姜颖姗

摘 要：近几年来我国的科技水平快速提升，基因工程获得了迅猛发展，使转基因小鼠动物模型从生物整体上研究基因组的目标得到实现，并将其应用在更加广泛的领域中。在研究过程中，由于转基因小鼠的基因序列与人类基因组高度同源，需要将与疾病相关的基因进行插入，使转基因小鼠模型对人类疾病分子机制提供有效的反应。传统的基因技术会受到技术方面的局限，因此使用转基因小鼠可以利用靶向转基因、快速定点转基因技术增强生命科学的研究水平。

关键词：转基因小鼠；生命科学；研究进展；动物实验模型

前言：使用动物模型的方式对生命科学进行研究是有效的研究方法，在加入转基因技术之后，可大幅增强生命科学的研究水平，并成为新兴、高效的动物实验模型。基因组的相关分析数据表明，小鼠与人类的基因组高度同源，可达到95%的相似度，尤其对环境与药物的代谢改变极为相同。

一、转基因小鼠在生命科学研究中发挥的作用

据相关基因组分析数据显示，转基因小鼠与人类的基因组高度同源，基因的相似程度高达95%，无论是发育过程还是生理生化反应都与人类基本相同，转基因小鼠对环境与药物的代谢改变也极为相似[1]。转基因小鼠是利用生物学方法将外源基因进行整合，加入到受体动物基因组中，外源基因伴随着细胞的分裂不断增殖，还会对后代进行遗传，使转基因小鼠表达出更准确的特殊功能或特殊形态。因此人类在对疾病相关动物模型进行构建时，经常会选择转基因小鼠开展相关研究。目前在国内外的转基因小鼠制备已经构成了较为成熟的技术平台，无论在动物遗传改良、器官移植还是动物疾病模型、基因功能等生命科学研究中被广泛使用，还拥有良好的发展前景。

二、转基因小鼠动物模型构建策略

传统的基因研究办法会将特定外源及基因对原核或真核细胞中进行导入，但在对单个细胞的功能进行研究时，并不能将活动中作用充分呈现，通过构建转基因小鼠动物模型便可以将该问题有效解决。将基因组的外源基因进行整合后便成为转基因，通过将基因与转基因的动物表型进行分析，将基因的功能完整揭示。使用小鼠作为模型不会花费较高的成本，小鼠的孕期较短、繁育能力高，还包含大量的近交系品系，可以增强研究结果的可比性与准确性。结合成熟的基因工程改造技术，可以加强转基因小鼠的模型构建效率，相比于其他的哺乳动物来说，转基因小鼠的模型构建更加省时省力，因此这些都成为使用转基因小鼠构建动物模型的主要因素。目前经常使用的转基因小鼠动物模型构建方法为显微注射法，将目的基因注射到受精卵的雄原核中，之后将受精卵对假孕小鼠进行植入，使外源基因与受精卵DNA进行整合[2]，随着时间的推移，小鼠胚胎会持续生长发育，利用生物学办法将新小鼠中选出含有导入基因的小鼠，可增强小鼠的品系质量。使用这种方法的好处在于，在将外源基因导入时不需要使用載体，操作简便、基因的整合效率高、转基因容量高、实验时间短。但这种技术的缺点是技术难度高，精确性较低。另外使用这种办法会降低整合位、拷贝数量的人为控制准确性，还会出现多拷贝插入造成连环体的情况出现，或是由于插入的位点受到限制，造成基因沉默、基因表达水平低，甚至小鼠死亡的情况。近几年随着制备技术水平的提升，还出现了新型的技术，例如精子载体法、脂质体介导法、电脉冲法、受精卵元和显微注射法等。与此同时，传统、单一的显微注射法通过不断发展与优化，逐渐成为了多种办法的融合技术体系。

从1987年开始，托马斯等人将同源重组原理作为基础，对干细胞进行介导后的外源基因点进行定点导入整合，推出了基因打靶技术。使用这种技术可以将一个内源基因进行定点灭活，这种衍生技术称作基因剔除技术。使用基因打靶技术时，会将基因同源重组技术与胚胎干细胞技术作为基础，形成的新型分子生物学技术，可以将细胞、生物个体的遗传信息进行改变。目前经常使用的条件性基因打靶载体Cre/loxP重组酶系统，可以增强动物模型的多样性，可以将基因使用表达、基因沉默、报告基因等方式插入。到目前为止，人类已经使用疾病模型小鼠对许多人类疾病模型成功制作，例如帕金森病、糖尿病等。使用转基因小鼠作为活体实验动物，可以对特定基因的功能与转录调控更好地进行研究，并得出更加准确的研究结果。

三、转基因小鼠在生命科学研究中的应用解析

随着我国的生物学技术水平不断提升与优化，使用了更多的转基因小鼠进行生命科学研究。通过构建实验动物模型，采用遗传学的办法在短期时间内获取与人力某种疾病类似且能稳定遗传的特殊动物品系。应用较为广泛的为肿瘤疾病模型，会将人体环境进行模拟并构建肿瘤疾病模型。研究的第一只携带显性致癌基因转基因小鼠模型名叫“oncomice”；另外使用乙型肝炎病毒中的x蛋白编码基因HBx对转基因小鼠进行模型构建可以将HBx蛋白充分表现[3]，最终诱导小鼠发生肝癌。在构建转基因小鼠模型时，还可以将其作为临床应用的前靶向治疗的实验方式，可以准确找出促使肿瘤发生、发展或成为致死性病变的特定基因、分子。通过相关研究数据表明，遗传畸变的不断累积将会造成肿瘤疾病，其中包含基因的融合、扩增、突变等问题。将病理形态与临床表现诊断作为划分基础的一类肿瘤，从分子水平的层面来看还可以将其划分为诸多分子亚型，将不同的基因改变作为前提，进行临床应用过程中，可以使用更多的靶向药物进行治疗，达到肿瘤个体化治疗的最终目标。构建转基因小鼠模型可以对肿瘤基因特征、肿瘤抑制基因进行表达。传统的肿瘤模型构建方法是使用化学致癌剂进行引导，将肿瘤组织进行移植等各种办法。近几年来，会使用更多类型的转基因小鼠模型对肿瘤的形成原因进行研究。构建转基因肿瘤小鼠模型的方式如下：将含有致癌基因的DNA注入到胚胎干细胞中，将抑癌基因从胚胎干细胞中敲除，之后再将其注入至胚泡中。使用转基因肿瘤小鼠模型可以将人体体内的病理生理环境、肿瘤发展动态过程进行准确模型，还可以对癌前病变等情况进行更加彻底深入的研究。

我国的科学技术水平在不断提升与发展，转基因小鼠动物模型被更加广泛地应用在各种疾病中，朝多领域、交叉学科等多方向发展。除了构建肿瘤模型之外，还会对常见的疾病进行模型的构建，例如心血管疾病、免疫疾病、遗传疾病、神经疾病等。例如将不同长度HBV基因片段对小鼠的受精卵内进行导入，通过构建多种HBV转基因小鼠的方式，可以对HBV形成复制、致病、致癌机制等多方面的研究，对免疫耐受发生、诱导等情况进行深入研究。还可以将转基因小鼠应用在药物毒理模型的构建中，例如短期的致癌实验、药物有效性或有害性的评价等。使用转基因小鼠进行相关研究，可以对致癌过程中特定的基因作用、化学物基因之间的相互作用进行更加准确的分析与研究。使用转基因小鼠开展短期致癌实验，在提升实验结果准确性的同时，还可以对各项化合物致癌作用进行测试，从而对致癌性实验补充更加全面的信息与数据。

结语：将转基因小鼠应用在生命科学研究过程中，可以有效增强研究的准确性，相比于其他的哺乳动物，转基因小鼠模型构建的成功率与准确性更高。因此随着科学技术水平的进一步发展与提升，转基因小鼠会被更加广泛的应用，促进我国生命科学研究水平获得稳定、持续发展。

参考文献：

[1]余科科，汪思应. 转基因小鼠在生命科学中的研究进展[J]. 医学综述，2015，21（01）：23-24.

[2]马微，赵伟，李丹，汪坤福，张鹏霞. 后基因组时代转基因小鼠在生命科学中的研究进展[J]. 医学综述，2011，17（09）：1286-1289.

[3]肖瑶. 运动对APP/PS1转基因AD小鼠海马自噬水平的影响[D].华东师范大学，2016.