下次你服藥時，想想那些幫助藥物推向市場的實驗室老鼠——就像無數其他治療方法一樣。
一個多世紀以來，小鼠在生物醫學研究中的廣泛使用已成為研究的基礎，以至於業界已經提供了小鼠模型的實際目錄供科學家訂購。
「我們有大約 13,000 隻不同的小鼠，可以發送給研究人員。它是一個目錄，你上網，你可以閱讀關於每隻老鼠的所有信息，」傑克遜哺乳動物遺傳學實驗室的科學主任兼教授 Nadia Rosenthal 博士說，該實驗室擁有地球上最大的小鼠目錄之一。
有些人可能會覺得「點擊收集老鼠」的想法令人難以置信，但對羅森塔爾來說，令人震驚的是她一生中看到的科學進步得益於它們。
「我們所了解的生物學知識中 90% 或 80% 都與動物研究有關，」法國國家科學研究中心 (CNRS) 研究主任 Marc Dhenain 博士說。
「我認為，從遠處觀察動物實驗的人很難意識到透過小鼠基因改造來理解精細生物機制可以達到的複雜程度，」他告訴歐洲新聞下一步。
為什麼科學家需要基因轉殖小鼠？
小鼠和人類有超過 85% 的基因相同。某些種類的小鼠甚至會罹患人類疾病； 1 型糖尿病和癌症就是一些例子。如果他們不這樣做，他們的基因組就可以被基因改造。
為了研究人類疾病和生物學，科學家使用「人源化」小鼠模型，這些小鼠經過基因改造以攜帶人類基因或細胞。
例如，在冠狀病毒大流行期間，研究人員改造了一種小鼠，可以表達人類版本的 ACE2 蛋白質，這樣囓齒動物就可以感染 SARS-CoV-2。
「我們可以玩耍，我們可以隨意修改小鼠的基因組，研究基因功能，並測試假設，」自 1995 年以來一直擔任巴斯德研究所小鼠遺傳學課程聯合主任的 Xavier Montagutelli 博士說。
然後他們評估：如果我們過度表達給定基因會發生什麼？如果它產生更多的蛋白質會發生什麼？
基因轉殖小鼠是理想的實驗室課題，因為它們使科學家能夠專注於單一基因變化（或在某些情況下是多個基因變化），並觀察它如何影響小鼠的健康或行為，而不必擔心可能影響結果的其他變因。
「小鼠的近交係是遺傳同質的群體，為實驗目的測試提供了很大的動力。比直接在人類身上進行這項研究要強大得多，」蒙塔古泰利說。
C57BL/6J：最喜歡的滑鼠型號
在小鼠目錄中，研究人員可以了解為表徵特定品種所做的一切，從分子和遺傳水平，甚至生理水平。 「我們稱之為表型分析，」羅森塔爾解釋道。
然後，科學家根據與他們的研究相關的突變來選擇和排序他們的小鼠——例如，他們試圖了解的導致人類疾病的基因或 DNA 變化。
科學家特別喜歡一種小鼠品種：C57BL/6J，第一個小鼠品系對其基因組進行了完全測序。
「對研究人員來說，它幾乎就像一隻家鼠，」羅森塔爾說。
C57BL/6J 是完全近交系，使研究人員每次實驗都能有效地獲得同一隻小鼠。 「如果你今天從傑克遜實驗室訂購一隻小鼠，它的基因將與 1985 年的小鼠相同，」她解釋道。
但為什麼是老鼠，而不是其他基因與人類更接近的物種？
「有很多不同的基因可以在小鼠身上進行修改，而在靈長類動物中則永遠不可能進行修改，」腦老化和阿茲海默症專家 Dhenain 解釋道。
蒙塔古泰利說，還有一些「實際考慮」。由於小鼠體型較小，攜帶多個胚胎並在大約三週內懷孕——而靈長類動物通常攜帶一個胚胎長達數月——因此它們可以輕鬆地大量繁殖用於實驗室實驗。
科學家也希望「出於明顯的道德原因」盡可能減少研究中靈長類動物的使用，並且必須遵守法規，這通常說明除了非常有威脅和致命的人類傳染病之外，應盡一切可能避免對靈長類動物進行實驗。
根據這些基本規則，科學家使用最適合他們研究目的的模型：「它可以是蒼蠅，可以是斑馬魚，也可以是蠕蟲，」蒙塔古特利說，但通常碰巧是老鼠。
「小鼠的使用已有大約 120 年的歷史，人們在其遺傳學、生理學和生物化學方面積累了大量知識，」他補充道。
實驗室小鼠的未來是什麼？
越來越精確地操縱小鼠基因組的前景引發了人們對許多突破性發現的期望。
蒙塔古特利說，探究各種遺傳背景下的生物機制「已經被證明非常非常有幫助」。 「基因功能的精細調控——我們還遠遠沒有完全理解——也令人興奮」。
他補充說，當今小鼠品系的數量「與來自世界不同地區不同國家的人口一樣具有遺傳多樣性」。
羅森塔爾說，該領域的人們開始意識到讓實驗小鼠「像我們試圖治療的人類一樣多樣化」是多麼重要。
「如果老鼠都一樣，它們就會得到相同的結果，但結果可能與患者無關，」她解釋道。
但一些科學家認為，新的基於細胞的方法可以消除對動物屠宰和基因工程實驗小鼠的需求。
擁有細胞食品和細胞療法背景的生物工程師 Stephen G. Gray 博士認為，許多新興技術，尤其是合成生物學，可能在不久的將來超越小鼠和其他類型的動物測試。
「例如，如果人體組織生物製造（在實驗室中製造人體組織的過程）達到合適的價格點並且變得更加可擴展，這將極大地影響動物試驗的減少，」他告訴歐洲新聞下一步。
類器官——源自幹細胞的微小的、自組織的三維組織培養物——也可以「幫助我們對許多不同的事物獲得有價值的見解，」他說，「至少在藥物發現、藥物開發和細胞培養方面;我知道醫療設備有限制」。
羅森塔爾同意格雷的觀點，即人類細胞可以釋放大量有價值的見解，「不像這些老鼠，它們在人類社區或人口方面與現實相距甚遠」。
但她補充說，問題在於，當來自基因不同的人的細胞有如此多的變異時，“沒有辦法檢驗假設，而當你有動物模型時，你可以標準化事物並測試它們” 。
Dhenain 也強調，實驗室小鼠「生活並不悲慘」。
他說，有強有力的控制措施來確保參與實驗的動物不會遭受痛苦，「包括防止痛苦的協議，從止痛藥到在疼痛發生之前停止引起痛苦的實驗」。
「我們花了很多時間思考如何讓老鼠感到安全和快樂，因為否則它們就不是好的模型。我的意思是，很明顯你不想要一隻生病、痛苦或有壓力的老鼠，」羅森塔爾說。
科學家表示，人類馴養動物已有很長一段時間了，而老鼠只是被選中的動物之一，在這種情況下，不是為了食物，而是為了研究，科學家們承認，他們經常對實驗室的老鼠產生感情。
「我是一個十足的滑鼠迷，」羅森塔爾說。 “我很喜歡他們。我認為它們是令人難以置信的動物，它們比任何人想像的都要複雜和微妙」。
