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只用一只小鼠就可以觀察炎癥發(fā)展的全過程？

只需要一批小鼠就可以對(duì)腫瘤治療前、治療中、治療后的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測？

是的，通過一種轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)小鼠就可以實(shí)現(xiàn)，它們體內(nèi)可以表達(dá)一種基于熒光蛋白的“生物傳感器”。早在1997年7月，“發(fā)光小鼠”就在日本大阪大學(xué)誕生了。大阪大學(xué)微生物研究所的岡部勝和伊川正等人，將發(fā)光海蜇的發(fā)光遺傳基因“GFP”注入到老鼠的受精卵中，從而培育出這種在黑暗中能發(fā)光的小鼠。

日本大阪大學(xué)培育的“發(fā)光小鼠”（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

綠色熒光蛋白：“皮卡丘發(fā)光小鼠”的“開關(guān)”

這種讓小鼠變成真實(shí)版“皮卡丘”所用到的關(guān)鍵物質(zhì)叫做綠色熒光蛋白，是當(dāng)代生物學(xué)的重要“標(biāo)識(shí)”工具。2008年，馬丁·查爾菲(Martin Chalfie)、錢永健(Roger Y.Tsien)和下村修(Osamu Shimomura)三名科學(xué)家，憑借在綠色熒光蛋白質(zhì)(GFP)研究領(lǐng)域取得的重要成就問鼎當(dāng)年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

通過綠色熒光蛋白質(zhì)，可以幫助科學(xué)家了解細(xì)胞機(jī)制如何工作，科學(xué)家只需通過尋找熒光便可知道基因何時(shí)以及為什么“開啟”。這一項(xiàng)重要成就，被康涅狄格學(xué)院化學(xué)家、《發(fā)光基因》作者馬克·齊默(Mark Zimmer)稱之為“21世紀(jì)的顯微鏡”。

基于此，通過采用生物發(fā)光成像或熒光成像技術(shù)，對(duì)細(xì)胞、細(xì)菌、病毒、蛋白、抗體、核酸、小分子藥物分子和納米材料等進(jìn)行標(biāo)記，并通過超高靈敏度相機(jī)采集其產(chǎn)生的微弱信號(hào)，從而了解研究對(duì)象在體內(nèi)的生物學(xué)反應(yīng)和過程，實(shí)時(shí)觀察動(dòng)物體內(nèi)腫瘤的生長及轉(zhuǎn)移、疾病發(fā)生發(fā)展過程、材料或藥物在體內(nèi)的代謝、基因表達(dá)等生物學(xué)過程。

剛出生的發(fā)光小鼠幼崽（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

被科學(xué)家“盯上”的小白鼠

隨著生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物技術(shù)作為生物技術(shù)的重要組成部分也取得了飛速發(fā)展。轉(zhuǎn)基因小鼠被廣泛應(yīng)用于基因表達(dá)、蛋白質(zhì)間相互作用、癌癥研究、免疫學(xué)研究、干細(xì)胞研究、神經(jīng)疾病研究、藥物研發(fā)與藥效評(píng)估等領(lǐng)域。小鼠因其具有其他實(shí)驗(yàn)動(dòng)物無法比擬的優(yōu)勢，成為目前最常用的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型之一。那么，為什么小白鼠會(huì)受到科學(xué)家“青睞”？

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育研究所生物學(xué)研究中心高級(jí)工程師姜韜在接受記者采訪時(shí)表示，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物要考慮的因素大概有：容易飼養(yǎng)，繁殖率高，遺傳上有較高的純和度，代謝類型、生理病理盡量與人類接近等。而小白鼠在這些方面的優(yōu)勢都很明顯。

除此以外，小白鼠還可以培育出許多特殊品種，比如免疫缺陷的裸鼠或者純種小白鼠，這在其他動(dòng)物中很難做到。毋庸置疑的是，小白鼠在人類的醫(yī)療、遺傳、生物制品等各方面的科學(xué)研究中做出了難以替代和不可磨滅的貢獻(xiàn)。

實(shí)驗(yàn)室中的小白鼠（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

實(shí)驗(yàn)小鼠“闖關(guān)記”

16世紀(jì)時(shí)，小鼠被少數(shù)科學(xué)家用于解剖學(xué)的研究；19世紀(jì)時(shí)，孟德爾曾試圖用小鼠毛色來進(jìn)行遺傳學(xué)研究，但因其“異味”重，便將實(shí)驗(yàn)對(duì)象更換成了豌豆，之后從豌豆中發(fā)現(xiàn)了遺傳學(xué)兩大定律。

20世紀(jì)初，以威廉姆·厄內(nèi)斯特·卡斯?fàn)枺╓illiam Ernest Castle）和呂西安·居埃諾（Lucien Cuénot）等為代表的科學(xué)家，開始在小鼠身上驗(yàn)證孟德爾遺傳定律，他們證實(shí)了孟德爾遺傳定律在動(dòng)物中也是適用的，開啟了哺乳動(dòng)物遺傳學(xué)研究的時(shí)代。

20世紀(jì)70年代末80年代初，分子生物學(xué)的興起將小鼠研究帶入了基因修飾的新時(shí)代

1980年，耶魯大學(xué)的喬恩·戈登（Jon Gordon）等人通過原核注射受精卵創(chuàng)造了第一只轉(zhuǎn)基因小鼠。隨后，馬里奧·卡佩基（Mario Capecchi）和奧利弗·史密斯（Oliver Smithies）制造出第一批基因敲除小鼠。

在隨后的科學(xué)研究中，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物技術(shù)飛速發(fā)展，轉(zhuǎn)基因兔、轉(zhuǎn)基因豬、轉(zhuǎn)基因牛、轉(zhuǎn)基因雞、轉(zhuǎn)基因魚等陸續(xù)育成，并廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、畜牧學(xué)等研究領(lǐng)域，取得了很多有價(jià)值的研究成果。（光明網(wǎng)基因科普?qǐng)F(tuán)隊(duì)）