Размещено на http: //www. allbest. ru/

ФБГОУ ВО «Волгоградский государственный медицинский университет» Волгоград, Россия

The Volgograd state medical university Volgograd, Russia

Лабораторная мышь как модельный объект в биологии и экспериментальной медицине

Mice as a model object in biology and experimental medicine

Золотых М.А., Лебедева Н.А., Жерихова Я.Н., Кобец А.А.

Zolotykh M.A., Lebedeva N.A., Zherikhova Ya.N., Kobets A.A.

Эксперимент с использованием лабораторных животных и других живых объектов является одним из ведущих методов познания в современной медицине, фармакологии, ветеринарии, биологии [1]. Количество подобных процедур растет из года в год и, несмотря на огромное разнообразие модельных объектов в современной науке, лабораторная мышь уже больше века остается самым излюбленным экспериментальным животным: 66% исследований опираются на результаты, полученные в ходе опытов именно над этим модельным объектом.

Лабораторные мыши (Mus musculus L.) принадлежат к отряду грызунов (Rodentia) семейству мышевидных (Muridae). Являются искусственно выведенным видом, берущим свое начало от серой домовой мыши. Несмотря на то, что опыты на лабораторных мышах проводились физиологами и микробиологами еще в XIX веке - годом появления данного вида считается 1909, когда Кларенс Кук Литл вывел первую инбредную линию мышей, известную как линия DBA. Мыши обладают чрезвычайно высоким обменом веществ, высокой интенсивностью роста и развития, малым размером тела, а также большой плодовитостью, непродолжительным сроком беременности, способностью выкармливать свое потомство в короткие сроки [2]. При продолжительности жизни 1-2 года (редко до 3 лет) физиологическая зрелость у этих животных наступает на 50-60 день постнатального онтогенеза, половая зрелость - в возрасте 30-35 дней. У самок продолжительность беременности составляет в среднем 21 сутки, лактация длится в течение 20-28 дней. В помете одна самка может принести до 12 мышат, однако в среднем цифра намного ниже - около 6. Масса тела взрослой мыши колеблется от 15 до 60 грамм, в зависимости от линии, при этом масса новорожденных животный составляет всего 1-2 грамма. Из физиологических показателей наиболее важным является температура тела, составляющая 37-39 ?С. Частота дыхания у мышей - 130-200 вдохов в минуту, пульс - 500-700 ударов в минуту. Систолическое кровяное давление в пределах 82-105 мм рт. ст., количество крови составляет 62-78 мл/кг живой массы. К важнейшим биохимическим показателям относят содержание глюкозы, креатинина, билирубина, рН крови, гематологические нормы. Данные представлены в таблице:

ген мутация мышь медицина

Табл.1 Некоторые биохимические показатели у лабораторной мыши

В зависимости от поставленной цели исследования, в различных экспериментах используются инбредные и аутбредные линии лабораторных мышей. Например, мыши инбредной линии BALC/c чаше других используются в экспериментах. Это одна из наиболее старых линий. Эти животные подвержены заболеваниям сердечно-сосудистой системы и отличаются высоким систолическим давлением крови, чувствительны к желудочно-кишечным инфекциям. Их используют в разработке новых медицинских технологий [3] В соответствии с рекомендацией Комитета по стандартизации инбредная линия может быть зарегистрирована как стандартная, если животных этой линии размножали братско-сестринским инбридингом не менее 20 поколений; допускается скрещивание матерей с сыновьями или отцов с дочерьми. Линии, происходящие от общих предков, но разделенные при передаче животных в другую лабораторию на 8-19 поколении братскосестринского инбридинга и поддерживаемые раздельно в течение последующих поколений, принято считать сублиниями [1].

Табл. 2 Обозначения некоторых распространенных линий мышей

При надлежащем содержании животных в питомниках и экспериментальных биологических клиниках с соблюдением всех правил и регламентов повышается вероятность получения надежных и воспроизводимых результатов исследования. Лабораторным животным должно быть обеспечено полноценное кормление и уход, поддержание нормального состояния здоровья, содержание в соответствующих для каждого вида нормативных условиях, возможность удовлетворения физиологических и поведенческих потребностей, ежедневный контроль условий содержания, быстрое устранение недостатков и факторов, могущих повлечь за собой стресс и страдания животных [1]. В соответствии с Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых в экспериментальных и других научных целях (Совет Европы, Страсбург, 2004 г.), следует придерживаться нормативов содержания лабораторных животных.

Так, оптимальный температурный режим содержания лабораторных мышей при относительной влажности 40-60% составляет 20-26 ?С . При этом следует учитывать такие параметры как норма освещения в 50 лк, количество воздуха на одно животное 0,25 куб.м/ч со скоростью движения 0,2 м/с. Немаловажное преимущество лабораторных мышей в простоте их содержания. Число животных на одну клетку может составлять до 15 голов, минимальная площадь клетки - от 180 см2. Нормы расхода корма для взрослых и подопытных животных и производственного поголовья - 12 г/гол в сутки, для молодняка - 5-8 г/гол в сутки.

С помощью лабораторных мышей было сделано немало открытий. На протяжении столетий эти и животные использовались как модельные объекты в бактериологических, токсикологических, мутагенных и канцерогенных исследованиях, в стандартизации гормональных препаратов, вакцин и сывороток, а также в различных генетических и молекулярно-биологических исследованиях [2].

Полное секвенирование генома мыши в 2002 году [4] открыло новые возможности для исследователей. В частности, в онкологии манипулирование с генами позволяет получить “нокаутированных” мышей. На модели трансгенных и “нокаутированных” животных показано, что развитие опухоли может быть результатом мутации в генах, играющих ключевую роль в регуляции пролиферации и дифференцировки клеток [5]. Кроме того, трансплантация стволовых клеток иммунной системы человека лабораторным мышам открывает новые возможности в производстве моноклональных антител.

В фармакологии ни одно исследование не обходится без тестирования новых препаратов на животных. Наряду с крысами и кроликами лабораторная мышь является одним из классических модельных объектов. Несмотря на открытие перспектив в тестировании новых фармакологических продуктов на приматах, простота содержания и невысокая себестоимость лабораторных мышей сохраняет их лидирующую позицию среди экспериментальных животных в фарминдустрии.

В физиологических исследованиях на лабораторных животных грызуны используются для изучения механизмов тревожности с фиксированием различных поведенческих моделей. Миру известен эксперимент Джона Кэлхуна «Вселенная-25», связанный с попыткой ученого идеальные условия для экспериментальной группы мышей, закончившийся смертью всех подопытных грызунов.

Также на лабораторных мышах ставятся эксперименты в области нейробиологии: изучение работы нейронов экспериментальных животных помогает ученым исследовать механизмы нейродегенеративных заболеваний, делать новые открытия в этом направлении.

Несмотря на то, что на сегодняшний день принципы гуманности заставляют исследователей все чаще отказываться от экспериментальных животных, предпочитая использовать в своих опытах клеточные и тканевые культуры, технология in vitro не позволяет сформировать ясную картину о течении тех или иных процессов в живых системах. Лабораторная мышь была, есть и остается одной из самых распространенных и востребованных модельных объектов в мире.

Список использованной литературы

1. Каркищенко Н. Н., Грачев С. В. Руководство по лабораторным животным и альтернативным моделям в биомедицинских исследованиях //М.: Профиль-2С. - 2010. - Т. 358.

2. Чадаев В. Е. Модельные объекты в медицине и ветеринарии //Вісник проблем біології і медицини. - 2012. - Т. 2. - №. 3.

3. Каркищенко В. Н., Шмидт Е. Ф., Брайцева Е. В. Исследователи предпочитают мышей balb/c //Биомедицина. - 2007. - Т. 1. - №. 1.

4. Банникова А. А. Молекулярные маркеры и современная филогенетика млекопитающих //Журнал общей биологии. - 2004. - Т. 65. - №. 4. - С. 278-305.

5. Попова Н. А. Модели экспериментальной онкологии //Соросовский образовательный журнал. - 2000. - Т. 6. - №. 8. - С. 33-38.

Размещено на Allbest.ru