Laboratoriemus

Linjeteckning av en laboratoriemus
En albino SCID laboratoriemus
En laboratoriemus med mellanliggande pälsfärg
Laboratoriemus som hålls som ett husdjur stående på en gräsfläck

Laboratoriemusen eller labbmusen är ett litet däggdjur av ordningen Rodentia som föds upp och används för vetenskaplig forskning eller matare för vissa husdjur . Laboratoriemöss är vanligtvis av arten Mus musculus . De är den mest använda forskningsmodellen för däggdjur och används för forskning inom genetik , fysiologi , psykologi , medicin och andra vetenskapliga discipliner. Möss tillhör Euarchontoglires clade, som inkluderar människor. Detta nära förhållande, den associerade höga homologin med människor, deras lätthet att underhålla och hantera, och deras höga reproduktionshastighet, gör möss särskilt lämpliga modeller för människoorienterad forskning. Laboratoriemusgenomet har sekvenserats och många musgener har humana homologer. Labbmöss som säljs i djuraffärer för ormmat kan också hållas som husdjur.

Andra musarter som ibland används i laboratorieforskning inkluderar två amerikanska arter, den vitfotade musen ( Peromyscus leucopus ) och den nordamerikanska hjortmusen ( Peromyscus maniculatus ) .

Historia som biologisk modell

Möss har använts i biomedicinsk forskning sedan 1600-talet (från 30 maj 1678) då William Harvey använde dem för sina studier om reproduktion och blodcirkulation och Robert Hooke använde dem för att undersöka de biologiska konsekvenserna av en ökning av lufttrycket. Under 1700-talet Joseph Priestley och Antoine Lavoisier båda möss för att studera andning . På 1800-talet Gregor Mendel utförde sina tidiga undersökningar av arv på musens pälsfärg men blev ombedd av sin överordnade att sluta föda upp i sin cell "illaluktande varelser som dessutom parade sig och hade sex". Han bytte sedan sina undersökningar till ärter, men eftersom hans observationer publicerades i en något obskyr botanisk tidskrift ignorerades de praktiskt taget i över 35 år tills de återupptäcktes i början av 1900-talet. 1902 Lucien Cuénot resultaten av sina experiment med möss som visade att Mendels arvslagar också var giltiga för djur - resultat som snart bekräftades och utvidgades till andra arter.

I början av 1900-talet genomförde Harvard -studenten Clarence Cook Little studier på musgenetik i laboratoriet i William Ernest Castle . Little och Castle hade ett nära samarbete med Abbie Lathrop som var en uppfödare av snygga möss och råttor som hon marknadsförde till gnagare och skötare av exotiska husdjur, och senare började sälja i stort antal till vetenskapliga forskare. Tillsammans genererade de den inavlade musstammen DBA (Dilute, Brown och non-Agouti) och initierade den systematiska genereringen av inavlade stammar. Musen har sedan dess använts flitigt som modellorganism och är förknippad med många viktiga biologiska upptäckter under 1900- och 2000-talen.

Jackson Laboratory i Bar Harbor, Maine är för närvarande en av världens största leverantörer av laboratoriemöss, med cirka 3 miljoner möss per år. Laboratoriet är också världens källa för mer än 8 000 stammar av genetiskt definierade möss och är hem för Mouse Genome Informatics- databasen.

Fortplantning

1 dag gamla valpar

Häckningsstart inträffar vid cirka 50 dagars ålder hos både honor och hanar, även om honor kan få sin första brunst vid 25–40 dagar. Möss är polyestruösa och häckar året runt; ägglossningen är spontan. Brunstcykelns varaktighet är 4–5 dagar och varar cirka 12 timmar, på kvällen. Vaginala utstryk är användbara vid tidsbestämda parningar för att bestämma stadiet av brunstcykeln. Parning kan bekräftas genom närvaron av en kopulatorisk plugg i slidan upp till 24 timmar efter kopulation. Närvaron av spermier på ett vaginalt utstryk är också en pålitlig indikator på parning.

Den genomsnittliga dräktighetstiden är 20 dagar. En fertil brunst efter förlossningen inträffar 14–24 timmar efter förlossningen , och samtidig amning och graviditet förlänger graviditeten med 3–10 dagar på grund av försenad implantation. Den genomsnittliga kullstorleken är 10–12 vid optimal produktion, men är mycket stamberoende. Som en allmän regel inavlade möss att ha längre dräktighetsperioder och mindre kullar än utavlade och hybrider möss. Ungarna kallas ungar och väger 0,5–1,5 g (0,018–0,053 oz) vid födseln, är hårlösa och har slutna ögonlock och öron. Valpar avvänjas vid 3 veckors ålder när de väger cirka 10–12 g (0,35–0,42 oz). Om honan inte parar sig under brunst efter förlossningen, återupptar hon cyklingen 2–5 dagar efter avvänjningen.

Nyfödda hanar särskiljs från nyfödda honor genom att notera det större anogenitala avståndet och större genitalpapill hos hanen. Detta uppnås bäst genom att lyfta svansen på kullkamrater och jämföra perinea .

Genetik och stammar

Möss är däggdjur av clade (en grupp som består av en förfader och alla dess avkomlingar) Euarchontoglires , vilket betyder att de är bland de närmaste icke- primära släktingarna till människor tillsammans med lagomorphs , treeshrews och flygande lemurer .

Euarchontoglires
Glires

Rodentia (gnagare)

Lagomorpha (kaniner, harar, pikas)

Euarchonta

Scandentia (trädsnäckor)

Primatomorpha

Dermoptera (flygande lemurer)

Primater († Plesiadapiformes , Strepsirrhini , Haplorrhini )

Laboratoriemöss är samma art som husmusen ; dock är de ofta väldigt olika i beteende och fysiologi . Det finns hundratals etablerade inavlade , utavlade och transgena stammar. En stam , med hänvisning till gnagare, är en grupp där alla medlemmar är så nära som möjligt genetiskt identiska. Hos laboratoriemöss åstadkoms detta genom inavel . Genom att ha denna typ av population är det möjligt att genomföra experiment på geners roller, eller genomföra experiment som utesluter genetisk variation som en faktor. Däremot används utavlade populationer när identiska genotyper är onödiga eller en population med genetisk variation krävs, och brukar benämnas bestånd snarare än stammar . Över 400 standardiserade, inavlade stammar har utvecklats. [ citat behövs ]

De flesta laboratoriemöss är hybrider av olika underarter, vanligast av Mus musculus domesticus och Mus musculus musculus . Laboratoriemöss kan ha en mängd olika pälsfärger, inklusive agouti, svart och albino . Många (men inte alla) laboratoriestammar är inavlade. De olika stammarna identifieras med specifika bokstavs-siffriga kombinationer; till exempel C57BL/6 och BALB/c . De första sådana inavlade stammarna producerades 1909 av Clarence Cook Little , som var inflytelserik när det gällde att främja musen som en laboratorieorganism. Under 2011 var uppskattningsvis 83 % av laboratoriegnagarna som levererades i USA C57BL/6 laboratoriemöss.

Genom

Sekvensering av laboratoriemusgenomet slutfördes i slutet av 2002 med användning av C57BL/6-stammen . Detta var bara det andra däggdjursgenomet som sekvenserades efter människor. Det haploida genomet är cirka tre miljarder baspar långt (3 000 Mb fördelat på 19 autosomala kromosomer plus 1 respektive 2 könskromosomer), därför lika med storleken på det mänskliga genomet. [ citat behövs ] Att uppskatta antalet gener som finns i musgenomet är svårt, delvis på grund av definitionen av en gen diskuteras och förlängs fortfarande. Det nuvarande antalet primära kodande gener i laboratoriemusen är 23 139. jämfört med uppskattningsvis 20 774 hos människor.

Mutanta och transgena stammar

Två möss som uttrycker förstärkt grönt fluorescerande protein under UV-belysning som flankerar en vanlig mus från den icke-transgena föräldralinjen
Jämförelse av en knockout fet mus (vänster) och en normal laboratoriemus (höger)

Olika mutantstammar av möss har skapats med ett antal metoder. Ett litet urval från de många tillgängliga stammarna inkluderar -

Sedan 1998 har det varit möjligt att klona möss från celler som härrör från vuxna djur.

Utseende och beteende

Laboratoriemöss har behållit många av de fysiska och beteendemässiga egenskaperna hos husmöss; Men på grund av många generationer av artificiellt urval varierar vissa av dessa egenskaper nu markant. På grund av det stora antalet stammar av laboratoriemöss är det opraktiskt att heltäckande beskriva utseendet och beteendet hos dem alla; de beskrivs dock nedan för två av de mest använda stammarna.

C57BL/6

En C57BL/6 laboratoriemus av honkön
Huvudartikel: C57BL/6

C57BL/6 möss har en mörkbrun, nästan svart päls. De är mer känsliga för buller och lukter och är mer benägna att bita än de mer fogliga laboratoriestammarna som BALB/c .

Gruppinhysta C57BL/6-möss (och andra stammar) visar barberbeteende, där den dominerande musen i en bur selektivt tar bort hår från sina underordnade burkamrater. Möss som har barberats mycket kan ha stora kala fläckar på sina kroppar, vanligtvis runt huvudet, nosen och axlarna, även om barbering kan förekomma var som helst på kroppen. Både hår och vibrissae kan tas bort. Barbering ses oftare hos honmöss; hanmöss är mer benägna att visa dominans genom slåss.

C57BL/6 har flera ovanliga egenskaper som gör den användbar för vissa forskningsstudier men olämplig för andra: Den är ovanligt känslig för smärta och kyla, och smärtstillande mediciner är mindre effektiva i denna stam. Till skillnad från de flesta laboratoriemusstammar dricker C57BL/6 alkoholhaltiga drycker frivilligt. Det är mer mottagligt än genomsnittet för morfinberoende , ateroskleros och åldersrelaterad hörselnedsättning . Jämfört direkt med BALB/c-möss uttrycker C57BL/6-möss också både ett robust svar på sociala belöningar och empati.

BALB/c

Huvudartikel: BALB/c
BALB/c laboratoriemöss

BALB/c är en albino -laboratorieuppfödd stam från vilken ett antal vanliga understammar härrör. Med över 200 generationer uppfödda sedan 1920, är ​​BALB/c-möss distribuerade globalt och är bland de mest använda inavlade stammarna som används i djurförsök .

BALB/c är kända för att visa höga nivåer av ångest och för att vara relativt resistenta mot dietinducerad åderförkalkning , vilket gör dem till en användbar modell för kardiovaskulär forskning.

BALB/c-hanmöss är aggressiva och kommer att slåss mot andra hanar om de hålls tillsammans. BALB/Lac-understammen är dock mycket fogligare. De flesta BALB/c-möss-understammar har en lång reproduktionslivslängd.

Det finns noterade skillnader mellan olika BALB/c-substammar, även om dessa tros bero på mutation snarare än genetisk kontaminering. BALB/cWt är ovanligt eftersom 3 % av avkomman uppvisar äkta hermafroditism .

Hushållning

Laboratoriemus (observera öronmärket )

Hantering

Traditionellt har laboratoriemöss plockats upp av svansbasen. Senare forskning har dock visat att denna typ av hantering ökar ångest och aversivt beteende. Istället förespråkas hantering av möss med hjälp av en tunnel eller kupade händer. I beteendetester visar svanshanterade möss mindre vilja att utforska och undersöka teststimuli, i motsats till tunnelhanterade möss som lätt utforskar och visar robusta svar på teststimuli.

Näring

I naturen är möss vanligtvis växtätare och konsumerar ett brett utbud av frukt eller spannmål. Men i laboratoriestudier är det vanligtvis nödvändigt att undvika biologisk variation och för att uppnå detta utfodras laboratoriemöss nästan alltid med endast kommersiellt pelleterat mössfoder. Matintaget är cirka 15 g (0,53 oz) per 100 g (3,5 oz) kroppsvikt per dag; vattenintaget är cirka 15 ml (0,53 imp fl oz; 0,51 US fl oz) per 100 g kroppsvikt per dag.

Injektionsprocedurer

Administreringsvägar för injektioner hos laboratoriemöss är huvudsakligen subkutana , intraperitoneala och intravenösa . Intramuskulär administrering rekommenderas inte på grund av liten muskelmassa. Intracerebral administrering är också möjlig. Varje väg har ett rekommenderat injektionsställe, ungefärlig nålmått och rekommenderad maximal injicerad volym vid en enda gång på ett ställe, enligt tabellen nedan:

Rutt Rekommenderad sida Nålmätare Maximal volym
subkutan rygg, mellan scapula 25-26 ga 2-3 ml
intraperitoneal vänster nedre kvadrant 25-27 ga 2-3 ml
intravenös lateral svansven 27-28 ga 0,2 ml
intramuskulär bakben, stjärtlår 26-27 ga 0,05 ml
intracerebral kranium 27 ga

För att underlätta intravenös injektion i svansen kan laboratoriemöss försiktigt värmas under värmelampor för att vasodilatera kärlen.

Anestesi

En vanlig regim för generell anestesi för husmusen är ketamin (i dosen 100 mg per kg kroppsvikt) plus xylazin (i dosen 5–10 mg per kg), injicerat intraperitonealt. Den har en effekt på cirka 30 minuter.

Dödshjälp

Godkända procedurer för dödshjälp av laboratoriemöss inkluderar komprimerad CO 2 -gas, injicerbara barbituratbedövningsmedel , inhalerbara bedövningsmedel, såsom Halothane, och fysiska metoder, såsom cervikal dislokation och halshuggning . Under 2013 utfärdade American Veterinary Medical Association nya riktlinjer för CO 2 -induktion, som säger att en flödeshastighet på 10 % till 30 % volym/min är optimal för avlivning av laboratoriemöss.

Patogenkänslighet

En nyligen genomförd studie upptäckte ett murint astrovirus i laboratoriemöss som hölls vid mer än hälften av de undersökta amerikanska och japanska instituten. Murint astrovirus hittades i nio mössstammar, inklusive NSG , NOD-SCID, NSG-3GS, C57BL6- Timp-3 -/- , uPA-NOG, B6J, ICR, Bash2 och BALB/C, med olika prevalensgrader. Patogeniciteten hos det murina astroviruset var inte känd.

Lagstiftning inom forskning

Storbritannien

I Storbritannien, som med alla andra ryggradsdjur och vissa ryggradslösa djur, regleras alla vetenskapliga förfaranden som sannolikt orsakar "smärta, lidande, ångest eller bestående men" av Home Office enligt Animals (Scientific Procedures) Act 1986 . Storbritanniens bestämmelser anses vara bland de mest omfattande och rigorösa i världen. Detaljerade data om användningen av laboratoriemöss (och andra arter) i forskning i Storbritannien publiceras varje år. I Storbritannien 2013 fanns det totalt 3 077 115 reglerade förfaranden på möss i vetenskapliga förfaranden, licensierade enligt lagen.

Förenta staterna

I USA regleras inte laboratoriemöss under Animal Welfare Act som administreras av USDA APHIS . Public Health Service Act (PHS) som administreras av National Institutes of Health erbjuder dock en standard för deras vård och användning . Efterlevnad av PHS krävs för att ett forskningsprojekt ska få federal finansiering. PHS policy administreras av Office of Laboratory Animal Welfare. Många akademiska forskningsinstitut söker ackreditering frivilligt, ofta genom Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care , som upprätthåller de vårdstandarder som finns inom The Guide for the Care and Use of Laboratory Animals och PHS-policyn. Denna ackreditering är dock inte en förutsättning för federal finansiering, till skillnad från den faktiska efterlevnaden.

Begränsningar

Medan möss är de i särklass mest använda djuren inom biomedicinsk forskning, har nya studier belyst deras begränsningar. Till exempel användbarheten av gnagare vid testning för sepsis , brännskador , inflammation , stroke , ALS , Alzheimers sjukdom , diabetes , cancer , multipel skleros , Parkinsons sjukdom , och andra sjukdomar har ifrågasatts av ett antal forskare. När det gäller experiment på möss har vissa forskare klagat på att "år och miljarder dollar har slösats bort efter falska ledtrådar" som ett resultat av en upptagenhet med användningen av dessa djur i studier.

Möss skiljer sig från människor i flera immunegenskaper: möss är mer resistenta mot vissa gifter än människor; har en lägre total neutrofilfraktion i blodet , en lägre neutrofil enzymkapacitet , lägre aktivitet hos komplementsystemet och en annan uppsättning pentraxiner involverade i den inflammatoriska processen ; och saknar gener för viktiga komponenter i immunsystemet, såsom IL-8 , IL-37 , TLR10 , ICAM-3 , etc. Laboratoriemöss uppfödda under specifika patogenfria (SPF) tillstånd har vanligtvis ett ganska omoget immunsystem med brist på minnes-T-celler . Dessa möss kan ha begränsad mångfald av mikrobiota , vilket direkt påverkar immunsystemet och utvecklingen av patologiska tillstånd. Dessutom aktiveras ihållande virusinfektioner (till exempel herpesvirus ) hos människor, men inte hos SPF- möss med septiska komplikationer och kan förändra motståndet mot bakteriella saminfektioner . "Smutsiga" möss är möjligen bättre lämpade för att efterlikna mänskliga patologier. Dessutom används inavlade musstammar i den överväldigande majoriteten av studierna, medan den mänskliga populationen är heterogen, vilket pekar på vikten av studier i interstrain-hybrider, utavlade och olinjära möss.

En artikel i The Scientist noterar: "Svårigheterna förknippade med att använda djurmodeller för mänskliga sjukdomar beror på de metaboliska, anatomiska och cellulära skillnaderna mellan människor och andra varelser, men problemen går ännu djupare än så" inklusive problem med design och utförande av själva testerna. Dessutom kan buren av laboratoriedjur göra dem till irrelevanta modeller för människors hälsa eftersom dessa djur saknar dagliga variationer i upplevelser, handlingsfrihet och utmaningar som de kan övervinna. De fattiga miljöerna inuti små musburar kan ha skadlig inverkan på biomedicinska resultat, särskilt med avseende på studier av mental hälsa och av system som är beroende av hälsosamma psykologiska tillstånd.

Till exempel har forskare funnit att många möss i laboratorier är överviktiga på grund av överflöd av mat och minimal träning, vilket förändrar deras fysiologi och läkemedelsmetabolism. Många försöksdjur, inklusive möss, är kroniskt stressade, vilket också kan påverka forskningsresultat och förmågan att exakt extrapolera fynd till människor negativt. Forskare har också noterat att många studier som involverar möss är dåligt utformade, vilket leder till tvivelaktiga fynd.

Vissa studier tyder på att otillräckliga publicerade data i djurförsök kan resultera i irreproducerbar forskning, med saknade detaljer om hur experiment görs utelämnas från publicerade artiklar eller skillnader i testning som kan introducera partiskhet. Exempel på dold partiskhet inkluderar en studie från McGill University från 2014 som tyder på att möss som hanteras av män snarare än kvinnor visade högre stressnivåer. En annan studie 2016 antydde att tarmmikrobiomer hos möss kan ha en inverkan på vetenskaplig forskning.

Marknadsstorlek

Den världsomspännande marknaden för genförändrade möss förutspås växa till 1,59 miljarder dollar år 2022, och växa med 7,5 procent per år.

Se även

Vidare läsning

externa länkar

Taxonomi

Genetik

Media

Vidare läsning

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Laboratory_mouse&oldid=1139005968 "