一、常用的突變品系
。ㄒ)肌萎縮癥(Dystrophia Muscularis簡稱dy)小鼠或稱肌失營養(yǎng)癥即后肢癱瘓小鼠
該鼠與人類有相似的肌萎縮癥狀,其dy/dy大約出生兩星期可見后肢拖地,表現(xiàn)有進行性肌衰弱和廣泛性的肌萎縮。病鼠出生時是活的,但只有少數(shù)病鼠能存活10周以上,無繁殖力。但已證明dy/dy 雌鼠的卵巢移植到正常雌鼠體內(nèi)是具有生殖能力的。由于雌本基本不育。因交配無能,且母性不好,一般和留雜合型,如雄鼠與正常雌本交配有困難,可人工受精,也可卵巢移植。常用的有REJ129/dy后肢偏癱小鼠。
(二)肥胖癥(Obese,簡稱ob)鼠
肥胖癥鼠有肥胖小鼠(Obese Mice)和肥胖大鼠(Obese Rat)。肥胖小鼠體重可達60克,這種小鼠無生育力,表現(xiàn)為單純胖而不伴有糠尿病。純合體大約在四周齡時即可識別出,此時其增重加速,很快可達到正常同窩鼠體重的3倍。中等程度的攝食過度可使其幾乎不太活動,但在幼年時其血糖和免疫活性胰島素并不明顯增加,5~6月齡以后,肥胖趨向穩(wěn)定,胰島素和葡萄糖水平上升,這些小鼠不受外來胰島素的影響,但節(jié)制食物可增加對胰島素的敏感性以及延長其壽命。所有的雌鼠均無生殖力。卵巢和子宮萎縮,若堅持節(jié)制飲食,則雄鼠偶爾能夠繁殖。Langerhans島的增生與胰島素分泌增加有關(guān),腎小球發(fā)生腎結(jié)節(jié)狀脂肪玻璃樣病變,在電鏡下可見了其局限于腎小球膜和基膜的內(nèi)皮面。肥胖小鼠的皮下、后腹膜和性腺的脂肪增多,這是脂肪細胞數(shù)目增多和體積增加的結(jié)果,因此被稱為肥大性一增生性肥胖癥。
這種小鼠的肥胖癥與人類的肥胖癥很相似。利用這種小鼠曾進行了許多有益于肥胖癥的生化、病理、激素及藥物治療等的研究。因為這種鼠無生育力,所以必須用雜合子交配以保持此基因。
Ob/+和+/+很難區(qū)別,表現(xiàn)完全一樣,用其交配要花費很長時間才能辨別。這種突變小鼠的維持很困難。若節(jié)制飲食使體重下降,則其維持種系的效果不好,亦可從肥胖鼠的卵巢取卵子移植于+/+鼠進行繁殖。
除ob突變型外,后來又發(fā)現(xiàn)ad即成年肥胖和糖尿癥(Adult obesity and diabetes)。ad/ad型的肥胖癥體重相當(dāng)于正常鼠的兩倍,與ob/ob型一樣,通常不育,7-10周齡時表現(xiàn)出高血糖和糖尿癥。
在新西蘭小鼠中也表現(xiàn)一種肥胖癥叫NZO(New ZealandObese)。該鼠通常具有生殖能力,所有的小鼠均發(fā)生肥胖,但脂肪沉積主要是在腹內(nèi),于2~4月齡時即可發(fā)現(xiàn)脂肪沉積,最終達到總體重的70%,高血糖不明顯,但胰島素的水平升高。在快速增重期間,食物的攝入量明顯的增加。
此外,還有一種肥胖Fatty,基因符號為fa,肥胖同時有糖尿病,受孕率低。日本KK小鼠也發(fā)生肥胖。
從小鼠的肥胖癥知道,肥胖癥有不同的遺傳型。這對研究人類肥胖癥的一系列問題頗有助益。
。ㄈ)侏儒癥(Dwarf Mice,簡稱dw)鼠或稱矮小畸形鼠
這種畸形又稱垂體性侏儒癥(Pituiary Dwarfism),因為其缺乏腦下垂體前葉的生長素和促甲狀腺激素,故使生長發(fā)育障礙。純合子dw/dw小鼠在12~13月齡時即可被識別,它表現(xiàn)為短尾和短鼻,到成熟年齡時,其體積約為同窩正常鼠的1/4,8周齡時體重為8~10克,盡管多數(shù)能存活到成熟期,但雄鼠和雌鼠均無生殖力,可出現(xiàn)繼發(fā)的粘液性水腫。給病鼠食入垂體前葉碎片可以使生長速度基本正常。
由于該鼠無生育能力,兩性均不育,所以只能用雜合子把基因保留下來,這樣只能得到25%的矮小畸形鼠于,9月鼠齡時將正常垂體移植到這種鼠的腎臟,在雄鼠可長大到近于正常小鼠體形并可繁殖(但在雌鼠收不到效果,原因不明),繁殖結(jié)果如下:
這種突變型小鼠在內(nèi)分泌研究上有較大用處,如對“生長素”等進行分析研究等。
。ㄋ)糖尿病(Deabetes,簡稱db)鼠
由Hummel等(1966)最先報導(dǎo),它是由單隱性突變基因引起,自發(fā)于Jackson實驗室的近交系小鼠(C57BL/Ks),該基因(db)與肥胖(ob)不是等位基因,盡管它們的表現(xiàn)型特征相似,db/db基因鼠的第一個表現(xiàn)是當(dāng)病鼠到3~4周齡時,腋和腹股溝皮下組織出現(xiàn)脂肪的異常沉積,此時血糖升高,從200mg/100ml血以下的正常水平上升到一年齡時的682mg/100ml血(平均為563.2mg/100ml血)。雌鼠無生殖力,但其卵巢移植到其它鼠后仍能恢復(fù)生殖活性。多數(shù)鼠不能存在到8個月以上,但若在病的早期節(jié)制飲食則可延長其生命。
臨床癥狀包括肥胖、高血糖、糖尿、蛋白尿、煩渴、多尿,最后可因酮尿而死亡。死后變化包括胰島細胞中具有很少β顛粒和胰管腫脹。Like(1972)描述了db/db小鼠腎小球的變化,在外形上與同齡正常小鼠的一樣,但比后者大得多,小鼠到了糖尿病發(fā)病年齡時,腎小球膜變化更加明顯,外周基層持續(xù)增厚,并生有許多小結(jié),還認為多尿可能是高血糖對腎小球產(chǎn)生利尿作用的結(jié)果。
。ㄎ)骨骼硬化癥(Ostepetrosis,簡稱op)鼠
發(fā)生于侏儒癥(dwarf)小鼠。這個隱性基因(op)位于第12號染色體上。大約10日齡時(op/op)即可識別出,其頭呈圓頂狀,腳短,門齒缺如,主要的骨骼缺陷是骨重建不良造成的,在出生前后6周最明顯、隨著小鼠的成長,骨形成減速,重建時骨的消除與形成的速度幾乎相等,因此癥狀表現(xiàn)比較微,病鼠的破骨細胞較同窩正常鼠為小,酸性磷酸酶出現(xiàn)于整個細胞,而不是僅集中在破骨細胞和骨頭的界面上。
op/op小鼠的長骨受到的影響最大,至少在出生后的6個月里,骨髓腔閉合,出現(xiàn)原始的海棉骨,病鼠的骨片似乎比同窩正常鼠密實,當(dāng)病鼠到6~10月齡時骨髓腔重新出現(xiàn),并充滿正常的造血成分,其中巨核細胞的數(shù)目增多。與其它骨硬化突變體不同,它們不伴隨色素異常,因此不同于小眼畸形(Microphthalmia)mi/mi;和灰色-致死(Grey-Lethal)gl/gl小鼠。op/op突變體生存的時間較長,骨骼的病變可隨小鼠的成長而消失,在骨骼病變消除前,骨基質(zhì)形成和甲狀腺濾泡旁細胞水平的比率大幅度下降。
由于病鼠骨質(zhì)生長異常,骨質(zhì)硬,骨髓腔消失,所有骨骼都硬化,并伴有無齒癥。因此往往在同窩仔鼠中發(fā)現(xiàn)死亡仔鼠。第二窩才出現(xiàn)斷奶后死亡的小鼠無牙齒,系因不能吃食而死亡,但于斷奶后喂軟飼料可保留下來。op為隱性基因,無齒型發(fā)生于肥胖型父母,第二代出現(xiàn)無齒。正常時上下頜骨有牙齒的主要發(fā)點,骨硬化癥時有生長牙齒的生發(fā)點,但因骨質(zhì)硬而不能長出。這種鼠的病變的與人類大理石骨病相似。
治療方法有:
1.聯(lián)體生活(Parbiosis):可使部分動物得到治療,一個月可治愈。
2.骨髓移植(Bone Marrow Grafts):對人類用此種方法。此病病因不明,病人造血機能發(fā)生變化。此種動物可用作研究人類骨髓硬化癥的模型。