左 琴,李 波,岳秉飛,范昌發(fā)
(中國(guó)藥品生物制品檢定所實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,北京 100050)
實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的血液生理生化、臟器重量和臟器系數(shù)等特性參數(shù),是現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)的一項(xiàng)重要內(nèi)容,是探討疾病發(fā)生機(jī)制、生理學(xué)、藥理學(xué)、毒理學(xué)等實(shí)驗(yàn)研究的重要參考值。動(dòng)物的血液生理生化、臟器和臟器系數(shù)等參數(shù)不僅受其年齡,性別、生理狀態(tài)、生活環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)水平的影響,也受動(dòng)物的種類、品系、遺傳背景的影響[1]。對(duì)于這些參數(shù)的測(cè)定,已經(jīng)開展了大量的工作[2-5]。這些工作促進(jìn)了動(dòng)物品系,特別是新模型動(dòng)物的推廣和使用。
本文所研究的模型動(dòng)物為C57-ras,是作者單位通過(guò)轉(zhuǎn)基因的方法,將人原癌基因C-Ha-ras(簡(jiǎn)稱ras基因)導(dǎo)入C57小鼠基因組中而自主建立(專利公開號(hào):CN 101532018A)。該模型將主要用于藥物臨床前安全性評(píng)價(jià)、抗癌藥物的篩選等領(lǐng)域,以部分替代傳統(tǒng)的耗時(shí)長(zhǎng)、費(fèi)用高的2年期大小鼠致癌性評(píng)價(jià)方法[6]。本實(shí)驗(yàn)背景數(shù)據(jù)的獲得,將為該模型的在致癌性安全評(píng)價(jià)中的使用提供支持,同時(shí)也豐富了國(guó)家嚙齒類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物種子中心的背景數(shù)據(jù)庫(kù),可更好的為公眾服務(wù)。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組
從人基因組中分離獲得人原癌基因c-Ha-ras,經(jīng)純化處理,顯微注射受精卵細(xì)胞,經(jīng)移植產(chǎn)仔篩選,獲得6只C57-ras首建鼠。將首建鼠與健康普通C57小鼠交配建系傳代動(dòng)物,有3只成功建系[SCXK(京)2005-0004]。本次實(shí)驗(yàn)所用動(dòng)物為F5-6代,飼養(yǎng)于本單位實(shí)驗(yàn)動(dòng)物資源中心的清潔級(jí)環(huán)境,飼喂SPF小鼠顆粒飼料,飲用自來(lái)水。
通過(guò)PCR方法檢測(cè)篩選動(dòng)物。引物設(shè)計(jì)針對(duì)轉(zhuǎn)基因的編碼序列,序列為:上游引物為Pri.PFT:5’-acacgggccgtagctgagtcgagagct-3’,下游引物為Pri.PRN1735:ctgcggtcagcagcctcccttgtgcc。PCR體系按常規(guī)方法建立。
分組:分為ras陰性雌鼠(ras-)、ras陰性雄鼠(ras-)、ras陽(yáng)性雌鼠(ras+)、ras陽(yáng)性雄鼠(ras+)等4組,各組5只動(dòng)物。
1.2 測(cè)試儀器及試劑
日本光電MEK 27222K血球分析儀測(cè)定血液生理指標(biāo),儀器精度:WBC 210%,RBC 115%,HGB 115%,MCV 110%,PLT 410%。分析試劑是溶血?jiǎng)馜H680,批號(hào)20091207;溶血?jiǎng)駾H910,批號(hào)20091201。
OlympusAU400全自動(dòng)生化分析儀測(cè)定血液生化指標(biāo),所用生化試劑批號(hào)090381.200911,生產(chǎn)公司是中生北控生物科技股份有限公司。
sartorius BS110S電子天平測(cè)定臟器重量,精度是0.1mg,德國(guó)塞多利斯公司生產(chǎn)。
1.3 采血方法
空腹12h,活體稱重后,眼眶靜脈叢采血,用于血液生理指標(biāo)的測(cè)定。摘眼球采血,用于血液生化指標(biāo)的測(cè)定,最后小鼠頸椎脫臼處死后解剖。
1.4 血液生理指標(biāo)測(cè)定項(xiàng)目及方法[7]
紅細(xì)胞計(jì)數(shù)(RBC)、血紅蛋白濃度(HGB)、紅細(xì)胞壓積(HCT)、平均紅細(xì)胞體積(MCV)、平均紅細(xì)胞血紅蛋白(MCH)、平均紅細(xì)胞血紅蛋白濃度(MCHC)、紅細(xì)胞分布寬度(RDW)、白細(xì)胞計(jì)數(shù)(WBC)、白細(xì)胞分類計(jì)數(shù)、血小板計(jì)數(shù)(PLT)、平均血小板體積(MPV)、血小板壓積(PCT)和血小板分布寬度(PDW),共22項(xiàng)。
1.5 血液生化指標(biāo)測(cè)定項(xiàng)目及方法[7]
丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)、總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、堿性磷酸酶(ALP)、尿素(BUN)、肌酐(CREA)、葡萄糖(GLU)、鈣(CA)、磷(P)、總膽固醇(CHO)和甘油三酯(TG)。
1.6 臟器指標(biāo)測(cè)定[8]
分離心、肝、脾、肺、腎、腎上腺、胸腺、子宮、睪丸,用生理鹽水清洗血污,吸水紙吸干表面水分,剔除臟器表面脂肪、筋膜后用電子天平稱重,精確到0.0001g。臟器重量以g為單位,臟器系數(shù)以臟器重量/體重×100%表示。
1.7 數(shù)據(jù)處理
用Excel統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)的均值和方差,進(jìn)行t檢驗(yàn)數(shù)據(jù)處理,統(tǒng)計(jì)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。
經(jīng)提取DNA,兩次重復(fù)PCR,電泳檢測(cè)等實(shí)驗(yàn)對(duì)動(dòng)物進(jìn)行檢測(cè)。兩次重復(fù),均為陽(yáng)性的判為陽(yáng)性結(jié)果,均為陰性的判為陰性;如果存在結(jié)果不一致的情況,重復(fù)第三次。將轉(zhuǎn)基因陽(yáng)性(ras+)和陰性的(ras-)小鼠隨機(jī)分組,進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)檢測(cè)和篩選,獲得了20只轉(zhuǎn)基因陽(yáng)性和陰性動(dòng)物,用于各種參數(shù)測(cè)定。
2.1 血液生理學(xué)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果
測(cè)定了22項(xiàng)血液生理學(xué)指標(biāo),詳見表1[7]。ras-雌鼠和ras+雌鼠比較,嗜中性粒細(xì)胞(NEUT)、嗜中性粒細(xì)胞百分比(NEUT%)差異顯著(P<0.05),血小板壓積(PCT)差異極顯著(P<0.01);其余19項(xiàng)無(wú)顯著性差異(P>0.05)。
表1 C57-ras轉(zhuǎn)基因小鼠和非轉(zhuǎn)基因小鼠的血液生理參數(shù)Tab.1 Blood physiological values of C57-ras transgenic and non-transgenic mice
ras-雄鼠和ras+雄鼠比較,紅細(xì)胞數(shù)(RBC)、紅細(xì)胞壓積(HCT)、血小板數(shù)(PLT)、血小板壓積(PCT)差異顯著(P<0.05),單核細(xì)胞百分比(MON%)差異極顯著(P<0.01);其余17項(xiàng)無(wú)顯著性差異(P>0.05)。
2.2 血液生化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果
共測(cè)定了12項(xiàng)血液生化指標(biāo),詳見表2[7]。ras-雌鼠和ras+雌鼠比較,12項(xiàng)生化指標(biāo)均差異不顯著(P>0.05)。ras-雄鼠和ras+雄鼠比較,丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、甘油三酯(TG)差異顯著(P<0.05),其余10項(xiàng)差異不顯著(P>0.05)。
表2 C57-ras轉(zhuǎn)基因小鼠和非轉(zhuǎn)基因小鼠的血液生化參數(shù)值Tab.2 Serum biochemical values of C57-ras transgenic mice and non-transgenic mice
2.3 臟器重量和臟器系數(shù)比較
ras-雌鼠和ras+雌鼠、ras-雄鼠和ras+雄鼠的體重分別是19.46±0.65g和20.31±4.05g、26.66±2.69g和26.17±1.21g,其主要臟器重量及系數(shù)見表3[4]。ras-雌鼠和ras+雌鼠比較,肺重量差異極顯著(P<0.01),其余7個(gè)臟器重量及系數(shù)均差異不顯著(P>0.05)。ras-雄鼠和ras+雄鼠比較,8個(gè)主要臟器的重量和系數(shù)均差異不顯著(P>0.05)。
3.1 C57-ras模型在安全評(píng)價(jià)中應(yīng)用
根據(jù)歐洲經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織指導(dǎo)原則(OECD TG 451)規(guī)定,傳統(tǒng)的致癌性評(píng)價(jià)方法是通過(guò)2年期大、小鼠致癌性實(shí)驗(yàn)完成的[6]。這類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物用量大、人力和資金成本高、耗時(shí)長(zhǎng),受到背景腫瘤的嚴(yán)重干擾,結(jié)果準(zhǔn)確性差[9]。轉(zhuǎn)基因或基因敲除的遺傳修飾動(dòng)物模型的建立,較好的解決了上述問(wèn)題。在國(guó)外,致癌性模型動(dòng)物已經(jīng)實(shí)現(xiàn)模型動(dòng)物商品化供應(yīng)。C57-ras致癌性模型的建立,有望彌補(bǔ)我國(guó)新藥評(píng)價(jià)技術(shù)體系中部分缺憾。
表3 C57-ras轉(zhuǎn)基因小鼠和非轉(zhuǎn)基因小鼠的臟器重量及系數(shù)比較Tab.3 Comparison of organ weight and coefficient between C57-ras transgenic mice and non-transgenic mice
3.2 部分血液生理生化參數(shù)存在差異
血液生理生化值反映了動(dòng)物的新陳代謝及生理機(jī)能狀況,是衡量動(dòng)物健康標(biāo)準(zhǔn)及遺傳穩(wěn)定的指標(biāo),也是臨床疾病診斷的重要依據(jù)。本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,組間部分血液、生化參數(shù)存在在差異。如ras+和ras-的NEUT、PCT和RBC之間存在差異;生化參數(shù)ALT和TG存在顯著差異。由于所有動(dòng)物均在相同條件下飼養(yǎng),周齡相同;二者差別體現(xiàn)在是否含有轉(zhuǎn)基因上,即遺傳背景不同??梢酝茰y(cè),該差異可能是由于轉(zhuǎn)基因的插入,引起動(dòng)物部分生理生化指標(biāo)改變。
3.3 臟器重量和臟器系數(shù)幾乎無(wú)差異
臟器重量及臟器系數(shù)是衡量動(dòng)物功能狀態(tài)的重要指標(biāo),也是藥物進(jìn)行毒性實(shí)驗(yàn)的指定檢測(cè)項(xiàng)目[11]。從表3可知,ras-雌鼠和ras+雌鼠進(jìn)行比較,肺重量有極顯著性差異(P<0.01),其余7個(gè)臟器重量及系數(shù)均差異不顯著(P>0.05)。對(duì)ras-雄鼠和ras+雄鼠進(jìn)行比較,8個(gè)主要臟器的重量和系數(shù)均差異不顯著(P>0.05)。這進(jìn)一步證實(shí)了rasH2轉(zhuǎn)基因小鼠和其對(duì)照的正常小鼠在其一致的時(shí)期主要生物學(xué)特性較為一致。
總體而言,轉(zhuǎn)基因陽(yáng)性動(dòng)物和同窩轉(zhuǎn)基因陰性動(dòng)物相比較,其血液生理生化、臟器和臟器系數(shù)相差不大。這對(duì)該模型將來(lái)在臨床前安全評(píng)價(jià)中應(yīng)用將是有利的。
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