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姿势|实验动物在哪里?

 残云伴鹤归 2017-06-08


本报记者

何纾宇 生命科学学院2016级本科生

王诗琴 法学院2014级本科生


生命科学学院2016级本科生华时雨第一次见到哺乳纲的实验动物,是在大一的生理实验课上。实验台上的专用透气纸盒中,几只大鼠蜷卧在薄薄的一层木屑上,体量相近,毛色纯白。完成“大鼠脑片观察”的实验后,解剖过的大鼠尸体被收集到几个大塑料袋里。

 

对于大部分华时雨这样的学生,他们与实验动物的每段交集大都只有一次实验的时间,而在这短短几个小时的背后,是一套完整精细的实验动物获取、培养及处理流程。

 

这些课上用的实验动物是从哪里来,最终又会到哪里去呢?


生命科学学院院衫上的实验动物图案


实验动物哪里来

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总体来说,获取实验动物的方式有自己培育和由公司购入两种。

 

在科研实验中,常会长期需要一些特殊品系的转基因小鼠。这些动物会由实验者在校内培养。医学部有自己的动物部,生科大楼也隐藏着培养SPF级小动物的实验动物中心。每一次小鼠的生产,每一笼小鼠的身份信息,都会以卡片的形式被记录并保存下来。

 

大部分教学用的实验动物如家兔、中华大蟾蜍等往往从专业的公司购得,一些没有长期需求的科研用动物也是如此。

 

和注重外表可爱、性格温顺的宠物不同,实验动物被关注的往往是其基因组成、品系来源、遗传和微生物学质量等方面的情况。也因此,实验动物供应公司的动物介绍里没有萌图软文,而代以复杂的英文品系名。这些一般人读来不知所以的文字,却恰恰是实验者面对种类繁多而形貌相仿的实验动物时,了解和选择的重要依据。



小鼠跟人类一样,也有自己的“身份证”,但上面的信息可比人类的详细的多——每一个身份证上面,包含包装级别、可选性别、品系来源、研究用途等多方面的信息,以供购买者参考。



实验动物怎么养

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实验动物的饲养需要考虑多方因素。

 

在微观实验中,“防止污染”是实验成功的前提,培养基被杂菌污染是实验员们公有的噩梦。这柄高悬的达摩克里斯之剑也是他们之间用来开玩笑的老梗之一,有时见面第一句话就是“今天你污了吗?”,甚至会立下“不污染就请全实验室吃饭”的flag。

 

实验动物是实验材料的来源,保持其清洁的重要性不言而喻。在生活里,宠物小白鼠鼠毛雪白柔顺没有灰就算得上是“干净”,实验动物的卫生标准可比这严苛的多。

 

根据实验动物寄生虫及微生物控制标准,可将实验动物分为四级,级别越高,规定不能检出的寄生虫和微生物种类越多。目前科研上普遍使用SPF(Specific Pathogen Free animals)级动物,亦即“无特殊病原体”动物。这是国家标准中实验动物的第三级,仅次于不能检出任何病原体的无菌动物。以小鼠为例,想要达到SPF级就不能在监测中检出沙门菌等17种病原菌、小鼠肝炎病毒等15种病毒、弓形虫等多种寄生虫中的任何一种。

 

一走进实验动物中心,目之所及没有小鼠踪影,而是消毒室、更衣室、监控室和被防护服从头武装到脚的工作人员。这是因为SPF级动物不能随随便便地养在开放环境里,而需饲养于屏障系统中,实施严格的微生物和寄生虫控制。

 

人流方面,工作人员从中心门口到进入饲养小鼠的房间至少要过三关:“一更”,脱下外套;“二更”,穿着防护服并佩戴口罩;“风淋”,去除衣物上附着的棉纤维等杂质。有时人员进出会使房间内外产生压力差,使得杂菌随空气流动进入房间,所以工作人员还会定期对房间进行喷雾消毒,杜绝污染。

 

消毒室是环境控制的第二环,在这里,穿过的防护服在清洁装置里翻滚,小鼠吃喝拉撒玩耍睡觉过的鼠盒被冲酸、冲热水洗掉尘垢,然后进入冒着蒸汽的高压灭菌器,最后填进干净松软的木屑,投入下一轮使用。不能高压处理的接触物也会通过紫外线照射等种种方式灭菌,直到符合标准。

 

想要达到SPF级的清洁标准,连空气都不能随便放行。只有经过处理机组的三级过滤,调温加湿,空气才能进入饲养实验动物的各个房间。 

 

为了监测微生物状况,每个9×9笼架的81盒小鼠中,总有一盒扮演着“哨兵鼠”特殊的角色。

                 

工作人员会采集监测动物用过的脏垫料放入哨兵鼠的鼠盒里。如果垫料里有病原体,哨兵鼠也会被感染。通过对哨兵鼠的检测,就可以了解全架小鼠的卫生情况了。

 

饲养实验动物,动物福利也是必须考虑的因素之一。中心培养的小鼠在长到20天后就会进行分笼,每笼小鼠不能超过5只,以避免环境太过拥挤。小鼠的饲料由专业公司提供,营养搭配合理。

 

为保证小鼠正常的生命节律,饲养室中的给光周期也是恒定的。动物中心还会对每个房间的温湿度进行实时监控,维持鼠房温度在21-25摄氏度,湿度在40%-70%的范围内,一旦偏离,空气处理系统便会进行自动调整。


实验动物哪里去

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一次实验结束后,有些动物尸体会被进一步用于其他实验。比如华时雨一次生理实验课上用于探究“血压及呼吸影响因素”的家兔在实验结束而死亡后,其肝会用作生化实验的材料,而头部被继续用于比较解剖学实验。

 

“这是为了最大化地利用实验动物资源,让其他兔子不用再因此死去。”

 

而不应用于其他实验的动物尸体,会被收集放入储藏柜中,交由医疗垃圾处理公司拉到京郊焚烧处理。

 

华时雨在刚开始做动物实验的时候,偶尔会产生一些大胆的想法,比如把注射生理盐水的对照组小鼠揣在实验服口袋里带回宿舍养起来。

 

“然而只是想想而已,因为知道实验室的规定。实验动物是不能作为宠物饲养的,原因有很多,比如用于实验的转基因小鼠如果逃走,可能会造成基因污染,后果难以预料。”


记录小鼠信息的卡片


也有一些实验动物,在短暂应用于科学研究之后,还可以进入领养家庭继续生活。

 

生命科学学院研究员罗述金老师的实验室,利用高通量基因组测序与连锁分析的方法,研究与猫科动物的表型性状相关,且符合孟德尔遗传规律的相关基因。



在中国的南方和东南亚地区,有大量比例的家猫(包括家养的以及当地的流浪猫)存在有短尾的性状,对家猫生活无影响,而且符合显性遗传规律。研究员们希望找到具有性状分离的一个家系的猫,比如同父母的后代,一半有短尾性状一半是正常,符合遗传背景相对单纯的条件,为定位相关基因提供可行性。

 

在美国,常用的策略是与宠物猫繁育者合作,通过对他们所繁殖的家系进行采样提取DNA就可以获得研究所需要的样品了。但在国内,经过调研,发现很难找到这样的家系,于是实验室采取了自己繁育的策略。

 

实验室没有计划长期地圈养小猫,所有的小猫在满月打完疫苗体检,并由兽医采集1毫升血样之后,就按照国际通用的领养流程免费送领养。为了保证动物福利,实验室建立了经过北大实验动物伦理委员会审批通过的圈养空间,以确保每只猫都有足够的生活空间并得到精心的照顾。



这些猫咪的命运之所以不同,是因为项目所繁殖圈养的家猫都是健康的,正常自然交配繁育的,不涉及任何疾病和遗传缺陷,且除了由专业兽医操作的采血1毫升,研究者不对其实施任何手术、实验、或任何具有侵害性的行为。它们与大家通常所理解的“实验动物”存在不同。


结语

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静静地来,悄悄地去,一来一去之间,实验动物为人类科学发展做出的贡献不知凡几。北京大学校园西北角原实验动物中心门口曾立有一块石质纪念碑,碑上朱字两行:“尊重生命,以神圣的使命感对待动物实验工作。”


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