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PNAS:生物医学研究应慎用小鼠模型

作者:林业论文
出处:www.lunrr.com
时间:2020-02-14
作者:梅金资料来源:科学网发布时间:2008年

PNAS:在生物医学研究中应谨慎使用小鼠模型

即使是相同的基因,人类和小鼠之间也可能产生不同的表型

如今在生物和医学实验中使用小鼠很普遍,主要原因是它与人类有85%的基因组相同。然而,美国科学家最近的一项研究表明,即使是相同的基因也可能在人类和小鼠之间产生不同的表型。这一结果意味着,在使用小鼠模型研究人类疾病时,应该采取更加谨慎的态度。相关论文于5月5日在美国《国家科学院院刊》 (PNAS)在线发表。

这项研究由密歇根大学进化生物学家张柬之领导。他和他的研究生专注于一些所谓的关键基因生物体通过影响生存或繁殖达到性成熟和繁殖所必需的基因。他们追踪了120个这样的关键人类基因,这些基因也存在于老鼠身上,并且已经被研究过了。接下来,他们搜索包含相关实验结果的数据库,其中小鼠的基因被剔除。

如果这120个关键的人类基因对老鼠同样重要,剔除其中任何一个都会导致不育或死亡。然而,情况并非如此。张说:“令我们惊讶的是,120个关键人类基因中有22%对老鼠并不重要。我确实预料到了一些差异,但我从未想过这个比例会这么高。”

为了找出人类和老鼠在进化道路上分道扬镳后这些关键基因的变化,研究人员进一步研究了由单一基因编码的蛋白质。所选择的基因对人类而言是关键,但对老鼠却不是。结果表明,这些基因中位于液泡中的比例要高得多。张说:“液泡的主要功能是保存和降解细胞废物和毒素。在人类中,液泡蛋白的丢失会导致垃圾和毒素的积累,通常会导致致命的神经疾病。”同样的事情也发生在老鼠身上,但是在生命的后期,通常已经过了生育年龄。张说:“因此,许多液泡蛋白对老鼠来说并不那么重要。即使没有这种蛋白质,老鼠也能存活足够长的时间来繁殖。”

研究人员推测,在灵长类进化中,随着寿命的增加,生殖年龄会推迟,有效的废物管理变得越来越重要。张说:“因此,在维持正常的细胞功能直到生殖年龄方面,垃圾管理对人类来说比老鼠更重要。”

张说,参与这项研究的基因数量相对较少,他希望将来更多的研究将证实这项研究的结果。他说:“在许多基因组项目中,研究人员经常从其他生物模型获得的信息中推断出人类基因功能。我们今后在这方面应该谨慎,因为我们知道,同一基因的很大一部分在不同物种之间可能有不同的功能或重要性。”

然而,他也说,“这并不意味着鼠标模型是无用的。即使基因已经改变了它们的功能,老鼠模型仍然可以提供有用的信息。然而,对于某些疾病,如与液泡蛋白相关的神经系统疾病,表型差异很大,可能有必要建立灵长类动物模型。”(科学网梅金/编译)

(《国家科学院院刊》 (PNAS),DOI: 10.1073/PNAS,廖本阳,张柬之)

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