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坦白说,我是直到毕业后才知道,在我们学校有一个实验动物悼念处,用于纪念和感谢那些因为做实验而死去的动物们。是的,这是一件很严肃的事情,因为无论大小,它们都是一条条的生命。而这其中,牺牲最多的,无疑是小白鼠。
文/王藐(中山大学药理学硕士,科普专栏作者)编辑/莫阿莫
自文明起始,人类就一直在与疾病做斗争。那些曾在人类历史中盛行的霍乱、天花、脊髓灰质炎、流感等流行性疾病,更是夺去了成千上万人的性命。而许多人生的病,在动物身上同样也会发生。因此,在医学发展之后,为了认识疾病,科学家开始使用动物来做研究和实验,以通过动物的生理学和行为学来研究人。
为什么用小白鼠做实验的最多?
最大的原因是它们繁殖得快。
一般来说,一只小白鼠的寿命是两年左右。人类二十岁左右生育,小白鼠三个月就行了;人类怀胎十月,而小白鼠怀胎三周;人类通常每胎一个,小白鼠通常每胎八个……简单地说,一对小白鼠在一年之内就可以做到子子孙孙无穷尽也。
因为繁殖快,所以一只小白鼠的成本并不高。尤其是当我们需要多个实验组对照时,这就成为了一大优势。当然做实验也会用别的动物,比如兔子、狗,甚至猩猩,但它们就贵了。如果像用小白鼠这样批量用猩猩的话,实验还没做完恐怕就破产了。而且猩猩说不定还要缠着你吃香蕉,但喂养小鼠就简单多了,环境温度、湿度调好,饲料和水管够就行。
既然如此,为什么不用更便宜更好繁殖的动物,比如……蟑螂呢?因为老鼠是哺乳动物而蟑螂不是啊!我们学生物学就知道,动物分门、纲、目、科、属、种,越往后,越相似。那些迫不得已必须用到灵长科猩猩的实验,大多和高级的脑神经功能相关。比如我的一位师兄,就曾用猩猩做了个有关戒毒的实验。而小白鼠作为哺乳动物,它体内99%的基因都能在人类基因组中找到同源基因。所以做一般的实验,用小白鼠就足够了。
再说了,给一只小白鼠打针,一个女生就能搞定;而如果是猩猩……反正我那个用猩猩做实验的师兄,时常被毒瘾发作的猩猩抓得不轻。
为什么用的是小白鼠而不是小灰鼠?
如果仔细看,你会发现小白鼠除了毛是白的,眼睛还都是红的。这看上去是不是挺像人类的白化病患者?事实上,它们就是。实验用鼠就是专门选用了酪氨酸酶基因突变导致先天白化病的鼠。
这并不是说只有得了白化病的鼠才能被用作实验,而是人们刻意以白毛作为标记,来区分实验用鼠和普通鼠,而不至于弄错。想象一下,如果实验用的不是白鼠,而是一般的灰鼠。在某个夜深人静的时刻,下水道里的某只老鼠闻到实验鼠饲料的味道伺机寻过来,一不小心扎进了实验小鼠的堆里……第二天一早,实验人员还怎么能区分呢?
当然,也有不以白化病作为选择标志培育出来的小鼠,比如C57BL/6,它是肿瘤学、生理学、免疫学、遗传学研究中常用的品系。从外观上看,这类小鼠跟一般的街边老鼠区别不大。
但总归来说,一般实验中最常用的还是小白鼠和大白鼠。
小白鼠和大白鼠之间又有什么区别?
大白鼠比小白鼠大……咳咳,言归正传。其实大白鼠并不是吃得更多长得更肥壮的小白鼠,它和小白鼠根本就是不同品种。大白鼠的种类通常是褐鼠(Rattus norvegicus),而小白鼠的种类通常是小家鼠(Mus musculus)。
大白鼠和小白鼠各有各的优势。小白鼠因为体型小,比较容易抓握。普通女生也可以一手固定其后背,一手拿灌胃针喂药;而大白鼠的力气比较大,体型也比较长,一只手固定不稳,就会有被抓或被咬的风险。
但有利就有弊,小白鼠的体型小,意味着取血少,解剖也更困难。笔者曾经做过一个实验,需要给大白鼠的颈静脉置管取血。具体操作就是在大白鼠的脖子上开一道两厘米的口子,分离各种血管和组织之后,找到脖子上那根静脉(直径2毫米左右),结扎近心端后,在远心端上剪一个V形小口,插一根细管子进去,固定,再把这根细管子固定在背上,最后再把脖子上的伤口缝合起来。
粗略计算,那个实验我大概给50只大白鼠做了这样的置管。如果让我给50只小白鼠做这么复杂的手术,我会掀桌的。
为什么不用人来做实验?
按理说,用人类来做实验,效果会更精确一点,因为毕竟咱们都是灵长目人科人种人属嘛,但是……你知道小白鼠一般都是用来做什么实验的么?
最常见的,就是药理毒理学实验。粗略理解的话,就是先建立某种疾病的小鼠模型,然后给它喂药,并观察它会对小白鼠产生什么作用,哪个剂量产生药效,哪个剂量产生毒性,在体内的代谢情况如何。
这一类实验倒是也会在人类身上做,被称作临床三期实验,即是在临床一期和临床二期实验之后进行的,前两期都是动物实验,已经积累了一定的数据后,才敢将其用在人类身上。如果在对药物还不甚了解的情况之下就贸然拿一部分人来做实验,那是非常不负责任的行为。
另外一些遗传学实验,就实在没法用在人类身上了,比如基因敲除小鼠实验。它通过基因打靶,把需要敲除的基因替换掉,这样可以用于研究某个基因对药物代谢、生理病理的影响。这种实验如果用在人类身上,将会面临严厉的伦理学拷问。毕竟目前连还不能称之为“人”的胚胎干细胞实验,都处于非常激烈的争议之中。
但前面说了,小鼠和人类只是有99%的同源基因,而不是99%相似。因此要让实验结果最终实践于人,还是要对应人的基因最方便。为此,科学家们也找到了另外一条途径,他们并不通过主动敲除基因对人类进行遗传学改造,而是在茫茫人海中找寻那些已经发生了基因突变的人们,并将他们与其他人比较,来找到这个基因对应的作用。
这也不失为一种合理的实验方法,然而大海捞针的进度终究比较慢,要准确定位一个基因片段也很难。所以尽管在2000年6月26日,人类基因组计划就宣布人类基因组草图的绘制工作已经完成,但直至今日,我们能够确定其作用的基因片段仍然还很少很少。
文/王藐(中山大学药理学硕士,科普专栏作者)编辑/莫阿莫
自文明起始,人类就一直在与疾病做斗争。那些曾在人类历史中盛行的霍乱、天花、脊髓灰质炎、流感等流行性疾病,更是夺去了成千上万人的性命。而许多人生的病,在动物身上同样也会发生。因此,在医学发展之后,为了认识疾病,科学家开始使用动物来做研究和实验,以通过动物的生理学和行为学来研究人。
为什么用小白鼠做实验的最多?
最大的原因是它们繁殖得快。
一般来说,一只小白鼠的寿命是两年左右。人类二十岁左右生育,小白鼠三个月就行了;人类怀胎十月,而小白鼠怀胎三周;人类通常每胎一个,小白鼠通常每胎八个……简单地说,一对小白鼠在一年之内就可以做到子子孙孙无穷尽也。
因为繁殖快,所以一只小白鼠的成本并不高。尤其是当我们需要多个实验组对照时,这就成为了一大优势。当然做实验也会用别的动物,比如兔子、狗,甚至猩猩,但它们就贵了。如果像用小白鼠这样批量用猩猩的话,实验还没做完恐怕就破产了。而且猩猩说不定还要缠着你吃香蕉,但喂养小鼠就简单多了,环境温度、湿度调好,饲料和水管够就行。
既然如此,为什么不用更便宜更好繁殖的动物,比如……蟑螂呢?因为老鼠是哺乳动物而蟑螂不是啊!我们学生物学就知道,动物分门、纲、目、科、属、种,越往后,越相似。那些迫不得已必须用到灵长科猩猩的实验,大多和高级的脑神经功能相关。比如我的一位师兄,就曾用猩猩做了个有关戒毒的实验。而小白鼠作为哺乳动物,它体内99%的基因都能在人类基因组中找到同源基因。所以做一般的实验,用小白鼠就足够了。
再说了,给一只小白鼠打针,一个女生就能搞定;而如果是猩猩……反正我那个用猩猩做实验的师兄,时常被毒瘾发作的猩猩抓得不轻。
为什么用的是小白鼠而不是小灰鼠?
如果仔细看,你会发现小白鼠除了毛是白的,眼睛还都是红的。这看上去是不是挺像人类的白化病患者?事实上,它们就是。实验用鼠就是专门选用了酪氨酸酶基因突变导致先天白化病的鼠。
这并不是说只有得了白化病的鼠才能被用作实验,而是人们刻意以白毛作为标记,来区分实验用鼠和普通鼠,而不至于弄错。想象一下,如果实验用的不是白鼠,而是一般的灰鼠。在某个夜深人静的时刻,下水道里的某只老鼠闻到实验鼠饲料的味道伺机寻过来,一不小心扎进了实验小鼠的堆里……第二天一早,实验人员还怎么能区分呢?
当然,也有不以白化病作为选择标志培育出来的小鼠,比如C57BL/6,它是肿瘤学、生理学、免疫学、遗传学研究中常用的品系。从外观上看,这类小鼠跟一般的街边老鼠区别不大。
但总归来说,一般实验中最常用的还是小白鼠和大白鼠。
小白鼠和大白鼠之间又有什么区别?
大白鼠比小白鼠大……咳咳,言归正传。其实大白鼠并不是吃得更多长得更肥壮的小白鼠,它和小白鼠根本就是不同品种。大白鼠的种类通常是褐鼠(Rattus norvegicus),而小白鼠的种类通常是小家鼠(Mus musculus)。
大白鼠和小白鼠各有各的优势。小白鼠因为体型小,比较容易抓握。普通女生也可以一手固定其后背,一手拿灌胃针喂药;而大白鼠的力气比较大,体型也比较长,一只手固定不稳,就会有被抓或被咬的风险。
但有利就有弊,小白鼠的体型小,意味着取血少,解剖也更困难。笔者曾经做过一个实验,需要给大白鼠的颈静脉置管取血。具体操作就是在大白鼠的脖子上开一道两厘米的口子,分离各种血管和组织之后,找到脖子上那根静脉(直径2毫米左右),结扎近心端后,在远心端上剪一个V形小口,插一根细管子进去,固定,再把这根细管子固定在背上,最后再把脖子上的伤口缝合起来。
粗略计算,那个实验我大概给50只大白鼠做了这样的置管。如果让我给50只小白鼠做这么复杂的手术,我会掀桌的。
为什么不用人来做实验?
按理说,用人类来做实验,效果会更精确一点,因为毕竟咱们都是灵长目人科人种人属嘛,但是……你知道小白鼠一般都是用来做什么实验的么?
最常见的,就是药理毒理学实验。粗略理解的话,就是先建立某种疾病的小鼠模型,然后给它喂药,并观察它会对小白鼠产生什么作用,哪个剂量产生药效,哪个剂量产生毒性,在体内的代谢情况如何。
这一类实验倒是也会在人类身上做,被称作临床三期实验,即是在临床一期和临床二期实验之后进行的,前两期都是动物实验,已经积累了一定的数据后,才敢将其用在人类身上。如果在对药物还不甚了解的情况之下就贸然拿一部分人来做实验,那是非常不负责任的行为。
另外一些遗传学实验,就实在没法用在人类身上了,比如基因敲除小鼠实验。它通过基因打靶,把需要敲除的基因替换掉,这样可以用于研究某个基因对药物代谢、生理病理的影响。这种实验如果用在人类身上,将会面临严厉的伦理学拷问。毕竟目前连还不能称之为“人”的胚胎干细胞实验,都处于非常激烈的争议之中。
但前面说了,小鼠和人类只是有99%的同源基因,而不是99%相似。因此要让实验结果最终实践于人,还是要对应人的基因最方便。为此,科学家们也找到了另外一条途径,他们并不通过主动敲除基因对人类进行遗传学改造,而是在茫茫人海中找寻那些已经发生了基因突变的人们,并将他们与其他人比较,来找到这个基因对应的作用。
这也不失为一种合理的实验方法,然而大海捞针的进度终究比较慢,要准确定位一个基因片段也很难。所以尽管在2000年6月26日,人类基因组计划就宣布人类基因组草图的绘制工作已经完成,但直至今日,我们能够确定其作用的基因片段仍然还很少很少。