Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с лабораторной крысы )
Перейти к навигации Перейти к поиску
«Лабораторная крыса» перенаправляется сюда. Для использования в других целях, см Лабораторная крыса (значения) .
Альбинос лабораторные крысы с красными глазами и белым мехом является знаковой моделью организмом для научных исследований в различных областях

Лабораторных крыс или лабораторной крысой является коричневая крыса из подвидов Rattus погуе Доместикой , который разводили и держали для научных исследований. Хотя крысы используются в исследованиях реже, чем мыши , они служат важной животной моделью для исследований в области психологии и биомедицины . [1]

Истоки [ править ]

Травля крыс

В Европе 18 века свирепствовали дикие коричневые крысы, и это нашествие подпитало индустрию ловли крыс. Крысоловы зарабатывали деньги не только на отлове грызунов, но и на продаже их в пищу или, что чаще, для травли крыс .

Травля на крыс была популярным видом спорта, который включал заполнение ямы крысами и определение времени, которое потребуется терьеру, чтобы убить их всех. Со временем разведение крыс для этих соревнований могло привести к вариациям окраски, особенно у разновидностей альбиносов и крыс с капюшоном. Впервые один из этих мутантов-альбиносов был доставлен в лабораторию для исследования в 1828 году для эксперимента по голоданию . В течение следующих 30 лет крыс использовали для еще нескольких экспериментов, и в конечном итоге лабораторная крыса стала первым животным, одомашненным по чисто научным причинам. [2]

Две крысы в ​​капюшонах

В Японии была широко распространена практика содержания крыс в качестве домашних животных в период Эдо, и в руководствах по содержанию домашних крыс 18 века были опубликованы Юсо Таманокакехаси (1775 г.) и Чинган Содатегуса (1787 г.). Генетический анализ 117 линий крыс-альбиносов, собранных со всех частей света, проведенный группой под руководством Такаши Курамото из Университета Киото в 2012 году, показал, что крысы-альбиносы произошли от крыс с капюшонами, а все крысы-альбиносы произошли от одного предка. [3]Поскольку есть свидетельства того, что крыса с капюшоном была известна как "японская крыса" в начале 20 века, Курамото пришел к выводу, что одна или несколько японских крыс с капюшоном могли быть завезены в Европу или Америку, а крыса-альбинос возникла как продукт разведение этих крыс с капюшонами было общим предком всех используемых сегодня лабораторных крыс-альбиносов. [3]

Использование в исследованиях [ править ]

Вскрытие лабораторной крысы

Крыса рано нашла применение в лабораторных исследованиях в пяти областях: У. С. Смолл предположил, что скорость обучения можно измерить с помощью крыс в лабиринте; предложение, используемое Джоном Б. Уотсоном для его доктора философии. докторскую диссертацию в 1903 г. [4] Первая колония крыс в Америке, используемая для исследования питания, была основана в январе 1908 г. Элмером МакКоллумом [5], а затем потребности крыс в питательных веществах были использованы Томасом Берром Осборном и Лафайеттом Менделем для определения деталей белка питание . Репродуктивной функции у крыс изучали в Институте экспериментальной биологии в Университете Калифорнии, Берклипо Герберт Маклин Эванс и Джозеф А. Лонг. [6] В генетике крыс изучали Уильяма Эрнеста Замок в Басси институте в Гарвардском университете , пока он закрыт в 1994 году Крысы уже давно используются в исследованиях рака ; например, в Институте исследования рака Крокера . [7]

Крыса проходит тест на навигацию по моррису

Историческое значение этого вида для научных исследований отражено в количестве литературы о нем: примерно на 50% больше, чем о лабораторных мышах . [2] Лабораторных крыс часто подвергают вскрытию или микродиализу для изучения внутреннего воздействия на органы и мозг, например, для рака или фармакологических исследований. Не умерщвленные лабораторные крысы могут быть умерщвлены или, в некоторых случаях, станут домашними животными .

Крыса лишается быстрого сна с помощью техники вазона

Домашние крысы во многом отличаются от диких крыс: они более спокойны и значительно реже кусаются, они могут переносить большее скопление людей, они раньше размножаются и производят больше потомства, а их мозг , печень , почки , надпочечники и сердца меньше.

Ученые вывели множество линий или «линий» крыс специально для экспериментов. Большинство из них получены от крысы- альбиноса Wistar , которая до сих пор широко используется. Другие распространенные линии - это линии Sprague Dawley, Fischer 344, [8] Holtzman albino, линии Long – Evans и черные крысы Lister. Инбредных линий , также доступны, но не как обычно используют в качестве инбредных мышей.

Большая часть генома Rattus погуе было секвенировано . [9] В октябре 2003 года исследователям удалось клонировать двух лабораторных крыс путем переноса ядер . Это было первое в серии разработок, которые начали делать крыс пригодными для генетического исследования, хотя они все еще отстают от мышей, которые лучше поддаются методам эмбриональных стволовых клеток , обычно используемых для генетических манипуляций. Многие исследователи, желающие проследить наблюдения за поведением и физиологией до основных генов рассматривают их аспекты у крыс как более важные для человека и более легкие для наблюдения, чем у мышей, что дает толчок развитию методов генетических исследований, применимых к крысам.

Воспроизвести медиа
Крыса пересекает сложную местность под воздействием электродов, поступающих в ее мозг

В исследовании 1972 года сравнивали новообразования у крыс Sprague Dawley от шести различных коммерческих поставщиков и обнаружили весьма значимые различия в частоте эндокринных опухолей и опухолей молочной железы. Были даже значительные различия в заболеваемости опухолями мозгового вещества надпочечников среди крыс из одного источника, выращенных в разных лабораториях. Все опухоли яичек, кроме одного, возникли у крыс от одного поставщика. Исследователи обнаружили, что заболеваемость опухолями у крыс Sprague-Dawley из разных коммерческих источников различалась не меньше, чем у крыс других линий. Авторы исследования «подчеркнули необходимость крайней осторожности при оценке канцерогенности.исследования, проведенные в разных лабораториях и / или на крысах из разных источников » [10].

Во время нормирования еды из-за Второй мировой войны британские биологи съели лабораторных крыс со сливками. [11] [12] [13] [14] [15] [16]

Акции и сорта [ править ]

О разновидностях, разводимых в качестве домашних животных, см. Необычные крысы § Разновидности .

Деформации , по отношению к грызунам, представляет собой группу , в которой все члены, насколько это возможно, генетически идентичны. У крыс это достигается путем инбридинга . Имея такую ​​популяцию, можно проводить эксперименты с ролями генов или проводить эксперименты, которые исключают генетические вариации как фактор. Напротив, беспородные популяции используются, когда идентичные генотипы не нужны или требуется популяция с генетическими вариациями, и этих крыс обычно называют стадами, а не линиями . [17] [18]

Крыса Вистар [ править ]

Крыса Вистар

Крыса Вистар - беспородная крыса-альбинос. Эта порода была выведена в Институте Вистар в 1906 году для использования в биологических и медицинских исследованиях, и это, в частности, первая крыса, созданная для использования в качестве модельного организма в то время, когда в лабораториях в основном использовалась домашняя мышь ( Mus musculus ). Более половины всех лабораторных линий крыс происходят от первоначальной колонии, созданной физиологом Генри Дональдсоном, научным администратором Милтоном Дж. Гринманом и генетическим исследователем / эмбриологом Хелен Дин Кинг . [19] [20]

Крыса Wistar в настоящее время является одной из самых популярных крыс, используемых для лабораторных исследований. Для него характерны широкая голова, длинные уши и длина хвоста, который всегда меньше длины его тела. Крыса Sprague Dawley и крыса Long – Evans были выведены из крыс Wistar. Крысы Wistar более активны, чем другие крысы, такие как крысы Sprague Dawley. Спонтанно гипертензивных крыс и крыс Льюиса и другие хорошо известные запасы , разработанные на основе крыс Wistar.

Крыса Лонга – Эванса [ править ]

The Long–Evans rat is an outbred rat developed by Drs. Long and Evans in 1915 by crossing several Wistar females with a wild gray male. Long-Evans rats are white with a black hood, or occasionally white with a brown hood. They are utilized as a multipurpose model organism, frequently in behavioral and obesity research.

Sprague Dawley rat[edit]

A Sprague Dawley rat

The Sprague Dawley rat is an outbred multipurpose breed of albino rat used extensively in medical and nutritional research.[21][22][23][24] Its main advantage is its calmness and ease of handling.[25] This breed of rat was first produced by the Sprague-Dawley farms (later to become the Sprague-Dawley Animal Company) in Madison, Wisconsin in 1925. The name was originally hyphenated, although the brand styling today (Sprague Dawley, the trademark used by Envigo) is not. The average litter size of the Sprague Dawley rat is 11.0.[26]

These rats typically have a longer tail in proportion to their body length than Wistar rats. They were involved in the Séralini affair, where the herbicide RoundUp was claimed to increase the occurrence of tumor in these rats. However, since these rats are known to grow tumors at a high (and very variable) rate, the study was considered flawed in design and its findings unsubstantiated.[27]

Biobreeding rat[edit]

Main article: Biobreeding rat

The biobreeding rat (a.k.a. the biobreeding diabetes-prone rat or BBDP rat) is an inbred strain that spontaneously develops autoimmune type 1 diabetes. Like NOD mice, biobreeding rats are used as an animal model for Type 1 diabetes. The strain re-capitulates many of the features of human type 1 diabetes and has contributed greatly to the research of T1DM pathogenesis.[28]

Brattleboro rat[edit]

Main article: Brattleboro rat

The Brattleboro rat is a strain that was developed by Henry A. Schroeder and technician Tim Vinton in West Brattleboro, Vermont, beginning in 1961, for Dartmouth Medical School. It has a naturally occurring genetic mutation that makes specimens unable to produce the hormone vasopressin, which helps control kidney function. The rats were being raised for laboratory use by Dr. Henry Schroeder and technician Tim Vinton, who noticed that the litter of 17 drank and urinated excessively.

Hairless rat[edit]

See also: Hairless fancy rat

Hairless laboratory rats provide researchers with valuable data regarding compromised immune systems and genetic kidney diseases. It is estimated that there are over 25 genes that cause recessive hairlessness in laboratory rats.[29] The more common ones are denoted as rnu (Rowett nude), fz (fuzzy), and shn (shorn).

A Rowett nude rat
  • Rowett nude rats, first identified in 1953 in Scotland, have no thymus. The lack of this organ severely compromises their immune system, with infections of the respiratory tract and eyes increasing the most dramatically.[30]
  • Fuzzy rats were identified in 1976 in a Pennsylvania lab. The leading cause of death among fz/fz rats is ultimately a progressive kidney failure that begins around the age of 1 year.[31]
  • Shorn rats were bred from Sprague Dawley rats in Connecticut in 1998.[32] They also suffer from severe kidney problems.

Lewis rat[edit]

The Lewis rat was developed by Margaret Lewis from Wistar stock in the early 1950s. Characteristics include albino coloring, docile behavior, and low fertility.[33]The Lewis rat suffers from several spontaneous pathologies: first, they can suffer from high incidences of neoplasms, with the rat's lifespan mainly determined by this. The most common are adenomas of the pituitary and adenomas/adenocarcinomas of the adrenal cortex in both sexes, mammary gland tumors and endometrial carcinomas in females, and C-cell adenomas/adenocarcinomas of the thyroid gland and tumors of the haemopoietic system in males. Second, Lewis rats are prone to develop a spontaneous transplantable lymphatic leukaemia. Lastly, when in advanced age, they sometimes develop spontaneous glomerular sclerosis.[33]

Current research applications include transplantation research, induced arthritis and inflammation, experimental allergic encephalitis, and STZ-induced diabetes.[33]

Royal College of Surgeons rat[edit]

Play media
A Royal College of Surgeons rat undergoing visual acuity testing

The Royal College of Surgeons rat (or RCS rat) is the first known animal with inherited retinal degeneration. Although the genetic defect was not known for many years, it was identified in the year 2000 as a mutation in the gene MERTK. This mutation results in defective retinal pigment epithelium phagocytosis of photoreceptor outer segments.[34]

Shaking rat Kawasaki[edit]

The shaking rat Kawasaki (SRK) is an autosomal recessive mutant rat that has a short deletion in the RELN (Reelin) gene.[35] This results in the lowered expression of Reelin protein, essential for proper cortex lamination and cerebellum development. Its phenotype is similar to the widely researched reeler mouse. Shaking rat Kawasaki was first described in 1988.[36] This and the Lewis rat are well-known stocks developed from Wistar rats.

Zucker rat[edit]

A Zucker rat, bred for obesity

The Zucker rat was bred to be a genetic model for research on obesity and hypertension. They are named after Lois M. Zucker and Theodore F. Zucker, pioneer researchers in the study of the genetics of obesity. There are two types of Zucker rat: a lean Zucker rat, denoted as the dominant trait (Fa/Fa) or (Fa/fa); and the characteristically obese (or fatty) Zucker rat, which is actually a recessive trait (fa/fa) of the leptin receptor, capable of weighing up to 1 kilogram (2.2 lb)—more than twice the average weight.[37][38][39]

Obese Zucker rats have high levels of lipids and cholesterol in their bloodstream, are resistant to insulin without being hyperglycemic, and gain weight from an increase in both the size and number of fat cells.[40] Obesity in Zucker rats is primarily linked to their hyperphagic nature and excessive hunger; however, food intake does not fully explain the hyperlipidemia or overall body composition.[38][40]

Knockout rats[edit]

Main article: Knockout rat

A knockout rat (also spelled knock out or knock-out) is a genetically engineered rat with a single gene turned off through a targeted mutation. Knockout rats can mimic human diseases, and are important tools for studying gene function and for drug discovery and development. The production of knockout rats became technically feasible in 2008, through work financed by $120 million in funding from the National Institutes of Health (NIH) via the Rat Genome Sequencing Project Consortium, and work accomplished by the members of the Knock Out Rat Consortium (KORC). Knockout rat disease models for Parkinson's disease, Alzheimer's disease, hypertension, and diabetes, using zinc-finger nuclease technology, are being commercialized by SAGE Labs.

See also[edit]

  • Laboratory mouse
  • Animal testing on rodents
  • Morris water maze
  • Rat Genome Database

References[edit]

  1. ^ Vandenbergh JG (1 January 2000). "Use of House Mice in Biomedical Research". ILAR Journal. 41 (3): 133–135. doi:10.1093/ilar.41.3.133.
  2. ^ a b Krinke GJ, Bullock GR, Krinke G (June 15, 2000). "History, Strains and Models". The Laboratory Rat (Handbook of Experimental Animals). Academic Press. pp. 3–16. ISBN 0-12-426400-X.
  3. ^ a b Kuramoto T (November 2012). "Origin of Albino Laboratory Rats". Bio Resource Newsletter. National Institute of Genetics. Retrieved 20 December 2013.
  4. ^ John B. Watson (1903) "Psychical development of the white rat", Ph.D. University of Chicago
  5. ^ Day HG (1974). "Elmer Verner McCollum". Biographical Memoirs of the National Academy of Sciences. 45: 263–335. PMID 11615648.
  6. ^ Long JA, Evans HM (1922). The oestrous cycle in the rat and its associated phenomena. University of California Press.
  7. ^ Suckow MA, Weisbroth SH, Franklin CL (2005). "Chapter one: Historical Foundations". The Laboratory Rat. ISBN 0080454321.
  8. ^ "43rd Annual Pathology of Laboratory Animals Course". Archived from the original on 16 August 2000. Retrieved 15 September 2008.
  9. ^ "Genome Project". Ensembl.org. Retrieved 17 February 2007.
  10. ^ Comparison of Neoplasms in Six Sources of Rats
  11. ^ Diamond JM (January 2006). Collapse: How Societies Choose to Fail or Succeed. Penguin. pp. 105ff. ISBN 978-0-14-303655-5. creamed rat.
  12. ^ Lorey DE (2003). Global Environmental Challenges of the Twenty-first Century: Resources, Consumption, and Sustainable Solutions. Rowman & Littlefield. pp. 210 ff. ISBN 978-0-8420-5049-4.
  13. ^ McComb DG (1 September 1997). Annual Editions: World History. McGraw-Hill Higher Education. p. 239. ISBN 978-0-697-39293-0.
  14. ^ Peacock KA (1996). Living with the Earth: An Introduction to Environmental Philosophy. Harcourt Brace Canada. p. 71. ISBN 978-0-7747-3377-9.
  15. ^ Spears D (29 July 2003). Improving Reading Skills: Contemporary Readings for College Students. McGraw-Hill. p. 463. ISBN 978-0-07-283070-5.
  16. ^ Sovereignty, Colonialism and the Indigenous Nations: A Reader. Carolina Academic Press. 2005. p. 772. ISBN 978-0-89089-333-3.
  17. ^ International Committee on Standardized Genetic Nomenclature for Mice / Rat Genome and Nomenclature Committee (January 2016). "Rules and Guidelines for Nomenclature of Mouse and Rat Strains". Mouse Genome Informatics. Jackson Laboratory. Retrieved 5 December 2018.
  18. ^ "Outbred Stocks".
  19. ^ Clause, B. T. (1998). "The Wistar Institute Archives: Rats (Not Mice) and History", Mendel Newsletter February, 1998. Archived 16 December 2006 at the Wayback Machine
  20. ^ "The Wistar Institute: History". The Wistar Institute. 2007. Archived from the original on 17 October 2008. Retrieved 9 November 2008.
  21. ^ Drachman RH, Root RK, Wood WB (August 1966). "Studies on the effect of experimental nonketotic diabetes mellitus on antibacterial defense. I. Demonstration of a defect in phagocytosis". The Journal of Experimental Medicine. 124 (2): 227–40. doi:10.1084/jem.124.2.227. PMC 2180468. PMID 4380670.
  22. ^ Hsu CC, Lai SC (December 2007). "Matrix metalloproteinase-2, -9 and -13 are involved in fibronectin degradation of rat lung granulomatous fibrosis caused by Angiostrongylus cantonensis". International Journal of Experimental Pathology. 88 (6): 437–43. doi:10.1111/j.1365-2613.2007.00554.x. PMC 2517339. PMID 18039280.
  23. ^ Horiuchi N, Suda T, Sasaki S, Takahashi H, Shimazawa E, Ogata E (December 1976). "Absence of regulatory effects of 1alpha25-dihydroxyvitamin D3 on 25-hydroxyvitamin D metabolism in rats constantly infused with parathyroid hormone". Biochemical and Biophysical Research Communications. 73 (4): 869–75. doi:10.1016/0006-291X(76)90202-3. PMID 15625855.
  24. ^ Sukov W, Barth DS (June 1998). "Three-dimensional analysis of spontaneous and thalamically evoked gamma oscillations in auditory cortex". Journal of Neurophysiology. 79 (6): 2875–84. doi:10.1152/jn.1998.79.6.2875. PMID 9636093.
  25. ^ "Online Medical Dictionary". 12 December 1998. Archived from the original on 2 December 2008. Retrieved 15 December 2007.
  26. ^ "Sprague Dawley Outbred Rat". Harlan Laboratories. Archived from the original on 2012-10-26. Retrieved 2012-10-25.
  27. ^ Wallace Hayes A (March 2014). "Editor in Chief of Food and Chemical Toxicology answers questions on retraction". Food and Chemical Toxicology. 65: 394–5. doi:10.1016/j.fct.2014.01.006. PMID 24407018.
  28. ^ Mordes JP, Bortell R, Blankenhorn EP, Rossini AA, Greiner DL (1 January 2004). "Rat models of type 1 diabetes: genetics, environment, and autoimmunity". ILAR Journal. 45 (3): 278–91. doi:10.1093/ilar.45.3.278. PMID 15229375.
  29. ^ Kim H, Panteleyev AA, Jahoda CA, Ishii Y, Christiano AM (December 2004). "Genomic organization and analysis of the hairless gene in four hypotrichotic rat strains". Mammalian Genome. 15 (12): 975–81. doi:10.1007/s00335-004-2383-3. PMID 15599556. S2CID 36747187.
  30. ^ Festing MF, May D, Connors TA, Lovell D, Sparrow S (July 1978). "An athymic nude mutation in the rat". Nature. 274 (5669): 365–6. doi:10.1038/274365a0. PMID 307688. S2CID 4206930.
  31. ^ Ferguson FG, Irving GW, Stedham MA (August 1979). "Three variations of hairlessness associated with albinism in the laboratory rat". Laboratory Animal Science. 29 (4): 459–64. PMID 513614.
  32. ^ Moemeka AN, Hildebrandt AL, Radaskiewicz P, King TR (1998). "Shorn (shn): a new mutation causing hypotrichosis in the Norway rat". The Journal of Heredity. 89 (3): 257–60. doi:10.1093/jhered/89.3.257. PMID 9656468.
  33. ^ a b c "Research Animal Models". CRiver.com. Charles River Laboratories. Archived from the original on 24 May 2013. Retrieved 5 August 2012.
  34. ^ D'Cruz PM, Yasumura D, Weir J, Matthes MT, Abderrahim H, LaVail MM, Vollrath D (March 2000). "Mutation of the receptor tyrosine kinase gene Mertk in the retinal dystrophic RCS rat". Human Molecular Genetics. 9 (4): 645–51. doi:10.1093/hmg/9.4.645. PMID 10699188.
  35. ^ Kikkawa S, Yamamoto T, Misaki K, Ikeda Y, Okado H, Ogawa M, Woodhams PL, Terashima T (August 2003). "Missplicing resulting from a short deletion in the reelin gene causes reeler-like neuronal disorders in the mutant shaking rat Kawasaki". The Journal of Comparative Neurology. 463 (3): 303–15. doi:10.1002/cne.10761. PMID 12820163. S2CID 21608635.
  36. ^ Aikawa H, Nonaka I, Woo M, Tsugane T, Esaki K (1988). "Shaking rat Kawasaki (SRK): a new neurological mutant rat in the Wistar strain". Acta Neuropathologica. 76 (4): 366–72. doi:10.1007/bf00686973. PMID 3176902. S2CID 5806299.
  37. ^ Kurtz TW, Morris RC, Pershadsingh HA (June 1989). "The Zucker fatty rat as a genetic model of obesity and hypertension" (PDF). Hypertension. American Heart Association. 13 (6 Pt 2): 896–901. doi:10.1161/01.hyp.13.6.896. PMID 2786848. S2CID 109606. Archived from the original (PDF) on 17 December 2008. Retrieved 6 December 2008.
  38. ^ a b Davis AJ (January 1997). "The Heart of a Zucker". Research PennState. 18 (1). Archived from the original on 22 May 2002. Retrieved 6 December 2008.
  39. ^ Takaya K, Ogawa Y, Isse N, Okazaki T, Satoh N, Masuzaki H, et al. (August 1996). "Molecular cloning of rat leptin receptor isoform complementary DNAs--identification of a missense mutation in Zucker fatty (fa/fa) rats". Biochemical and Biophysical Research Communications. 225 (1): 75–83. doi:10.1006/bbrc.1996.1133. PMID 8769097.
  40. ^ a b Kava R, Greenwood MR, Johnson PR (1990). "Zucker (fa/fa) Rat". ILAR Journal. Institute for Laboratory Animal Research (ILAR). 32 (3): 4–8. doi:10.1093/ilar.32.3.4.

Further reading[edit]

  • Suckow MA, Weisbroth SH, Franklin CL, eds. (2005). The Laboratory Rat (2nd ed.). Academic Press. ISBN 0080454321 – via Google Book.

External links[edit]

  • "Rat Genome", Nature
  • Rat Genome Database, Medical College of Wisconsin
  • Index of Inbred Rat Strains database, Jacskson Laboratory
  • Rat Model Summary database, Knock Out Rat Consortium (archived copy)