导语:由于小鼠的基因序列与人类差不多,小鼠是试验研究中常用的是动物模型,最常见为小白鼠、黑鼠等,裸鼠作为无胸腺无毛鼠,对培养环境要求即饲养条件极高,而裸鼠由于其特殊的体质,可作为研究不同药物介导的免疫缺陷的模型,在科学研究中起着重要的作用。

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01

裸鼠

无胸腺裸鼠,简称裸鼠,已成为医学生物学研究领域中重要的实验动物模型。它是指先天性胸腺缺陷的突变小鼠, 由于第VIII连锁群内裸体位点基因发生纯合的突变小鼠。

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裸鼠的科研价值

1、免疫缺陷研究

从概念上讲,所有自身免疫都源自耐受力的丧失。这与自身炎症有所区别,免疫缺陷是先天免疫系统失调,而不一定影响耐受性。研究表明信号缺陷,细胞凋亡途径和稳态增殖对耐受性的影响。该基础已转化为对自身免疫性疾病与免疫缺陷的特定关联的研究,该研究可为个性化治疗策略铺平了道路。

先天性无胸腺裸鼠被作为研究细胞介导的免疫缺陷的模型。这些小鼠缺失胸腺,不能产生成熟的T细胞。但是,它们的骨髓中含有T细胞前体。裸鼠缺乏“胸腺素”,这是由胸腺上皮细胞分泌的胸腺因子。它们还具有受损的T细胞功能,这表现为迟发的超敏反应,无法排斥皮肤同种异体移植物以及对某些T依赖性抗原的抗体反应降低。但是它们对T非依赖性抗原的反应是正常的。此外还发现,裸鼠的病理发现与人的一些先天性细胞免疫疾病之间存在相关性。

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2、癌症研究

癌症是最严重的疾病之一,仍然是人口死亡和发病的主要原因之一。无胸腺裸鼠是一种在Foxn1基因中自发缺失的小鼠品系,可引起胸腺退化或缺失,即表现为导致胸腺免疫系统受抑制,T细胞数量减少,代表了具有悠久历史的癌症研究中广泛使用的模型。

无胸腺裸鼠由于其相对简单和成本效益,是一种广泛使用的小鼠模型。作为药物临床前检测的工具有着悠久的历史。用于癌症研究的小鼠最重要的特性是它们缺乏胸腺,缺乏特异性T细胞介导的免疫类型负责消灭感染细胞(如病毒)或恶性细胞。T淋巴细胞进一步导致了宿主对移植物的反应,当异种移植物被宿主排斥时就会发生这种反应。T淋巴细胞的缺乏使小鼠的免疫功能显著下降,并使移植后的肿瘤细胞能够接受移植物、生长并最终转移,可用于制备完美的癌症模型。

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3、人类皮肤疾病

再生医学是将基础研究和临床观察相结合的新兴领域,以确定在体内替代受损组织和器官并刺激人体固有再生能力所需的元素。随着研究人员利用胚胎干细胞和成体干细胞的潜在再生特性,以及最近诱导的多能干细胞的潜在再生特性,有望在该领域获得巨大收益。生物工程化皮肤的出现主要是为了满足对早期永久性广泛烧伤的紧急需求。后来,这项技术也被用于治疗慢性溃疡。有研究人员建立了人性化的皮肤移植的裸鼠模型,该模型涉及在免疫缺陷的小鼠中使用生物工程化的人类皮肤。

另外,最近的研究表明,移植到具有严重综合免疫缺陷的裸鼠身上的斑秃头皮皮肤会长出毛发,并且移植物中的浸润淋巴细胞会丢失。现在,还可以通过向T淋巴细胞注射头皮匀浆,在这些小鼠的人头皮外植体中诱发斑秃的特征。有研究表明由皮肤神经产生的神经肽会改变免疫反应性,并且很可能会影响斑秃的发生。未来的研究可能表明神经肽表达的调节与头发的再生长有关。

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在裸鼠的整个寿命中可以维持移植到裸鼠上的正常人类皮肤,而没有任何排斥迹象。实际上,裸鼠模型是了解皮肤病理过程的有力工具。迄今为止,已经使用裸鼠模型研究了许多皮肤疾病,例如牛皮癣、皮肤狼疮、天疱疮和白癜风,这有助于阐明这些疾病所涉及的各种因素的作用。

4、子宫内膜异位症

子宫内膜异位症是一种复杂的疾病,可因月经逆行而发展,在灵长类动物和人类子宫内膜组织内与其周期性丧失有关。另外,疾病的进展与女性暴露于卵巢类固醇相似,很少发生于初潮之前,但是通常在绝经后才得以解决。它是一种具有慢性炎症特征的衰弱性疾病,定义为子宫腔外存在功能性子宫内膜腺体和间质,异位子宫内膜植入物最常见的位置是卵巢及子宫等。子宫内膜异位类似于在某些方面恶性肿瘤的发展特征:渐进性和浸润性生长,雌激素依赖性生长,复发和发生转移。根据疾病的严重程度、数量、位置、深度和大小,该疾病分为四个阶段,这些阶段为:I期(轻微疾病),II期(轻度疾病),III期(中度疾病)和IV期(严重疾病)。

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使用裸鼠作为人体组织的异种宿主,开发了一种实验性子宫内膜异位症模型。目标是研究雌激素和孕激素作用的基本细胞机制,这些机制将这些激素与子宫内膜异位症的发生或预防联系起来。使用短期器官培养物和裸鼠作为人体组织的异种宿主,证明了孕酮和孕激素相关的细胞因子在预防实验疾病的初步建立中起着至关重要的作用。

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结语:最后,应该提到的是,尽管如今可以通过细胞培养或其他体外系统研究许多科学问题,但仍需要动物模型。但是,我们应始终牢记,对于人类免疫方面疾病的理解,实际上人类实验模型仍然是金标准。即使可以使用移植到裸鼠上组织追踪和研究疾病的发生发展,但是,向人外推时应始终谨慎,对于人类疾病的理解和观察,仍然需要多年的研究努力。