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Nature:如何用小鼠做好免疫实验

来源/作者:alax   发表时间:2016-04-21 15:01:20  
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  一些在小鼠模型中测试时能够很好地发挥作用的医疗干预措施,当它们进展到在人类身上测试安全性和疗效时却有可能会失败。科学家们提出其中的一个原因或许是,实验小鼠和人类免疫系统发育之间的差异。

 

一些在小鼠模型中测试时能够很好地发挥作用的医疗干预措施,当它们进展到在人类身上测试安全性和疗效时却有可能会失败。科学家们提出其中的一个原因或许是,实验小鼠和人类免疫系统发育之间的差异。

由美国国家过敏与传染病研究所资助的一项新研究推断,实验室小鼠是在无病原体的环境中喂养,缺乏微生物多样性有可能促成了这些差异。由明尼苏达大学David Masopust领导的一个科学研究小组发现,让实验室小鼠与来自宠物商店的小鼠共同居住在一起生成的“脏小鼠”模型,或许可以更好地反映成年人类的免疫系统。

该研究小组首先通过分析来自人类和实验小鼠的子宫颈组织样本,探究了两个物种之间的免疫学差异。研究人员发现,相比于人类,实验室小鼠的记忆T细胞数量较少,多样性较小,且不太广泛分布。实验室小鼠的免疫系统与人类婴儿的免疫系统更加相似,尤其是就记忆T细胞的数量和组织分布而言。

接下来,研究人员对实验室和谷仓或宠物店环境的小鼠的一些组织进行了相似的分析。非实验室小鼠的免疫系统更像成年人类的免疫系统,表明微生物环境的变化,而非物种差异有可能是导致不同免疫系统组成的原因。

研究人员随后探讨了,当较少接触环境微生物的实验室小鼠暴露于不同的环境时,其免疫系统是否会发生改变。他们让实验室小鼠与宠物店喂养的健康小鼠共同居住在一起。8周后,分析实验小鼠揭示出,T细胞和其他免疫系统元件的模式更接近于匹配宠物店小鼠和成年人类。这些研究结果提出:“脏小鼠”或许比典型的实验室小鼠能够更接近地模拟人类免疫系统,可以研究它们来更多地了解环境和遗传学在人类免疫系统发育中所起的作用。

小鼠模型是生物学和医学研究中普遍使用的一个基本工具,然而小鼠实验的结果有时候很难重复。在2016年2月Wellcome Genome Campus举行的一次会议上,研究者们全面探讨了影响小鼠研究结果多种生物学因素。我们的论文很少提及一些看似“无关紧要”的环境因素,比如小鼠的饮食、睡眠或者光照情况。实际上已经有不少研究表明这些因素能对小鼠产生显著影响,不同的环境条件会使小鼠实验的结果产生很大差异。

乘客突变——伴随着有意的遗传修饰而出现的不必要改变,可能会扭曲利用某些类型转基因小鼠的实验结果。根据2015年七月七日《Immunity》发表的一项分析表明,在这些动物模型中普遍存在的乘客突变,可能对实验结果有着显著影响。

小鼠被广泛用于模拟人类代谢、疾病和药物应答,是医学研究中的一个基本工具。然而斯坦福大学的研究团队指出,人类和小鼠的基因表达存在着惊人的差异,不论是蛋白编码基因还是非编码基因。这项研究发表在2014年十一月十七日的PNAS杂志上。

推荐原文索引:

D Masopust et al. Normalizing the Environment Recapitulates Adult Human Immune Traits in Laboratory Mice. Nature DOI: 10.1038/nature17655 (2016).

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