【导读】近几年,随着TALEN和CRISPR等新型基因编辑技术的兴起,模式动物的制备已经不再是阻碍科学研究的技术门槛,越来越多的科研工作可以通过低成本、更快捷的方式获得自己想要的实验动物模型,模式动物已经进入了爆发式增长的时期。但是很多实验室虽然具有很高的小鼠模型构建水平,却不具备维护小鼠品系的能力,使得很多模式动物在研究的半路中“夭折“,给科研工作带来损失。“小鼠银行”不仅能够使模式动物保持最初的基因型,也会更加方便更多科研工作者获取相关的小鼠资源。
千辛万苦得到的小鼠模型,但实验却做不出来
新的基因编辑技术的涌现,使得小鼠模型的数量越来越多。但是,很多科研工作者费尽心力拿到的模型,却在后续实验过程中因为诸多因素的影响导致不能得到科学可信的实验数据。总结起来, 实验中会涉及到的问题主要有以下几点:
(1)组内差异大,以至于无法分析实验结果;
(2)组间数据可重复性差;
(3)无法重复权威结论性数据;
(4)小鼠模型的实际表型跟预期表型显而易见是错误的;
为什么会发生上述情况?这是由于小鼠饲养繁殖的过程中会产生诸多问题导致小鼠品系受到影响,例如子代丢失了最初设计的基因突变;动物设施不达标或是动物房污染,很容易导致小鼠携带病原体或是产生其他一些会对动物实验造成误差的问题;由于遗传漂变(Genetic drift)现象,自发性的基因突变被固定到小鼠中群中,多次传代将导致小鼠品系受到很大影响。
冷冻保种技术—让“小鼠银行”成为可能: 该方法能够让我们辛苦构建的小鼠在后续使用过程中继续保持它原有的基因型,不让“基因漂变”等因素对他们造成影响。
对于小鼠保种来说,分为活体保存和冷冻保存。活体保种即是让小鼠在不断繁殖的过程中将原有的基因型保存下来,这种方式的主要问题在于,每次繁殖后的小鼠都需要对其进行基因型检测的方法来监测其是否发生基因突变,这种方法会耗费大量的人工成本和空间成本。
另外的方法就是冷冻保种,我们可以把雄性小鼠的精子或者小鼠的2-细胞期的胚胎保存起来,在需要的时候将他们“复活”即可。冷冻保存动物的精子和胚胎与活体保存动物的方法相比较,可降低成本和饲养动物的空间,并且能够保证珍贵的小鼠品系不会因疾病、不育、天灾人祸以及遗传性状的改变而造成太大的损失。随着诱导突变小鼠种类和数量的迅猛增加,造成很多实验室存放小鼠的设备紧张,冷冻保种的方法无疑是最有效的方法。
冷冻保种,使得各国的“小鼠银行“——小鼠资源库的建立成为了可能。小鼠资源库的建立,将使得大部分科研人员更加容易的得到自己想要的小鼠品系,这就极大的免除了构建小鼠模型的成本和工作量,并且可以减少每个实验室在小鼠饲养和繁殖方面的费用,同时极大的节省了人力成本。
我国构建小鼠资源库的必要性:我国开展动物实验的时间较短,有很多模式小鼠资源分散在各个科研工作者手中。因此,将我国的小鼠动物模型进行整合,建立一套属于自己的成系统成规模的小鼠动物模型资源库是大势所趋。
全世界实验小鼠、遗传工程小鼠的品种品系有6000多种,并且每年以600-800种的速度在增加。美国的JAX lab实验室是成立最早,设施最完备,管理最标准的小鼠资源库。
近年来我国科研人员构建了很多模式小鼠,但建成模型的利用率很低, 基本仅用于某一课题组使用, 因此也缺少了对其模型可行性与稳定性等第三方客观检验, 这是一种效率极低的资源配置与巨大的资源浪费。
我国虽然已经基本搭建起来各类疾病动物模型的硬件框架, 但是与发达国家相比仍有相当大的距离, 主要表现在硬件平台建设与布局、管理水平、基础生物学研究、疾病模型创建、推广和基于动物模型的疾病机制解析与药物研发等几个方面。因此, 目前急需加紧我国模式动物的数据库建设, 对于已建立的各个数据库实现有机整合。
2015年,为了促进我国实验动物产业的发展,艾德摩携手中检院实验动物资源研究所共同建立人类疾病小鼠模型资源库。致力于将高度生物相关的动物模型应用于肿瘤精准医疗诊断和临床个体治疗,从而建立个性化的药效评价平台,为我国实验动物产业贡献一份力量!
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