大鼠和小鼠因为体型小、易饲养、繁殖能力强、生命周期短、价格相对低廉,一直是使用最为广泛的实验动物。与小鼠比较,大鼠具有不可替代的优势:1,大鼠是小鼠体型的10倍,更易进行手术操作、影像分析和血液、尿液及组织等样本的采集;2,大鼠在心率、血压、呼吸频率、脂肪酸组成、药物代谢和毒性毒理行为等生理生化指标更接近于人类,一直是药物毒性和药效评价的必选动物;3,大鼠大脑更发达,神经系统与人类更相似,智力更高,对新环境易适应,有探索性,易训练,具备对惩罚和暗示敏感的特性;4,随着大鼠基因组学的解析,科学家发现大鼠的基因组大小、大片段重复、GC含量比小鼠更接近于人类。比较医学的研究发现,大鼠在免疫、肿瘤、神经、代谢解毒和化学感觉等相关基因的保守性上,与人类更接近。因此,大鼠是心血管、神经病学、毒理学、肿瘤学、生殖、器官移植等领域的理想模型。但是由于大鼠胚胎干细胞培养的困难且生殖细胞分化率低,一度限制了大鼠的应用。直到2012年,新的基因编辑技术ZFN, TALENs 和CRISPR/Cas9的出现, 靶向大鼠胚胎中特定基因的定点核酸酶的出现,打破了这种障碍,基因编辑大鼠可以像小鼠一样被创制出来。大鼠重新成为科学研究的热点,科学家在选择基因工程动物模型的背景时又多了一种好的选择。
1.国家人类疾病动物模型资源库收录基因编辑大鼠情况
国家人类疾病动物模型资源库现已收录基因编辑大鼠模型237种,主要集中在神经相关疾病、代谢相关疾病、心血管相关疾病、免疫相关疾病、荧光和Cre工具大鼠等方面。资源分类信息如下:
图1.国家人类疾病动物模型资源库基因编辑大鼠资源分类图
2.典型资源举例
表1. 国家人类疾病动物模型资源库基因编辑大鼠列表
类型 |
相关基因 |
CSTR编号 |
Cre工具大鼠 |
Gfap, Mhc, Ponc,Reelin,Synpr, Isca1 |
CSTR:16397.09.0L02001406 CSTR:16397.09.0L02001405 CSTR:16397.09.0L02001392 CSTR:16397.09.0L02001396 CSTR:16397.09.0L02001397 CSTR:16397.09.0L02001387 |
荧光大鼠 |
GFP,RFP,mCherry |
CSTR:16397.09.0L02001414 CSTR:16397.09.0L02001379 CSTR:16397.09.0L02001375 |
痴呆症大鼠模型 |
APP/PSI/TAU |
CSTR:16397.09.0H02001160 |
帕金森大鼠模型 |
a-synclein A53T |
CSTR:16397.09.0H01000945 |
代谢综合征大鼠模型 |
Leptin, Leptin-receptor |
CSTR:16397.09.0F02000868 CSTR:16397.09.0L02000872 |
脊髓侧索硬化症大鼠模型 |
C9orf72 |
CSTR:16397.09.0H02000352 |
心率失常大鼠模型 |
Epha4 |
CSTR:16397.09.0I01001030 |
线粒体疾病大鼠模型 |
Trnk, Trne |
CSTR:16397.09.0M02001233 CSTR:16397.09.0M02001232 |
图2. 部分基因编辑大鼠表型图
国家人类疾病动物模型资源库(http://namr.org.cn)于2020年4月14日由国家科技部、财政部批准建设,以中国医学科学院医学实验动物研究所为依托单位。资源库是以“新发突发传染病” 、“四大慢病”为主要目标,进行人类疾病动物模型资源的研制、引进、收集、保存和开放共享。欢迎广大科研工作者进行资源合作或者共享使用。