裸大鼠的特性及应用

 

六、裸大鼠的特性及应用

裸大鼠是同英国阿伯丁Rowett研究所首先在1953年发现的，基因符号为rnu，。因难于饲养，仅维持至1960年代初。1975年再次发现纯合子裸大鼠（rnu/run）。1977年2月在英国MRC实验动物中心建立了裸大鼠种子群。1978年Festing首次详细描述了裸大鼠，并报导了裸大鼠人癌异种移植。此后rnu裸大鼠分别引入欧洲及美日等国。1983年引入中国。1976年5月在新西兰维多利亚大学发现了另一株裸大鼠，1979年由Mcneilage进行了详细报导。为了与rnu裸大鼠区别，其基因符号命名为nznu。因rnu裸大鼠的应用范围较广，故绝大多数资料来自rnu裸大鼠。

利用先天无胸腺裸小鼠建立动物人癌模型，是肿瘤模型研究的重大进展。这些模型已广泛用于各种研究。裸大鼠的发现及人癌异种移植的成功，给肿瘤和免疫工作者增添了一个新的手段。由于以裸大鼠代替裸小鼠，具有移植瘤大、取血量多、可行某些外科小手术等优点，因此比裸小鼠有具一定的优越性。

（一）裸大鼠的特点

1．免疫器官及血细胞特性：裸大鼠免疫器官的组织学，与裸小鼠极为近似。Vos等报告，在3周龄裸大鼠纵膈的连续切片中，只见胸腺残体，内有未分化的上皮细胞及小囊种，而未见淋巴细胞。纯合子裸大鼠（rnu/rnu）肠系膜及�淋巴结相对小于杂合子（rnu/+）。淋巴结副皮质区实际上淋巴细胞。脾的外形及重量上，杂合子与纯合子并无区别，但依赖胸腺部位的小动脉周围淋巴细胞。Berridge等报导，裸大鼠的白细胞总数在正常鼠范围之内，但分类计数却有明显不同。纯合子（nznu/nznu）的中性白细胞较杂合子（nznu/+）高4倍，而杂合子的淋巴细胞较纯合子高2.5倍。Vos报告，rnu裸大鼠血液淋巴细胞计数随年龄而降低，而嗜中性、嗜酸性及单核细胞计数则明显地增高。

2．免疫功能特性

⑴T细胞功能：先天性无胸腺，缺少T细胞，T细胞功能明显有丧失。对皮肤移植，在杂合子对照组，同种皮肤移植约在10天后排斥，但在rnu裸大鼠，同种或异种皮肤移植生长可达3～4个月以上。对迟发型超敏反应，rnu裸大鼠对结核菌素无阳性迟发型超敏反应。用破伤风类毒素和卵蛋白免疫，rnu裸大鼠血中未能测出IgM及IgG抗体；而在杂合子大鼠血中，可测出正常滴度的破伤风毒素抗体。对T细胞有丝分裂原（植物血凝素、刀豆球蛋白和美洲商陆）的淋巴细胞转化试验呈阴性反应。

⑵B细胞功能：一般说B细胞功能是正常的。Brooks等用抗Ig及抗T细胞抗体对rnu/rnu及rnu/+大鼠脾和淋巴结细胞行免疫荧光染色检查，发现在rnu裸大鼠，Ig+标记的细胞及裸细胞比例增加，而大多数Ig+标记细胞被认为是B淋巴细胞。测定rnu裸大鼠与表现型正常大鼠（rnu/+或+/+）对大肠村菌LPS的IgM抗体滴度，没有发现明显差别。在体外用B细胞有丝分裂原金黄色葡萄球菌刺激rnu/rnu及rnu/+大鼠脾细胞，也未见摄取胸腺嘧啶能力的差别。

⑶NK细胞功能：NK细胞活力增强。De Jong报告，裸大鼠NK细胞活力高于对照组。在肠系膜淋巴结，rnu裸大鼠NK活力比杂合子（rnu/+）高达10倍之多。Lotzovd将这方面的工作归纳如下：裸大鼠可测及NK细胞的活力；在腹腔渗液中，NK细胞的活力最高，周围血及脾脏内较低，骨髓无NK细胞活力；裸大鼠NK细胞活力高于胸腺大鼠；小于3周龄者未能测及NK细胞活力；用干扰素诱导剂ABPP可以提高NK细胞活力；介导细胞毒性的效应细胞存留于富含LGL部分中；NK细胞活力的加强与干扰素的水平有关。

3．其它特征

⑴体毛稀少：裸大鼠并非象裸小鼠那样完全无毛，而是体毛稀少，有时暂时完全消失，以后又复现。年龄较大的雄裸大鼠的尾根往往多毛。

⑵发育相对迟缓：与裸小鼠一样，rnu裸大鼠发育相对缓慢。其体重仅相当于正常大鼠的70%。

⑶雌性大鼠繁育能力低：与裸小鼠一样，雌裸大鼠在妊娠期无乳腺发育，仔鼠因得不到母乳，生后很快死亡。故裸大鼠繁殖，仍用雄纯合鼠（rnu/rnu）与雌杂合鼠（rnu/+）交配繁方法。新生仔鼠中纯合体与杂合体的鉴别，主要以触须的多少为据。仔鼠4周左右断奶，生后3个月可用地交配。雄裸大鼠可用至7月龄，雌半裸大鼠（rnu/+）可用至一年多。在洁净环境下，寿命最长的裸大鼠可活1～1.5年。

⑷易患呼吸道疾病：裸鼠因无胸腺，免疫力低下，易患各种疾病。裸小鼠易患鼠肝炎，而裸大鼠易患溃疡性气管支气管炎及化脓性支气管肺炎。其病因可能与仙台病毒感染有关。饮水中加入四环素，对控制裸大鼠呼吸道感染有明显效果，使寿命延长，如加四环素200～800mg/L，则平均寿命由116.8天延长到157.2天。

（二）裸大鼠的应用

　　裸大鼠目前主要应用于人癌的移植研究。因裸大鼠无胸腺，缺少T细胞，故能成功地移植异种皮肤和异种肿瘤，包括小鼠肿瘤及人肿瘤。Festing首先报告了裸大鼠异种肿瘤移植（人结肠癌及小鼠浆细胞瘤），但移植瘤生长后自发消退。此后陆续见到有关人癌 细胞株 及手术标本移植于裸大鼠的报导。裸大鼠人癌移植最常用皮下途径，也有用肾内、脑内肌肉内者。可以生长于裸大鼠的移植人瘤有黑色素瘤、恶性胶质瘤、以及结肠、胰腺、肺、乳腺、肾、前列腺、外阴、宫颈等癌瘤。大多数人癌移植后，可见自行消退，仅少数肿瘤呈进行性生长。Colston报告9例人癌 细胞株 ，7例移植成功，仅一例黑色素瘤呈进行性生长而未自发消退。Stragand报告两例人结肠癌 细胞株 移植成功，但只有Lovo细胞株呈进行性生长；而另一株SW620移植成功后，90%裸大鼠可见肿瘤自发消退。Williams移植了5例人泌尿生殖系肿瘤细胞株于裸大鼠，3株成功，仅1株肾癌未见自发消退。其自发消退的原因尚不十分清楚，推测与裸大鼠T细胞介导的免疫功能，特别是NK细胞活性较强有关。但有作者认为，自发消退的原因这一可能与选用之裸大鼠年龄较大有关，而选用4周龄的幼裸大鼠可提高移植成功率。

最近国内中山医院肝癌研究所室成功地建立了裸大鼠人肝癌模型LTNR1及LTNR2，这是裸大鼠人肝癌组织模型的首次报导。他们还作了有关裸大鼠人癌移植研究的报导。可参考本书第九章第四节文献。LTNR1及LTNR2分别取材于裸小鼠人肝癌组织模型LTNM4及LTNM3。裸大鼠平均鼠龄为31.5(9～49)天，采用皮下移植途径。通过病理及AFP检测，证实裸大鼠人肝癌移植成功，至今已传14代及5代。两模型均具有如下特征：①保留了原人肝癌形态及功能特征，LTNR1及LTNR2均为等分化（Ⅱ-Ⅲ级）的肝细胞癌。LTNR1的AFP浓度较高，中位浓度8000ng/ml：LTNR2较低，不超过125ng/ml。②保留了裸小鼠人肝癌模型LTNM4及LTNR3的某些优点：传代移植成功率高，LTNR1及LTNR2分别为100%（65/65）及87.5%（14/16）；自发消退率低，3.1%(2/65)及0（0/14）；潜伏期短，12.7±3.9天及17.0±6.2天；肿瘤生长快速，平均每周几乎平均直径增长9.1±2.7mm与8.8±3.4mm。③具有产瘤量大，取血量多，较便于实行某些外科小手术等优点。目前，已应用这些模型开展了探索肿瘤标记、试行阳性扫描及实验性治疗等研究，并取得了初步阳性结果。

裸大鼠人肝癌模型的建立，不仅有利人肝癌的研究，而且给各种人癌移植带来了新的希望。裸大鼠人癌模型的建立，可弥补裸小鼠人癌模型的某些不足，更好地促进肿瘤研究的进展。