第60屆日本實(shí)驗(yàn)動物年會重點(diǎn)科研內(nèi)容介紹與分析

張偉倫，劉 穎

(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動物研究所)

2013年5月，隨中國實(shí)驗(yàn)動物學(xué)代表團(tuán)，參加了第60屆日本實(shí)驗(yàn)動物科學(xué)技術(shù)年會。除日本本國研究者外，中國、中國臺北、意大利、澳大利亞、韓國、菲律賓、印度、新加坡等多個國家和地區(qū)的實(shí)驗(yàn)動物界派人參加會議，會議匯集了的近千名實(shí)驗(yàn)動物相關(guān)領(lǐng)域的科研、技術(shù)及管理專家。本次會議共接收了論文及報告投稿200多篇，涉及了實(shí)驗(yàn)動物的各個領(lǐng)域。按照不同議題設(shè)置5個分會場進(jìn)行報告，現(xiàn)將其中部分重點(diǎn)內(nèi)容作一簡要介紹與分析，與讀者分享。

1 疾病動物模型

這次會議投稿的論文涉及到實(shí)驗(yàn)動物的方方面面，包括實(shí)驗(yàn)動物的使用管理、實(shí)驗(yàn)動物的育種生殖技術(shù)的使用和基因工程技術(shù)的應(yīng)用、活體成像技術(shù)的應(yīng)用、人類疾病相關(guān)動物模型的構(gòu)建和機(jī)制研究等內(nèi)容。關(guān)于疾病動物模型的相關(guān)研究共有報告論文18篇，海報論文12篇，內(nèi)容涉及新的疾病模型探索、發(fā)病機(jī)制研究和藥物治療相關(guān)研究等(表1)。

主要表現(xiàn)為以下幾個特點(diǎn)：第一、實(shí)驗(yàn)動物應(yīng)用多樣化，雖然小鼠仍是主要應(yīng)用的疾病模型用實(shí)驗(yàn)動物，但大鼠和其他動物也逐漸受到重視；在30篇論文中有21篇(70%)是使用小鼠為模型構(gòu)建疾病模型，其他9篇論文分別使用了大鼠、兔、豬和森林姬鼠為模型動物；第二、基因工程操作成為疾病機(jī)制研究中的主流方法，總共有18篇(60%)論文涉及基因操作，其中13篇為轉(zhuǎn)基因、基因敲除等基因工程動物，5篇為點(diǎn)突變或ENU誘變；第三、重視組學(xué)研究，有2篇論文探討了疾病模型中基因組和轉(zhuǎn)錄組的變化，從組學(xué)研究的大方向著手探討疾病模型的機(jī)制；第四、除常見病、多發(fā)病的動物模型研究，動物模型涉及的疾病種類向更廣闊的方向發(fā)展，論文中研究的疾病包括發(fā)育異常(3篇)、糖脂代謝異常(4篇)、遺傳性視力/聽力障礙(3篇)、免疫相關(guān)疾病(3篇)、腫瘤(2篇)、妊娠高血壓(2篇)、嬰兒猝死綜合癥(1篇)和陰莖勃起異常(1篇)，構(gòu)建和使用的動物模型在發(fā)育、免疫、兒科、耳鼻喉科、婦產(chǎn)科等多個臨床科室都有應(yīng)用，與臨床結(jié)合更為緊密。

2 靈長類動物-狨猴動物模型研究

靈長類動物因其與人類的遺傳相似性，成為生物醫(yī)學(xué)界最常見的實(shí)驗(yàn)動物之一。本屆日本實(shí)驗(yàn)動物學(xué)會中，靈長類的實(shí)驗(yàn)動物研究是會議的熱點(diǎn)之一。會議中，涉及的非人靈長類有恒河猴、豬尾猴、食蟹猴和狨猴。特別是狨猴，由于其高繁殖率、易于實(shí)驗(yàn)操作、飼養(yǎng)成本低，是目前公認(rèn)的進(jìn)行神經(jīng)精神疾病及腦功能研究的最好的動物模型之一。會議論文中僅狨猴相關(guān)的論文就有12篇。涉及到動物的基因組學(xué)研究，疾病動物模型的建立、轉(zhuǎn)基因技術(shù)的探討、動物繁殖、獸醫(yī)學(xué)研究以及動物的微生物檢測等各個方面(表2)

第60屆日本實(shí)驗(yàn)動物年會動物疾病模型相關(guān)領(lǐng)域研究報道

題 目Characteriztion of Neural Deveolpment and Diseases by iPSC-technologies and transgenic marmoset利用IPS細(xì)胞技術(shù)和轉(zhuǎn)基因狨猴研究神經(jīng)發(fā)育及神經(jīng)疾病Potential of common marmosets as experimental animal in social neuroscience狨猴作為社會神經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)動物可能性Towards a knock down transgenic model of type II diabetes in a common marmoset 利用轉(zhuǎn)基因狨猴制備II型糖尿病動物模型Expression pattern of early genes during early marmoset development 狨猴早期發(fā)育過程中早期基因表達(dá)研究Immune-related gene expression profile in common marmosets assessed by quantitative real-time PCR 利用實(shí)時定量PCR分析狨猴免疫相關(guān)基因的表達(dá)譜的研究Duodenal dilation case with chronic vomiting in common marmoset 狨猴十二指腸擴(kuò)張伴慢性嘔吐病例報道A case of non-traumatic gas gangrene in a common marmoset 狨猴非創(chuàng)傷氣性壞疽病例報道Procedures for collection and preparation of ejaculated sperm for IVF in the common marmoset 狨猴人工授精過程中精子的收集及準(zhǔn)備程序A novel intrauterine insemination technique in common marmoset 狨猴宮腔內(nèi)人工授精的新技術(shù)探討Application of XM-EHEC agar for the test of EPEC in common marmoset 利用XM-EHEC瓊脂檢測狨猴的致病性大腸埃希氏菌(EPEC)Enteropathogenic Escherichia coli infection in common marmosets with gastrointestinal hemorrhage 狨猴腸致病性大腸桿菌感染伴胃腸道出血

1) 在狨猴的疾病模型研究中，keio醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動物中心擬利用RNA干擾技術(shù)制備了2型糖尿病的動物模型，目前已在體外完成了部分工作。該大學(xué)的生理系，使用小鼠模型和狨猴轉(zhuǎn)基因模型，對IPS細(xì)胞治療脊髓損傷等頑固性神經(jīng)疾病的有效性、安全性進(jìn)行了探討。Keyoto大學(xué)的靈長類研究所根據(jù)狨猴的特殊的生活方式，形成一個小的種群，利用該模型進(jìn)行社會行為學(xué)的研究。

2) 在繁殖技術(shù)研究中，日本HIROSHIMA大學(xué)的實(shí)驗(yàn)動物中心將克隆技術(shù)應(yīng)用于狨猴育種，將形成一個遺傳背景一致的非人靈長類動物人工種群。在此過程中，該中心對狨猴的精子采集、體外精子處理、人工授精、子宮內(nèi)的技術(shù)操作等領(lǐng)域都進(jìn)行了探索并發(fā)表了會議論文。

3) 在狨猴的獸醫(yī)學(xué)研究中，kawasaki動物中心報道了一例狨猴的非創(chuàng)傷性氣性壞疽的病例，這是首次在狨猴中報道該病例的出現(xiàn)。該中心還專題介紹了狨猴的伴慢性嘔吐的十二指腸擴(kuò)張癥的治療及預(yù)后經(jīng)驗(yàn)。

4) 實(shí)驗(yàn)動物檢測方面，Kawasaki大學(xué)將XM-EHEC培養(yǎng)基用于腸致病性大腸桿菌的培養(yǎng)， 通過PCR方法建立了狨猴糞便中該菌的檢測方法。同時分析了609份樣品中大腸桿菌的檢出情況，結(jié)果提示該菌的感染與消化道出血有密切關(guān)系。

3 國家生物資源項(xiàng)目(NBRP)

“國家生物資源項(xiàng)目”是2002年度日本文部科學(xué)省從全面推進(jìn)生命科學(xué)的立場出發(fā)設(shè)立的計劃，其目的在于：在實(shí)驗(yàn)動植物、ES細(xì)胞等 干細(xì)胞、各種生物的基因材料等生物遺傳資源(生物資源)中，選擇對于對國家戰(zhàn)略十分重要的資源，進(jìn)一步完善體制，以進(jìn)行系統(tǒng)化的收集、保存、提供等。

該項(xiàng)目是日本以國家高度推行的生物資源項(xiàng)目,是對作為生命科學(xué)研究基礎(chǔ)的生物資源(動物、植物等)進(jìn)行收集、保存、提供的同時，以提高生物資源品質(zhì)為目標(biāo)，通過開發(fā)保存技術(shù)、分析 基因組等技術(shù)提高生物資源的附加價值，并以此來完善生物資源以適應(yīng)時代的需求。此外，還要強(qiáng)化信息中心的功能，以提供廣泛的生物資源所在信息等。目前項(xiàng)目前兩期已經(jīng)執(zhí)行完畢，(2002年度至2006年度，2007年度-2011年度)，2012年度至2016年度的第三期項(xiàng)目正在執(zhí)行。

在項(xiàng)目實(shí)施過程中，為了進(jìn)行符合上述目的的收集、保存、提供及技術(shù)開發(fā)等，設(shè)置(1)完善核心基地計劃、(2)完善基因組信息計劃、(3)完善基礎(chǔ)技術(shù)計劃、(4)完善信息中心計劃等4項(xiàng)計劃。

通過完善核心基地計劃，文部省設(shè)立了收集保存的動植物種類不同，設(shè)立了30個基地(表3)。

在實(shí)驗(yàn)動物領(lǐng)域最常應(yīng)用的大小鼠領(lǐng)域，小鼠項(xiàng)目以理化研究所為基地，主要任務(wù)是常規(guī)品系的收集，小鼠病原體檢測及凈化，SPF小鼠的繁育、品系的凍存，以及基因工程小鼠的維持與保存。目前在其數(shù)據(jù)庫中可檢索到常規(guī)品系及基因突變品系3329種，以該資源中心提供的小鼠，已發(fā)表science5篇，Nature 8篇，以及其他各種高水平雜志論文433篇。大鼠項(xiàng)目以京都大學(xué)為基地，完成日本及國外的實(shí)驗(yàn)用、自發(fā)突變大鼠、轉(zhuǎn)基因大鼠的保種，除了以精子、胚胎細(xì)胞凍存對形式進(jìn)行保存外，還對外提供常用的大鼠品系。同時，對這些品系進(jìn)行微生物及遺傳學(xué)監(jiān)測。目前其網(wǎng)站已擁有597種大鼠的比較醫(yī)學(xué)信息，并以活體形式保存了95種大鼠并對外提供。利用該資源中心的大鼠為研究對象，共發(fā)表包括Nature在內(nèi)的高水平論文316篇。

4 國際小鼠表型分析計劃

該計劃由國際上16個從事實(shí)驗(yàn)動物相關(guān)研究的科研單位及公司共同參與，其目標(biāo)是通過全球合作，研究小鼠體內(nèi)2萬個基因的表型及功能，利用基因工程技術(shù)獲得2萬種基因敲除小鼠的胚胎干細(xì)胞，對這些進(jìn)行比較醫(yī)學(xué)信息研究，最終建立包含小鼠每個基因的比較醫(yī)學(xué)信息庫。由于在小鼠基因組中99%的基因與人類基因相對應(yīng)，通過研究這些小鼠的基因及相應(yīng)小鼠的表型，可以為生物學(xué)研究提供新的手段與思路，并推動如心血管病及糖尿病等人類重大疾病的發(fā)病機(jī)制的研究。該計劃的實(shí)施將會大大縮小基礎(chǔ)研究與臨床研究的距離。

參與國家包括美國國立衛(wèi)生院、歐盟、英國醫(yī)學(xué)研究理事會(MRC)、加拿大衛(wèi)生部。日本理化研究院(RIKEN)等。其中美國NIH在2011 年通過了KOMP2(Knockout Mouse Phenotyping Program)計劃， 在10年內(nèi)資助1.1億美元用該項(xiàng)目的執(zhí)行。計劃將分為2個階段分步實(shí)施：第一階段(2012-2016)分析5000個基因的基因剔除小鼠的表型，第二階段(2017-2022)分析 15000個基因的基因剔除小鼠的表型。

在本次會議上，亞洲各國對各自的平臺進(jìn)行了報告，韓國的平臺主要集中老年病相關(guān)的小鼠的表型分析，特別是代謝及感覺相關(guān)基因工程小鼠的表型分析。包括肥胖、2型糖尿病及高脂血癥代謝等疾病模型。主要進(jìn)行身體組成、代謝參數(shù)、運(yùn)動分

實(shí)驗(yàn)動物小鼠 ( 理研 BRC ) 大麥 ( 岡山大學(xué) ) 大鼠 ( 京都大學(xué) ) 藻類 ( 環(huán)境研究所 ) 果蠅 ( 遺傳學(xué)研究所 ) 廣義茼蒿屬植物( 廣島大學(xué) ) 線蟲 ( TWMU ) 牽?；?( 九州大學(xué) ) 家蠶 ( 九州大學(xué) ) 牛角花、大豆( 宮崎大學(xué) ) 青鳉魚 基礎(chǔ)生物學(xué)研究所 西紅柿 ( 筑波大學(xué) )斑馬魚 ( 理研 BSI ) 細(xì)胞狀粘菌( 筑波大學(xué) ) 日本獼猴 ( 生理學(xué)研究所 ) 病原微生物( 千葉大學(xué) ) 玻璃海鞘 ( 筑波大學(xué) ) 一般微生物 ( 理研 BRC ) Chicken / Quail( Nagoya Univ. )原核生物(大腸桿菌)( 遺傳學(xué)研究所 ) ParameciumYamaguchi Univ. 原核生物(枯草桿菌) 遺傳學(xué)研究所 熱帶爪蟾 ( 廣島大學(xué) ) 酵母 ( 大阪市立大學(xué) ) 阿拉伯芥 ( 理研 BRC ) 基因材料 ( 理研 BRC ) 水稻 ( 遺傳學(xué)研究所 ) 人類、動物細(xì)胞 ( 理研 BRC ) 小麥 ( 京都大學(xué) ) Cord blood stem cells for research ( Tokai Univ. )

析、能量分析、胰島素鉗夾技術(shù)分析以及組織學(xué)分析。感官的表型分析包括嗅覺、聽見和視覺的分析。在此基礎(chǔ)上利用MRI和OCT影響進(jìn)行更加準(zhǔn)確的綜合分析。臺灣的工作主要集中在免疫相關(guān)小鼠、老年病、神經(jīng)退行性疾病及骨科疾病的模型小鼠的分析。該平臺分兩步對模型進(jìn)行免疫學(xué)的表型分析。利用流式細(xì)胞術(shù)先對小鼠脾臟和血液中的免疫細(xì)胞進(jìn)行分類，在此基礎(chǔ)上對免疫細(xì)胞的亞型分類并進(jìn)行功能檢測。澳大利亞在ENU突變小鼠中具有多年的工作經(jīng)驗(yàn)。在小鼠基因組單核苷酸突變與小鼠表型的關(guān)系進(jìn)行了大量研究，特別是免疫系統(tǒng)的記憶性/效應(yīng)性T、B淋巴細(xì)胞的分析。會議主辦方日本也就平臺的建設(shè)與發(fā)展進(jìn)行了報告，日方的工作主要是利用對照數(shù)據(jù)對平臺進(jìn)行的表型分析數(shù)據(jù)的一致性研究及建立基于多參數(shù)的表型分析系統(tǒng)。

感想：第60屆日本實(shí)驗(yàn)動物年會內(nèi)容涉及廣泛，僅涉及的動物物種就包括大小鼠、雪貂、兔、烏龜、比格犬、果蠅、線蟲、mekada魚、金魚、羊、狨猴、恒河猴等多個物種，研究內(nèi)容涉及了實(shí)驗(yàn)動物檢測、實(shí)驗(yàn)動物技術(shù)、保種育種、動物基因組學(xué)、人類疾病動物模型制作、比較醫(yī)學(xué)、人類疾病機(jī)制、實(shí)驗(yàn)動物倫理學(xué)等各個方面。在許多熱點(diǎn)研究領(lǐng)域，日本動物學(xué)界已進(jìn)行了較深入的研究，擁有了較高水平的研究，值得我們學(xué)習(xí)與追趕。