第60屆日本實驗動物年會重點科研內容介紹與分析

張偉倫，劉 穎

(中國醫學科學院醫學實驗動物研究所)

2013年5月，隨中國實驗動物學代表團，參加了第60屆日本實驗動物科學技術年會。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的實驗動物界派人參加會議，會議匯集了的近千名實驗動物相關領域的科研、技術及管理專家。本次會議共接收了論文及報告投稿200多篇，涉及了實驗動物的各個領域。按照不同議題設置5個分會場進行報告，現將其中部分重點內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驗動物的方方面面，包括實驗動物的使用管理、實驗動物的育種生殖技術的使用和基因工程技術的應用、活體成像技術的應用、人類疾病相關動物模型的構建和機制研究等內容。關于疾病動物模型的相關研究共有報告論文18篇，海報論文12篇，內容涉及新的疾病模型探索、發病機制研究和藥物治療相關研究等(表1)。

主要表現為以下幾個特點：第一、實驗動物應用多樣化，雖然小鼠仍是主要應用的疾病模型用實驗動物，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篇為轉基因、基因敲除等基因工程動物，5篇為點突變或ENU誘變；第三、重視組學研究，有2篇論文探討了疾病模型中基因組和轉錄組的變化，從組學研究的大方向著手探討疾病模型的機制；第四、除常見病、多發病的動物模型研究，動物模型涉及的疾病種類向更廣闊的方向發展，論文中研究的疾病包括發育異常(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)，構建和使用的動物模型在發育、免疫、兒科、耳鼻喉科、婦產科等多個臨床科室都有應用，與臨床結合更為緊密。

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，成為生物醫學界最常見的實驗動物之一。本屆日本實驗動物學會中，靈長類的實驗動物研究是會議的熱點之一。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、易于實驗操作、飼養成本低，是目前公認的進行神經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的論文就有12篇。涉及到動物的基因組學研究，疾病動物模型的建立、轉基因技術的探討、動物繁殖、獸醫學研究以及動物的微生物檢測等各個方面(表2)

第60屆日本實驗動物年會動物疾病模型相關領域研究報道

題 目Characteriztion of Neural Deveolpment and Diseases by iPSC-technologies and transgenic marmoset利用IPS細胞技術和轉基因狨猴研究神經發育及神經疾病Potential of common marmosets as experimental animal in social neuroscience狨猴作為社會神經科學實驗動物可能性Towards a knock down transgenic model of type II diabetes in a common marmoset 利用轉基因狨猴制備II型糖尿病動物模型Expression pattern of early genes during early marmoset development 狨猴早期發育過程中早期基因表達研究Immune-related gene expression profile in common marmosets assessed by quantitative real-time PCR 利用實時定量PCR分析狨猴免疫相關基因的表達譜的研究Duodenal dilation case with chronic vomiting in common marmoset 狨猴十二指腸擴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備程序A novel intrauterine insemination technique in common marmoset 狨猴宮腔內人工授精的新技術探討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醫學院實驗動物中心擬利用RNA干擾技術制備了2型糖尿病的動物模型，目前已在體外完成了部分工作。該大學的生理系，使用小鼠模型和狨猴轉基因模型，對IPS細胞治療脊髓損傷等頑固性神經疾病的有效性、安全性進行了探討。Keyoto大學的靈長類研究所根據狨猴的特殊的生活方式，形成一個小的種群，利用該模型進行社會行為學的研究。

2) 在繁殖技術研究中，日本HIROSHIMA大學的實驗動物中心將克隆技術應用于狨猴育種，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、子宮內的技術操作等領域都進行了探索并發表了會議論文。

3) 在狨猴的獸醫學研究中，kawasaki動物中心報道了一例狨猴的非創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。該中心還專題介紹了狨猴的伴慢性嘔吐的十二指腸擴張癥的治療及預后經驗。

4) 實驗動物檢測方面，Kawasaki大學將XM-EHEC培養基用于腸致病性大腸桿菌的培養， 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，結果提示該菌的感染與消化道出血有密切關系。

3 國家生物資源項目(NBRP)

“國家生物資源項目”是2002年度日本文部科學省從全面推進生命科學的立場出發設立的計劃，其目的在于：在實驗動植物、ES細胞等 干細胞、各種生物的基因材料等生物遺傳資源(生物資源)中，選擇對于對國家戰略十分重要的資源，進一步完善體制，以進行系統化的收集、保存、提供等。

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

在項目實施過程中，為了進行符合上述目的的收集、保存、提供及技術開發等，設置(1)完善核心基地計劃、(2)完善基因組信息計劃、(3)完善基礎技術計劃、(4)完善信息中心計劃等4項計劃。

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

在實驗動物領域最常應用的大小鼠領域，小鼠項目以理化研究所為基地，主要任務是常規品系的收集，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。目前在其數據庫中可檢索到常規品系及基因突變品系3329種，以該資源中心提供的小鼠，已發表science5篇，Nature 8篇，以及其他各種高水平雜志論文433篇。大鼠項目以京都大學為基地，完成日本及國外的實驗用、自發突變大鼠、轉基因大鼠的保種，除了以精子、胚胎細胞凍存對形式進行保存外，還對外提供常用的大鼠品系。同時，對這些品系進行微生物及遺傳學監測。目前其網站已擁有597種大鼠的比較醫學信息，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，共發表包括Nature在內的高水平論文316篇。

4 國際小鼠表型分析計劃

該計劃由國際上16個從事實驗動物相關研究的科研單位及公司共同參與，其目標是通過全球合作，研究小鼠體內2萬個基因的表型及功能，利用基因工程技術獲得2萬種基因敲除小鼠的胚胎干細胞，對這些進行比較醫學信息研究，最終建立包含小鼠每個基因的比較醫學信息庫。由于在小鼠基因組中99%的基因與人類基因相對應，通過研究這些小鼠的基因及相應小鼠的表型，可以為生物學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病機制的研究。該計劃的實施將會大大縮小基礎研究與臨床研究的距離。

參與國家包括美國國立衛生院、歐盟、英國醫學研究理事會(MRC)、加拿大衛生部。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年內資助1.1億美元用該項目的執行。計劃將分為2個階段分步實施：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行了報告，韓國的平臺主要集中老年病相關的小鼠的表型分析，特別是代謝及感覺相關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。主要進行身體組成、代謝參數、運動分

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

析、能量分析、胰島素鉗夾技術分析以及組織學分析。感官的表型分析包括嗅覺、聽見和視覺的分析。在此基礎上利用MRI和OCT影響進行更加準確的綜合分析。臺灣的工作主要集中在免疫相關小鼠、老年病、神經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行免疫學的表型分析。利用流式細胞術先對小鼠脾臟和血液中的免疫細胞進行分類，在此基礎上對免疫細胞的亞型分類并進行功能檢測。澳大利亞在ENU突變小鼠中具有多年的工作經驗。在小鼠基因組單核苷酸突變與小鼠表型的關系進行了大量研究，特別是免疫系統的記憶性/效應性T、B淋巴細胞的分析。會議主辦方日本也就平臺的建設與發展進行了報告，日方的工作主要是利用對照數據對平臺進行的表型分析數據的一致性研究及建立基于多參數的表型分析系統。

感想：第60屆日本實驗動物年會內容涉及廣泛，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，研究內容涉及了實驗動物檢測、實驗動物技術、保種育種、動物基因組學、人類疾病動物模型制作、比較醫學、人類疾病機制、實驗動物倫理學等各個方面。在許多熱點研究領域，日本動物學界已進行了較深入的研究，擁有了較高水平的研究，值得我們學習與追趕。