小鼠由于体形小,易于控制,生长繁殖快,且饲养管理方便,又有明确的质量标准,已培育成大量的近交系、封闭群和基因突变动物。其近交系有500多个,突变系有410多种,远交群有200多种,因此在生物医学研究的各个领域得到广泛应用。现将小鼠在生物医学领域的应用作一简要概述。
(一)药物评价和毒性试验
1.药物急性毒性试验测定 药物或化学制剂的半数致死量及“三致”(致畸、致癌、致突变)试验,小鼠是最合适的动物。
2.生物药品和制剂的效价测定 小鼠广泛用于血清、疫苗等生物制品的检定,如百日咳菌苗、乙肝疫苗等。激素效价的测定,如利用小鼠子宫增重测定人绒毛膜促性腺激素的生物效价。
3.药物筛选试验 小鼠常用于药物对疾病疗效筛选试验,如抗肿瘤药物、抗结核药物、抗疟疾药物等的筛选。
4.用于某些药物药效和副作用的评价 如利用小鼠瞳孔放大作用测试药物对副交感神经的影响;用声源性惊厥的小鼠评价抗痉挛药物;用小鼠热板技术引起的后爪运动或机械压尾评价止痛药的效果;用Termorine羟基衍生物诱发小鼠发抖模型来评价抗颤抖药物的作用(如帕金森病不自觉的颤抖);用小鼠角膜和耳郭反射评价镇静药药效。小鼠还用于全身麻醉药的测试和评价。
(二)肿瘤学研究
肿瘤遗传学的研究进展很快,小鼠已成为研究中的主要材料,用于肿瘤病毒基因组学说和癌基因假说的研究,用于小鼠乳腺癌、垂体肿瘤、肾上腺皮质肿瘤发生过程中基因成分的相互作用的研究。这些小鼠的自发性肿瘤从肿瘤发生学上来看,与人体肿瘤较为接近,用其作为治疗药物的筛选可能更理想。自发性肿瘤多为病毒性,如A系小鼠出生后18个月内有90%的肺癌发生率,C3H小鼠乳腺癌发病率达97%。同时,小鼠对致癌物质敏感,可诱发各种肿瘤,如二乙基亚硝胺可诱发小鼠肺癌、甲基胆蒽可诱发小鼠胃癌和宫颈癌等,是研究人类肿瘤极好的模型。另外,严重免疫缺陷小鼠,如裸鼠、SCID小鼠可接受各种人类肿瘤细胞的植入,直接用于人类肿瘤生长、转移及治疗的研究。
(三)传染性疾病研究
因小鼠对多种病原体敏感,易感染,常用于研究这些病原体的发病机制、临床症状及治疗。常用小鼠对沙门菌病、淋巴细胞性脉络丛脑膜炎、狂犬病、血吸虫病、疟疾、破伤风、脊髓灰质炎和钩端螺旋体病等人和小鼠共患性疾病进行研究,如病原体的致病力、宿主抗病机制、病理过程和治疗学等方面的研究。
(四)遗传学和遗传性疾病的研究
小鼠毛色变化多样,其遗传学基础已研究得比较清楚,因此常用小鼠毛色做遗传学分析。重组近交系用于研究基因定位及其连锁关系。同源近交系用来研究多态性基因位点的多效性、基因的效应和功能以及发现新的等位基因。此外,许多小鼠具有遗传性疾病,如小鼠黑色素病、白化病、系统性红斑狼疮、家族性肥胖、遗传性贫血、尿崩症等。这些疾病与人类发病相似,可用做人类遗传疾病的动物模型。
基因工程技术发展,促进了对转基因的动物研究。现在,借助转基因小鼠对基因功能、表达和调节,探索疾病的分子遗传学基础和基因治疗的可能性和方法的研究引起了生物医学界的高度重视。
(五)老年病学的研究
老年学研究的是人类老化现象的起因和机制,期望控制老化,达到延年益寿的目的。小鼠寿命短,传代时间短,随着鼠龄的增加,机体内的一些生理、生化指标不断发生变化,特别是高龄鼠中老年病明显增多,是老年学研究的极好材料。多用于糖质、脂质、胶原和免疫等方面的研究。
(六)计划生育研究
小鼠繁殖力强,性周期和妊娠期短,生长快,适合计划生育研究。如常用小鼠做抗生育、抗着床、抗早孕、抗排卵等实验应用的首选动物。
(七)免疫学研究
小鼠对特异性抗原的免疫反应受遗传控制。其体内控制免疫反应的基因决定着对各种疾病的易感性,决定着自身免疫病和体液免疫反应。BALB/c、C57BL/6J等小鼠常用于单克隆抗体的制备和研究,免疫缺陷小鼠可用于免疫机制的研究。
(八)微生物学和寄生虫学研究
因小鼠对多种病原体具有易感性,因此通常用它来研究微生物及寄生虫对机体的感染途径、发病机制及综合防治。
此外,小鼠还可用于内分泌、呼吸和消化等系统疾病的研究。