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，我国老一辈实验动物科学家苦心孤诣，在实验动物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。特别是在实验动物资源标准化、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作的工作及取得的应用成果。

 

 

长爪沙鼠（Meriones unguilatus或Mongolian gerbil），又名蒙古沙鼠或沙土鼠。野生长爪沙鼠主要分布在我国东北辽宁、西北内蒙宁夏等半干旱地区。实验用沙鼠种群都源自中国，1935年日本的C Kasuga博士在东北捕获20对进行驯化饲养，带回国后于1945年在日本实验动物资源研究所驯养，1954年由Victor Schwentker博士引入美国，之后传到欧洲各国，目前世界各地均有分布。我们国家的种群则分别由大连医科大学、首都医科大学、浙江省实验动物中心先后捕获、驯化和繁殖饲养，并进行了实验动物化和种群培育等研究工作。

 

 

 

长爪沙鼠外形略似松鼠，大小介于大鼠和小鼠之间，成年体重50-113g，尾粗长，长满较硬被毛并在尾端集中形成毛簇。眼大而圆，耳明显，耳壳前缘有灰白色长毛，内侧顶端有少而短的毛。背毛棕灰杂色，体侧与颊部毛色较淡，腹部灰白色。后肢长而发达，约长27（24-30）mm，可作垂直与水平快速运动，易呈直立姿势。趾端有弯锥型长而有力的爪，后肢与掌部被以细毛[1]。

 

 

长爪沙鼠不冬眠，四季活动，喜囤积一定食物。性情较温顺，行动敏捷，有一定的攀跃能力。沙鼠是昼行性啮齿类动物，活动高峰在黎明后和黄昏前后[2]。长爪沙鼠易陷于催眠状态，常常发生类似人的自发性癫痫。长爪沙鼠在一定条件下会斗殴，成年沙鼠混群通常导致激烈斗殴，伴有损伤甚至死亡。

 

 

长爪沙鼠牙齿尖利，可咬嚼木头。长爪沙鼠中腹部有一卵圆形棕褐色的无毛区，称为腹标记腺或腹标记垫，上面被有腊样物质，该腺在物体上磨擦时会分泌一种油状、具有怪味的分泌物，可作为其活动区域的标记。雄性沙鼠的腹标记腺较雌性沙鼠明显，且出现早，其标记行为和腺体的完整性受雄激素控制，其发育程度可作为雄鼠完全性成熟时日龄的估算依据。长爪沙鼠的眼球之后眼角内侧有副泪腺，此腺分泌一种吸引素，从鼻孔排出或与唾液混合，在动物清洁腹部时扩散出来。雄性沙鼠副泪腺分泌的吸引素对于动情期雌性沙鼠有促进交配的作用。沙鼠的肾上腺较大，与体重相比，其肾上腺几乎为大鼠肾上腺的3倍，其产生的皮质酮多。长爪沙鼠脑底动脉Willis环前后交通支存在不同程度的缺失，方便进行单侧结扎颈总动脉制作脑缺血模型[3]。

 

 

长爪沙鼠正常体温38.1～38.4℃，呼吸频率90次/分，饲料消耗5～8 g/天/100g体重，饮水消耗7～9ml/天/100g体重，血量7.76ml/100g体重。野生长爪沙鼠在春季到秋季繁殖，驯养的长爪沙鼠为长年发情动物，春秋繁殖性能更好，每年12月和1月基本不繁殖。性成熟期为10～12周，性周期4～6天，交配多发生于傍晚和夜间，妊娠期为24～26天，哺乳期21天。成年雌鼠一年可繁殖3～4胎，多则达5～8胎，最高可繁殖14胎，一生的繁殖期为7～20个月。驯养动物的寿命为2～4年[4]。驯养的长爪沙鼠饲喂啮齿类动物的颗粒料就可以生长良好，繁殖性能不好时可添加鸡蛋和适量葵花籽、胡萝卜等[5]。

 

 

长爪沙鼠有22对（44条）染色体，其中22条为正中着丝，10条亚中着丝，10条端着丝，1条较大的X染色体亚中着丝，还有1条较小的亚中着丝的Y染色体。迄今为止毛色突变共有11个群体，全部发生在宠物群和实验室群体中。其中野生型毛色的遗传由显性A位点控制，黑色毛色的遗传由隐性等位基因a控制，白色毛色的遗传由隐性等位基因c控制，白斑的遗传由常染色体基因Sp控制，灰色毛色的遗传由隐性基因g控制，粉眼淡化型的遗传受隐性等位基因p控制，中度青紫兰色的遗传受常染色体隐性等位基因cchm控制[6]。长爪沙鼠1、2号染色体各有八条深染带纹，可以着丝点位置加以区分，3号染色体有六条深染带纹，位于着丝点附近和长臂与短臂中部远侧端，4、5号染色体均有四条深染带，5号染色体短臂深染带纹位于着丝点一侧可予以区分[7]。长爪沙鼠线粒体DNA（mtDNA）经BzmHⅠ、BglⅡ、EcoRⅠ和PstⅠ四种内切酶酶切后得到长爪沙鼠的线粒体DNA酶切图谱，大多数沙鼠酶切图谱相同，用四种酶酶切分别产生1、5、6和3个片段，少数的长爪沙鼠经BglⅡ和EcoRⅠ酶切后分别产生4个片段，可见其mtDNA有多态性[8]。

 

 

在2009、2011和2015国家科技部支撑计划项目和课题的资助下，分别对建立长爪沙鼠不同级别动物的遗传、微生物、营养检测方法和制定标准进行了连续多年研究，实验用长爪沙鼠标准化工作取得重要进展。目前已发布实验动物长爪沙鼠浙江省地方标准7项；北京市地方标准完成了6项报批稿，预计将在2018年9月份发布；已公布团体标准6项（表1）。

 

 

 

长爪沙鼠具有独特的生物学特征，已被广泛应用于微生物和寄生虫感染性疾病、肿瘤、糖尿病、脑缺血等多种疾病的研究中。长爪沙鼠对多种微生物（布氏杆菌、汉坦病毒等）和寄生虫如丝虫、蛔虫等敏感[3]，长爪沙鼠被认为是最合适研究李氏杆菌病的小动物模型，因为李斯特氏菌在长爪沙鼠体内的入侵途径与人体内的入侵途径相同[9]。长爪沙鼠是目前发现的唯一能单独长期感染幽门螺杆菌（Helicoptor peri, HP）会引起胃炎和胃癌的啮齿类动物，其感染HP后的免疫病理变化包括胃酸过少、肠道菌群变化等，特征与人的非常相似[10]。博尔纳病毒是一种嗜神经包膜病毒，单股，负链RNA病毒。这种病毒引起脑炎，研究表明，新生长爪沙鼠比新生大鼠通过颅内接种方式更容易感染博尔纳病毒[11]。长爪沙鼠人工口服可持续感染类圆线虫[12]。另外，长爪沙鼠是研究衰老、刺激等因素对哺乳动物脑部中枢听觉系统影响的理想模型。通过对不同刺激或特定时期的沙鼠耳部结构、神经元数量、认知功能的变化，来研究衰老和刺激等因素对脑干系统差异的影响。同时，长爪沙鼠还是非常合适的人工耳蜗植入研究的动物模型[13]。长爪沙鼠具有很多独特的行为学特点，例如一夫一妻制的长爪沙鼠表现出高水平的父爱行为，是研究激素对父爱行为调节的理想模型[14]。新生长爪沙鼠反复与其母亲和同胞分离，对其行为学的影响，会产生近似于人类抑郁情感的一些特征[15]。长爪沙鼠是研究抗抑郁NK(Neurokinin) receptor 和SP（物质P）通路相关药物的理想模型[16]。与大鼠相比，长爪沙鼠表现出更多的焦虑样行为，更多的主动探索行为和对疼痛的敏感性，也具有更多的社交行为，这使得长爪沙鼠对这些测试更敏感[17]。长爪沙鼠群体中具有较高频率的自发性癫痫，而且具有类似人类自发性癫痫发作的特点，是公认的遗传性癫痫模型。月龄不同，发作频率也不同，尤其是2月龄左右沙鼠，对特异性因子具有感受性，有的可因癫痫发作致死，这是沙鼠特有的生物学特性[18]。长爪沙鼠可成为动物轻微（肌阵挛）和主要（主要是全身强直阵挛）这两种癫痫发作的很好模型[19]。 

 

 

在国家科技部支撑计划项目、国家自然科学基金以及北京市自然基金课题的资助下，我国科研工作者们成功培育了多个长爪沙鼠疾病模型种群，包括浙江省实验动物中心成功建立了SPF级长爪沙鼠种群，非酒精性脂肪肝模型[20]。首都医科大学培育了长爪沙鼠脑缺血高发封闭群[21]，长爪沙鼠脑缺血模型近交系[22]，长爪沙鼠糖尿病模型近交系[23]等多个新的品系。SPF级长爪沙鼠种群的建立为流行性出血热疫苗等生物制品的生产提供高级别的实验动物。长爪沙鼠由于其脑底动脉Willis环先天存在多种缺少类型，因此非常方便进行脑缺血研究，但普通群体制备单侧颈总动脉结扎缺血模型的成功率只有40%左右，长爪沙鼠脑缺血高发封闭群的培育成功使之提高到大约70%，全脑缺血模型成模率从80%提高到接近100%，在很大程度上减少了动物使用量，体现了动物福利原则[21]。在此封闭群的基础上，通过定向选育和全同胞近亲繁殖的方式，建立脑缺血模型近交系群体，其COW缺失率达76.62%，局部脑缺血模型成功率达到88.89%。在该近交系模型培育的过程中，发现其中一个分支具有高血糖的特性，经过20代全同胞近亲繁殖，获得一个自发性2型糖尿病模型近交系，该品系动物具有空腹血糖升高、糖耐量受损、胰岛素抵抗、多器官病变和多个糖尿病相关基因表达异常等糖尿病典型特征，其糖尿病特征模型比率达到60%左右。这些长爪沙鼠疾病模型群体的成功培育，改变了我国没有长爪沙鼠模型品系的状况，将为相关疾病的发生机制、敏感药物筛选等诸多研究提供新材料和新思路。

作者：杜小燕 陈振文

 

 

[1]王钜，陈振文主编，现代医学实验动物学概论，2004第一版，中国协和医科大学出版社出版. 

 

[2]Weinert D, Weinandy R, Gattermann R. Photic and non- photic effects on the daily activity pattern of Mongolian gerbils . Physiology & Behavior , 90(2-3) , 325-333. 

 

[3]李长龙，杜小燕，陈振文. 长爪沙鼠资源开发利用进展. 中国实验动物学报，2014，22(6)：106-113. 

 

[4]杨一挥，朱依柏，曹昌杰，等. 长爪沙鼠生长与发育的实验观察. 四川动物，1995，14（2）：87-87. 

 

[5]Sigmund TR. The mongolian gerbil(Meriones Unguiculatus) in research. Laboratory Animal Care，1968，18(2)：235-241. 

 

[6]刘月环，吴旧生，萨晓婴，等. 长爪沙鼠毛色突变类型及其遗传研究概况. 上海实验动物科学，2001，21（3）：168-171. 

 

[7]王钜，郑思华，孟霞 长爪沙鼠1～5号染色体G显带特征初步研究. 实验动物科学与管理，2004，21（2）：8-10. 

 

[8]史顺娣，沈洁. 长爪沙鼠线粒体DNA限制物理图谱的研究. 北京实验动物科学与管理，1994，11（4）：8-9. 

 

[9] Roulo RM, Fishburn JD, Amousu M, et al. Dose Response of Listeria monocytogenes Invasion, Fetal Morbidity, and Fetal Mortality after Oral Challenge in Pregnant and Nonpregnant Mongolian Gerbils. Infection and Immunity, 2014, 82(11): 4834-4841. 

 

[10] Hirayama F ,Takagi S, Kusuhara M. Induction of gastric ulcer and intestinal metaplasia in Mongolian gerbils infected with Helicobacter pylori. J Gastroenterol, 1996, 31(5) :755-7571. 

 

[11]Nakamura Y, Nakaya T, Hagiwara K, et al. High susceptibility of Mongolian gerbil (Meriones unguiculatus) to Borna disease virus. Vaccine, 1999, 17(5): 480-489. 

 

[12]Baek BK, Whang IS, Islam MK, et al. Persistent infection with Strongyloides venezuelensis in the Mongolian gerbil (Meriones unguiculatus). Korean J Parasitol, 2002, 40(4), 181-186. 

 

[13]He W, Kemp D, Ren T. Timing of the reticular lamina and basilar membrane vibration in living gerbil cochlear. Elife, 2018, 7: e37625. 

 

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[23] Li X, Lu J, Wang Y, et al. Establishment and characterization of a newly established diabetic gerbil Line. Plos One, 2016, 11(7): e0159420.