mouse strains on 12 measures of nociception». Pain 80 (1–2): 67–82. DOI:10.1016/s0304-3959(98)00197-3. PMID 10204719.
  47. ↑ (2011) «The trouble with Black-6». Slate. Проверено 19 November 2013.
  48. ↑ (October 2007) «Social reward among juvenile mice». Genes, Brain and Behavior 6 (7): 661–71. DOI:10.1111/j.1601-183X.2006.00295.x. PMID 17212648.
  49. ↑ (April 2007) «Affiliative behavior, ultrasonic communication and social reward are influenced by genetic variation in adolescent mice». PLOS ONE 2 (4): e351. DOI:10.1371/journal.pone.0000351. PMID 17406675. Bibcode: 2007PLoSO...2..351P.
  50. ↑ (2009-02-11) «Empathy is moderated by genetic background in mice». PLOS ONE 4 (2): e4387. DOI:10.1371/journal.pone.0004387. PMID 19209221. Bibcode: 2009PLoSO...4.4387C.
  51. ↑ BALB/c. Jackson Laboratory. Проверено 16 апреля 2007.
  52. ↑ BALB/cByJ. Jackson Laboratory. Проверено 16 апреля 2007.
  53. ↑ BALB/cJ. Jackson Laboratory. Проверено 16 апреля 2007.
  54. ↑ (1966) «Aggressive behaviour and exploratory activity in fourteen mouse strains». Am. Zool. 6.
  55. ↑ BALB/c. Jackson Laboratory. Проверено 16 апреля 2007.
  56. ↑ (1985) «Genetic differences in BALB/c sublines». Current Topics in Microbiology and Immunology 122: 19–30. DOI:10.1007/978-3-642-70740-7_3. PMID 2994956.
  57. ↑ (1980) «A cytogenetic investigation of inherited true hermaphroditism in BALB/cWt mice». Cytogenetics and Cell Genetics 28 (1–2): 104–15. DOI:10.1159/000131518. PMID 7470243.
  58. ↑ China's Selling Genetically-Modified Mice for $17,000 a Pair (1 апреля 2019 года). Проверено 2 апреля 2019.

Ссылки[править]


Ruwiki logo.png Одним из источников этой статьи является статья в википроекте «Рувики» («Багопедия», «ruwiki.ru») под названием «Лабораторная мышь», находящаяся по адресу:

«https://ru.ruwiki.ru/wiki/Лабораторная_мышь»

Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий.
Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?»

Источник — http://cyclowiki.org/w/index.php?title=Лабораторная_мышь&oldid=1807314