Лабораторная крыса - Laboratory rat

Альбинос лабораторные крысы с красными глазами и белым мехом является знаковой моделью организмом для научных исследований в различных областях

Лабораторные крысы или лабораторная крысой является коричневой крысой из подвидов Rattus погуя Доместики , который разводил и держал для научных исследований. Хотя крысы используются в исследованиях реже, чем мыши , они служат важной животной моделью для исследований в области психологии и биомедицины .

Происхождение

В Европе 18 века свирепствовали дикие коричневые крысы, и это нашествие подпитало индустрию ловли крыс. Крысоловы зарабатывали деньги не только на ловле грызунов, но и на продаже их в пищу или, что чаще, для травли крыс .

Травля на крыс была популярным видом спорта, который включал заполнение ямы крысами и определение времени, которое потребуется терьеру, чтобы убить их всех. Со временем разведение крыс для этих соревнований могло привести к вариациям окраски, особенно у разновидностей альбиносов и крыс с капюшоном. Впервые один из этих мутантов-альбиносов был доставлен в лабораторию для исследования в 1828 году для эксперимента по голоданию . В течение следующих 30 лет крыс использовали для еще нескольких экспериментов, и в конечном итоге лабораторная крыса стала первым животным, одомашненным по чисто научным причинам.

Две крысы в ​​капюшонах

В Японии была широко распространена практика содержания крыс в качестве домашних животных в период Эдо, и в руководствах по содержанию домашних крыс 18 века были опубликованы Юсо Таманокакехаси (1775 г.) и Чинган Содатегуса (1787 г.). Генетический анализ 117 линий крыс-альбиносов, собранных со всех частей света, проведенный группой под руководством Такаши Курамото из Киотского университета в 2012 году, показал, что крысы-альбиносы произошли от крыс с капюшонами, а все крысы-альбиносы произошли от одного предка. Поскольку есть свидетельства того, что крыса с капюшоном была известна как "японская крыса" в начале 20 века, Курамото пришел к выводу, что одна или несколько японских крыс с капюшоном могли быть завезены в Европу или Америку, а крыса-альбинос возникла как продукт разведение этих крыс с капюшонами было общим предком всех используемых сегодня лабораторных крыс-альбиносов.

Использование в исследованиях

Вскрытие лабораторной крысы

Крыса рано нашла применение в лабораторных исследованиях в пяти областях: У. С. Смолл предположил, что скорость обучения можно измерить с помощью крыс в лабиринте; предложение, используемое Джоном Б. Уотсоном для его доктора философии. защитил диссертацию в 1903 году. Первая крысиная колония в Америке, использовавшаяся для исследования питания, была основана в январе 1908 года Элмером Макколлумом, а затем потребности крыс в питательных веществах были использованы Томасом Берром Осборном и Лафайеттом Менделем для определения деталей белкового питания . Репродуктивной функции у крыс изучали в Институте экспериментальной биологии в Университете Калифорнии, Беркли по Герберт Маклин Эванс и Джозеф А. Лонг. В генетике крыс изучали Уильяма Эрнеста Замок в Басси институте в Гарвардском университете , пока он закрыт в 1994 году Крысы уже давно используются в исследованиях рака ; например, в Институте исследований рака Крокера .

Историческое значение этого вида для научных исследований отражено в количестве литературы о нем: примерно на 50% больше, чем о лабораторных мышах . Лабораторные крысы часто подвергаются вскрытию или микродиализу для изучения внутреннего воздействия на органы и мозг, например, для рака или фармакологических исследований. Не умерщвленные лабораторные крысы могут быть умерщвлены или, в некоторых случаях, станут домашними животными .

Крыса лишается быстрого сна с помощью техники вазона

Домашние крысы во многом отличаются от диких крыс: они более спокойны и значительно реже кусаются, они могут переносить большее скопление людей, они раньше размножаются и производят больше потомства, а их мозг , печень , почки , надпочечники и сердца меньше.

Ученые вывели множество линий или «линий» крыс специально для экспериментов. Большинство из них получены от крысы- альбиноса Wistar , которая до сих пор широко используется. Другими распространенными линиями являются линии Sprague Dawley, Fischer 344, альбиносы Holtzman, черные крысы Long-Evans и Lister. Инбредных линий , также доступны, но не как обычно используют в качестве инбредных мышей.

Большая часть генома Rattus погуе было секвенировано . В октябре 2003 года исследователям удалось клонировать двух лабораторных крыс путем переноса ядер . Это было первое в серии разработок, которые начали делать крыс пригодными для генетического исследования, хотя они все еще отстают от мышей, которые лучше поддаются методам эмбриональных стволовых клеток , которые обычно используются для генетических манипуляций. Многие исследователи, которые хотят проследить наблюдения за поведением и физиологией до лежащих в основе генов, считают их аспекты у крыс более актуальными для человека и более легкими для наблюдения, чем у мышей, что дает толчок развитию методов генетических исследований, применимых к крысам.

Крыса пересекает сложную местность под воздействием электродов, поступающих в ее мозг

В исследовании 1972 года сравнивали новообразования у крыс Sprague Dawley от шести различных коммерческих поставщиков и обнаружили весьма значимые различия в частоте эндокринных опухолей и опухолей молочной железы. Были даже значительные различия в заболеваемости опухолями мозгового вещества надпочечников среди крыс из одного источника, выращенных в разных лабораториях. Все опухоли яичек, кроме одного, возникли у крыс от одного поставщика. Исследователи обнаружили, что заболеваемость опухолями у крыс Sprague-Dawley из разных коммерческих источников различалась так же сильно, как и у крыс других линий. Авторы исследования «подчеркнули необходимость крайней осторожности при оценке исследований канцерогенности, проводимых в разных лабораториях и / или на крысах из разных источников».

Во время нормирования еды из-за Второй мировой войны британские биологи съели лабораторных крыс со сливками.

Акции и штаммы

Деформации , по отношению к грызунам, представляет собой группу , в которой все члены, насколько это возможно, генетически идентичны. У крыс это достигается путем инбридинга . Имея такую ​​популяцию, можно проводить эксперименты с ролями генов или проводить эксперименты, исключающие вариации генетики как фактор. Напротив, беспородные популяции используются, когда идентичные генотипы не нужны или требуется популяция с генетическими вариациями, и этих крыс обычно называют стадами, а не линиями .

Крыса Вистар

Крыса Вистар

Крыса Вистар - беспородная крыса-альбинос. Эта порода была выведена в Институте Вистар в 1906 году для использования в биологических и медицинских исследованиях, и это, в частности, первая крыса, созданная для использования в качестве модельного организма в то время, когда в лабораториях в основном использовалась домашняя мышь ( Mus musculus ). Более половины всех лабораторных линий крыс происходят от первоначальной колонии, созданной физиологом Генри Дональдсоном, научным администратором Милтоном Дж. Гринманом и генетическим исследователем / эмбриологом Хелен Дин Кинг .

Крыса Wistar в настоящее время является одной из самых популярных крыс, используемых для лабораторных исследований. Для него характерны широкая голова, длинные уши и длина хвоста, который всегда меньше длины его тела. Крыса Sprague Dawley и крыса Long – Evans были выведены из крыс Wistar. Крысы Wistar более активны, чем другие крысы, такие как крысы Sprague Dawley. Спонтанно гипертензивных крыс и крыс Льюиса и другие хорошо известные запасы , разработанные на основе крыс Wistar.

Крыса Лонга – Эванса

Крыса Лонг-Эванса - беспородная крыса, выведенная доктором Д. Лонг и Эванс в 1915 г. путем скрещивания нескольких самок Вистар с диким серым самцом. Крысы Long-Evans белые с черным капюшоном или иногда белые с коричневым капюшоном. Они используются в качестве многоцелевых модельных организмов, часто в исследованиях поведения и ожирения.

Крыса Sprague Dawley

Крыса Sprague Dawley

Крыса Sprague Dawley - беспородная многоцелевая порода крыс-альбиносов, широко используемая в медицинских исследованиях и исследованиях в области питания. Главное его достоинство - спокойствие и простота в обращении. Эта порода крыс была впервые выведена на фермах Sprague-Dawley (позже ставших компанией Sprague-Dawley Animal Company ) в Мэдисоне, штат Висконсин, в 1925 году. Первоначально название было расставлено через дефис, хотя современный стиль бренда (Sprague Dawley, торговая марка, используемая Envigo ) нет. Средний размер помета крысы Sprague Dawley составляет 11,0.

У этих крыс обычно более длинный хвост по сравнению с длиной тела, чем у крыс линии Вистар. Они были причастны к делу Сералини , где утверждалось , что гербицид RoundUp увеличивает количество опухолей у этих крыс. Однако, поскольку известно, что у этих крыс опухоли растут с высокой (и очень непостоянной) скоростью, исследование было сочтено несовершенным по дизайну, а его результаты - необоснованными.

Биологическое разведение крысы

Биобридинговая крыса (также известная как крыса, склонная к биологическому диабету, или крыса BBDP) представляет собой инбредную линию, у которой спонтанно развивается аутоиммунный диабет 1 типа . Подобно мышам NOD , крысы для разведения используются в качестве животной модели диабета 1 типа. Штамм повторно капитулирует по многим чертам диабета человека 1 типа и внес большой вклад в исследования патогенеза СД1.

Крыса Брэттлборо

Крыса Brattleboro - это линия, разработанная Генри А. Шредером и техническим специалистом Тимом Винтоном в Западном Браттлборо , штат Вермонт , начиная с 1961 года для Дартмутской медицинской школы . Он имеет естественную генетическую мутацию, из-за которой образцы не могут вырабатывать гормон вазопрессин , который помогает контролировать функцию почек. Крыс выращивали для лабораторного использования доктором Генри Шредером и техником Тимом Винтоном, которые заметили, что подопечные 17 человек чрезмерно пили и мочились.

Безволосая крыса

Бесшерстные лабораторные крысы предоставляют исследователям ценные данные о ослабленной иммунной системе и генетических заболеваниях почек. Подсчитано, что существует более 25 генов, вызывающих рецессивное облысение у лабораторных крыс. Наиболее распространенные из них обозначаются как rnu (Роуетт обнаженный), fz (нечеткий) и shn (коротко остриженный).

Обнаженная крыса Rowett
  • Голые крысы Rowett, впервые идентифицированные в 1953 году в Шотландии, не имеют вилочковой железы . Отсутствие этого органа серьезно подрывает их иммунную систему, причем наиболее резко возрастают инфекции дыхательных путей и глаз.
  • Нечеткие крысы были идентифицированы в 1976 году в лаборатории в Пенсильвании. Основной причиной смерти крыс fz / fz в конечном итоге является прогрессирующая почечная недостаточность, которая начинается примерно в возрасте 1 года.
  • Остриженные крысы были выведены от крыс Sprague Dawley в Коннектикуте в 1998 году. Они также страдают серьезными проблемами с почками.

Крыса Льюиса

Крыса Льюиса была разработана Маргарет Льюис из компании Wistar в начале 1950-х годов. Характеристики включают окраску альбиноса, послушное поведение и низкую плодовитость. Крыса Льюиса страдает несколькими спонтанными патологиями: во-первых, они могут страдать от высокой частоты новообразований, и продолжительность жизни крысы в ​​основном определяется этим. Наиболее распространены аденомы гипофиза и аденомы / аденокарциномы коры надпочечников у обоих полов, опухоли молочных желез и карциномы эндометрия у женщин, а также С-клеточные аденомы / аденокарциномы щитовидной железы и опухоли кроветворной системы у мужчин. Во-вторых, крысы Lewis склонны к развитию спонтанной трансплантируемой лимфатической лейкемии. Наконец, в преклонном возрасте у них иногда развивается спонтанный гломерулярный склероз.

Области применения исследования включают исследования трансплантации, индуцированного артрита и воспаления, экспериментального аллергического энцефалита и индуцированного STZ диабета.

Крыса Королевского колледжа хирургов

Крыса из Королевского колледжа хирургов проходит проверку остроты зрения

Королевский колледж хирургов крыс (или RCS крысы) является первым известным животным с наследственной дегенерацией сетчатки. Хотя генетический дефект не был известен в течение многих лет, он был идентифицирован в 2000 году как мутация в гене MERTK. Эта мутация приводит к дефектному фагоцитозу пигментного эпителия сетчатки наружных сегментов фоторецепторов.

Трясущаяся крыса Кавасаки

Трясущаяся крыса Kawasaki (SRK) - аутосомно-рецессивная мутантная крыса с короткой делецией в гене RELN (рилин). Это приводит к снижению экспрессии белка рилина, необходимого для правильного ламинирования коры и развития мозжечка . Его фенотип аналогичен широко исследованной мыши Reeler . Трясущаяся крыса Кавасаки была впервые описана в 1988 году. Эта крыса и крыса Льюиса - хорошо известные животные, выведенные из крыс Вистар.

Крыса цукера

Крыса Цукера, выведенная для ожирения

Zucker крыса была выведена быть генетической моделью для исследования ожирения и гипертонии. Они названы в честь Лоис М. Цукер и Теодора Ф. Цукера, пионеров в изучении генетики ожирения. Есть два типа крыс Цукера: поджарые крысы Цукера, обозначаемые как доминирующий признак (Fa / Fa) или (Fa / fa); а также крысы Цукера с характерным ожирением (или ожирением) или крысы с диабетом Цукера ( крысы ZDF), что на самом деле является рецессивным признаком (fa / fa) рецептора лептина , способным весить до 1 кг (2,2 фунта) - более чем вдвое больше среднего веса.

Тучных крыс линии Zucker имеют высокий уровень липидов и холестерина в их крови, являются устойчивыми к инсулину , не будучи гипергликемии , и увеличение веса за счет увеличения как размер и числа из жировых клеток . Ожирение у крыс Zucker в первую очередь связано с их гиперфагической природой и чрезмерным голодом; однако прием пищи не полностью объясняет гиперлипидемию или общий состав тела.

Нокаутные крысы

Нокаутная крыса (также пишется нокаут или нокаут ) - это крыса, созданная с помощью генной инженерии, у которой единственный ген отключен в результате целевой мутации . Нокаутные крысы могут имитировать человеческие заболевания и являются важным инструментом для изучения функций генов, а также для открытия и разработки лекарств . Производство крыс с нокаутом стало технически возможным в 2008 году благодаря работе, финансируемой Национальным институтом здравоохранения (NIH) через Консорциум проекта по секвенированию генома крыс, и работе, выполненной членами Консорциума Knock Out Rat (KORC). ). Нокаут модели болезни крыс для болезни Паркинсона , болезни Альцгеймера , гипертонии и диабета , с использованием цинка пальца технологии нуклеазы, в настоящее время на коммерческую SAGE Labs.

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

внешние ссылки