現代の生物医学研究における動物モデル

二十世紀の初めまでに、動物モデリングの使用は劇的に増加していたし、いくつかの個人はまだ彼らの使用の倫理に疑問を呈していたが、特にげっ歯類における動物モデリングは、生物学的意義を実証するde rigeur方法となっていた。 しかし、この時点でのすべての研究動物は交配されておらず、動物の使用が観察ではなく実験的になるにつれて、研究者はすぐに研究における遺伝的変動の交絡因子を高く評価した。 William Castle、Clarence Little、Halsey Bagg、Leonell Strongなどの多くの先進的な人々の努力によって、この問題はマウスの近親交配によって解決され、遺伝的に同一のマウスが実験的に使用で これは、非常に迅速に成熟し、ごみからごみへ、そして年ごとに限られた変動性で繁殖した研究課題の安定した供給源を提供しました。 マウスやラットの近交系株がますます開発されるにつれて、基本的な生物学的パラメータにおける株間の固有の違いだけでなく、誘導され、自発的に起 これらの多くは、並行して飼育された相補的な株であり、非肥満糖尿病(NOD)および関連株など、遺伝的に類似している感受性および耐性株を提供する。したがって、ひずみの選択は、特にげっ歯類における動物モデル化における最も重要な考慮事項の一つである。

表2

動物モデリングにおける最近のマイルストーン

研究者(s) 研究者(s) 研究者(s) 研究者(s) 研究者(s) マイルストーン
1902 ウィリアム-キャッスル rowspan=”1″colspan=”1″>遺伝学的研究のためのマウスの繁殖を開始
1909 クラレンスリトル クラレンスリトル クラレンスリトル 変異を排除するために近親交配マウスを開始
1920年代 フレデリック-バンティング 単離された犬のインrowspan=”1″colspan=”1″>ca. 1930 リトルとマクダウェル 最初の完全に近交系マウス(20兄弟×姉妹交配)を達成
1940年代 ジョン-ケイド ジョン-ケイド ジョン-ケイド ジョン-ケイド ジョン-ケイド モルモットの抗けいれん薬としてのリチウム塩の使用を研究し、彼の発見をうつ病の治療に翻訳しました
1976 rudolf jaenisch et al. 最初のトランスジェニックマウスを開発
1980年代 いくつか アカゲザルで行われたHIVの薬物安全性と投薬レジメンの広範なテスト /tr>
1987 カペッキ、エヴァンス、およびスミス 最初のノックアウトマウスを開発
1997 1997 1997 1997 1997 =”1″colspan=”1″>ウィルムットとキャンベル 最初 成体の体細胞からクローン化された動物、ドリー羊
2002 いくつか マウスゲノム配列
2004
2004
2004 2004 いくつかの ラットゲノム配列
2009 aron geurts et al. 開発された最初のノックアウトラット

自然なモデルが利用可能または実現可能でなかった場合、モデル種のゲノムを操作する能力は、特定のモデルに対して特異的に感受性または耐性の動物の作成を可能にした。 したがって、遺伝学の分野で進歩がなされるにつれて、科学者はマウスのまだ配列されていないゲノムを操作することにますます熟達しました。 1980年代には、追加の遺伝物質を運ぶトランスジェニックマウス、および遺伝物質が削除されたノックアウトマウスの出現により、この技術の爆発を見た。 最近では、Cre-Loxシステムなどの遺伝子をノックアウトする組織特異的な方法、テトラサイクリンまたはタモキシフェン誘導システムを用いてin vivoで遺伝子転写をオンまたはオフにする方法、5蛍光タンパク質およびジフテリア毒素受容体ノックインマウスを介してin vivoで細胞系統全体を同定または除去する方法などの開発により、マウスゲノムを操作する能力がますます洗練されてきている。6、7さらに、研究者らは、トランスジェニックラット、8匹の猫、9匹の犬、10匹のウサギ、豚、羊、11匹のヤギ、牛、鶏、12匹のゼブラフィッシュ、13匹の非ヒト霊長類、14匹を生成するために同様の技術を使用しています。 他の種で標的遺伝子ノックアウトを生成する能力は遅れているが、ノックアウトラットはマウスで使用されているものとは異なる亜鉛指ヌクレアーゼベースの技術を使用して2009年に成功裏に作成された。15

マウスは生物医学研究の原動力であり続けています(サイドバー206ページを参照)。 間違いなく、過去25年間の最も重要な変化は、ほとんどの非げっ歯類哺乳動物モデルの役割の低下とは明らかに対照的に、研究における実験室マウスの壮大なエスカレーションです(図1参照)。 比較すると、この種では標的遺伝子操作がより困難であることが判明したため、ラットの使用は停滞している。 最初のノックアウトラットの作成は、ラットモデルベースの生物医学の出版物で非常に最近のアップダニを説明するのに役立つかもしれません。 しかし、マウス以外の実験室種のゲノムを変更する能力の上昇に伴い、生物医学研究の顔は今変化しています。 ブタやゼブラフィッシュなどの遺伝的に可鍛性のある種は、モルモット、ウサギ、フェレットのような一般的なモデル生物よりも競争が激しくなっています(図1参照)。 これらの重要な傾向は、1)他のものと比較して特定のモデル種の劇的に増加する有用性、および2)与えられた科学的目的を達成するために可能な最

出版日、1970年から2011年までのPubmedの検索結果。 各種の検索語には、学名と各種の共通名が含まれていましたが、マウスとラットには学名のみが使用されていました。 「非げっ歯類哺乳動物モデル」には、犬、ウサギ、猫、アカゲザル、モルモット、ブタ、チンパンジー、およびフェレットが含まれる。さらに、胃腸および皮膚微生物叢の影響の認識は、全く新しい研究時代–gnotobioticsの誕生につながった。 Caesarian誕生、柔軟なフィルムアイソレータケージ、および照射された食品の使用により、マウスは完全に無菌状態で維持されるか、または一つ以上の定義された細菌種と植民地化することができるようになりました。 既知の腸内微生物叢としては、改変されたSchaedlerの細菌叢(ASF)と呼ばれる8つの共生好気性細菌と嫌気性細菌の組み合わせが一般的に使用されています。16しかし、変性勾配ゲル電気泳動、自動化されたリボソーム間スペーサー分析、ディープシーケンシングなどの腸内微生物群集全体をフィンガープリンティングする堅牢な方法の最近の開発により、研究者は腸内微生物叢の組成を迅速かつ確実に監視することができ、ASFなどのより還元主義的なモデルから離れることができます。 近交系げっ歯類株の開発は宿主遺伝学の制御を可能にしたが、複雑ではあるが定義された微生物叢を有する研究動物の開発は、宿主の生理学に影響を与えることが知られている微生物遺伝学の制御を可能にする。 さらに、gnotobioticsは非マウス種にも適用することができるので、この分野は進化し続ける可能性があります。

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。