当提到鼠的时候，你脑海里的第一印象是什么？
可能是脏，毕竟鼠类可以传播鼠疫、流行性出血热等疾病；可能是“硕鼠硕鼠，莫食我黍” ，因为鼠类是生命力强、食物来源极其广泛的啮齿动物；当然也可能是深受喜爱的卡通形象：迪士尼的米老鼠和《猫和老鼠》中的杰瑞。
但，对于科研狗来说，小鼠却是他们搞研究、发文章最忠实的小伙伴。曾经有研究团队随机挑选了276篇学术论文，其中252篇使用了小鼠作为实验动物，小鼠真可谓是稳坐模式动物的第一把交椅。
在研究细胞周期与发育过程的动物模型中，果蝇、线虫和斑马鱼立下了汗马功劳，但在涉及哺乳动物的免疫、内分泌、神经、心血管、骨骼以及其他复杂的生理系统功能时，小鼠（Mus musculus）可以作为更佳的动物模型实验材料。
小鼠 Mus musculus
作为研究对象的前世今生
对于小鼠的研究可追溯至1902年了，哈佛大学的William Castle在孟德尔遗传学研究的影响下,率先开始小鼠的遗传学研究，他对小鼠的遗传和基因变化进行了系统分析，成功培育了最早的可用于生物研究的小鼠品系。1929年，Jackson实验室开始非盈利性地为美国的科研实验室提供稳定的小鼠。随后，由于小鼠价格低廉，便于操作，繁殖快速的特点，针对小鼠的克隆、基因修饰等基因工程方法发展到了一个新的高度。
和其他所有胎生哺乳动物一样，小鼠和人类都拥有相同的基本躯体及器官结构。小鼠拥有超过90%和人类相同的基因，以及99%的人类同源基因（指从进化角度看，具有相同祖先或者来源的基因）。除了特殊的裸鼠，小鼠全身都被毛。常见的毛色除了白色，还有黑色、棕色 、灰色等。老鼠的显著外观特征还包括：耸立的半圆形耳朵以及小白鼠鲜红的眼睛。
小白鼠顺滑的毛皮、澄澈的红眼睛都是判断健康状态的标志
小鼠与人类疾病
正是因为与人类基因结构的高度相似，科研中利用小鼠进行两类人类疾病的研究。一类是在小鼠自身发育和衰老过程就会获得疾病，如：动脉粥样硬化、高血压、糖尿病和青光眼等。另一类是通过操纵环境因素或改变小鼠的基因组成诱导获得的疾病，如哮喘和阿兹海默症等。
水迷宫实验（Morris water maze）是通过小鼠等动物的行为判断它们的智力情况与认知能力的实验。小鼠在实验中被迫通过游泳，在学习的过程中寻找隐藏在水中的平台，逃离水域。不同的指标被用于衡量鼠类的空间感知能力以及学习能力，比如到达指定平台所需的时间、到达平台前游泳的总路程，又或是在有提示的情况下，小鼠表现的提升程度等等。
在水迷宫游泳的小鼠
研究发现，不同性别的小鼠也有很大差别，在雌雄同居的小鼠群体中，雄鼠拥有明显优势，因此通常按照性别分开饲养。即便如此，成年雄性小鼠在同笼饲养过程中也会出现争斗。“理发师”是雄性小鼠群居时的有趣现象，指的是在生存斗争占上风的雄性小鼠会拔去其他小鼠的胡须并保留自己的胡须的行为。
图右为被“理发师”小鼠拔取胡须和毛发的小鼠，图左为对照小鼠
小鼠用于的生物医学研究的原因，不仅在于它体型小、每窝产仔数目多带来的易获得性和性成熟早、妊娠期短带来的实验周期短的便利性，更在于它被充分研究的解剖及生理特点，还在于经过了多年的人工品系构建及筛选小鼠拥有丰富的近交品系（多世代近亲繁殖产生的品系）、杂交品系和突变品系。
由多种毛色宠物鼠群和青紫蓝色鼠群杂交培育的129小鼠的各个亚系
转基因小鼠
除了“原装”的小鼠可以用于实验，转基因小鼠也被广泛用于实验中。一种是在对小鼠胚胎细胞的细胞核进行显微注射，将外来基因插入小鼠的基因组中实现基因的表达。另一种是构建一种载体工具导入小鼠的体内，载体与小鼠胚胎干细胞中基因具有同源性，因此在一种叫做“同源重组酶”进行重组，同源基因在重组的过程中可以完成“精准修改”或者敲除。
显微注射与基因编辑方法获得转基因小鼠
左为毛发生长基因被敲除的小鼠，右为正常小鼠
在操纵的基因无法通过明显改变外观性状时，可以通过在转基因过程中一并入转“报告基因”作为转基因实验是否成功的“指示灯”，荧光蛋白基因是报告基因中直观、有效的一种。
导入了绿色荧光蛋白GFP的转基因小鼠，GFP在蓝光激发下呈绿色，图中左右两只均为转基因小鼠，居中为正常小鼠
有了“转基因小鼠”这把利器，把带有功能性的人类基因等转入小鼠体内，可以培育出人源化小鼠用作人类疾病的替代模型。人类基因在小鼠的体内可以正常的完成的转录、翻译并表达蛋白质，但是相应的小鼠同源蛋白在小鼠细胞和组织内都不表达。
人源化小鼠的基本原理在于，将人类的一个基因部分或全部替换同源小鼠基因
非人体实验不可避免的一个问题，就是动物模型的研究结论可否直接应用到人类研究中。动物实验的主要目标，并不是为了快速得到颠扑不破的数据和规律，而是要一步步地测试和研究可以用于人类的实验方法，或者至少有效到值得用于人类实验的方法。
小鼠由于在基因结构和表达功能上与人类有许多的相似性，所以它至今仍然是一个理想的备选动物模型。相信通过一系列模式动物的介绍，大家对于实验动物在生物学研究中的地位应该领略了不少。根据实验目的选择最合适的实验材料，既不“杀鸡用牛刀”，也不“蚍蜉撼大树”。
话外音：值得欣慰的是，动物福利在国内外越来越受到关注。动物福利是指让动物满足最基本的生存需求，保证动物健康、感觉舒适、营养充足、安全、能够自由表达天性并且不受痛苦、恐惧和压力威胁。动物福利不仅仅是针对科学实验的动物，更是用人道主义的眼光对待身边所有活泼的生命。
参考文献：
Beck, Jon A., et al. "Genealogies of mouse inbred strains."Nature genetics24.1 (2000): 23-25.
Chatterjee, T. K. "Handbook of laboratory Mice and Rats."Department of Pharmaceutical Technology, Jadavpur University(2003): 157.
Morse, H. C.Building a better mouse: One hundred years of genetics and biology. Academic Press: Waltham, MA, USA, 2007.
Steensma, David P., Robert A. Kyle, and Marc A. Shampo. "Abbie Lathrop, the “mouse woman of Granby”: rodent fancier and accidental genetics pioneer."Mayo Clinic Proceedings. Vol. 85. No. 11. Mayo Foundation, 2010.
本文为小编特邀的科普作者痕量(新加坡国立大学医学院在读博士)的原创文章,希望你们喜欢！
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