动物实验,埃博拉 中国实验动物信息网 2020-08-19 806

　　埃博拉病毒的研究人员面临重大问题，常规实验室小鼠被病毒杀死，没有出血热和其他典型的人类症状，缺乏小鼠疾病模型严重阻碍了埃博拉的病理和免疫学研究，也影响了该疾病药物的开发。华盛顿大学的安吉拉·拉斯穆森（Angelaasmussen）和迈克尔·卡兹（Michael Katze），以及国立卫生研究院（NIH）笃村试验了47株小鼠的埃博拉病毒诱发的宿主反应。研究表明，病毒感染对不同的小鼠品系具有不同的作用。该*新研究发表在《科学》杂志上，为揭示埃博拉病毒易感性背后的遗传差异奠定了基础。

　　这项研究“证实了许多人已经注意到的问题，”德克萨斯农工大学的遗传学家戴维·Threadgill评论道。 “以前，我们丢失了很多生物学信息，因为我们在研究中仅使用了一种小鼠品系。”

　　Threadgill，*个提出构建协作型交叉（CC）小鼠的研究。是其中之一。 CC包含数百种具有不同基因型的小鼠品系。这些菌株来自5个实验品种的8个原始菌株和3个野生小鼠的近交菌株。 CC小鼠可以体现不同小鼠亚种的遗传变异，其SNP比常规实验室小鼠高四倍。尽管CC小鼠品系已用于许多疾病研究中，但Katze等人也研究了影响这些小鼠流感严重程度的遗传差异。

　　在这项研究中，研究人员用小鼠版本的埃博拉病毒感染了47种CC小鼠品系。所有小鼠在感染早期均表现出体重减轻，其中19％对病毒具有抵抗力，并且可以在2周内恢复体重，其中11％的小鼠对病毒具有部分抵抗力。感染后70％的小鼠死亡率超过50％。在不同小鼠品系中表现出的症状也有很大不同，一些小鼠仅表现出肝脏炎症，而另一些则表现出埃博拉病毒征象，例如血液凝固异常。这些小鼠很好地模拟了人类患者的各种病理过程。研究表明，埃博拉出血热的严重程度与宿主的遗传背景密切相关，不能仅通过病毒来解释。研究人员还分析了两种具有极高抗性和极高敏感性的小鼠品系。易感染的小鼠在感染后会出现凝血病，内部出血，脾脏肿大和严重的肝损伤。感染埃博拉病毒的小鼠在5或6天后死亡。高抗性小鼠在感染的前5天内损失了15％的体重，但没有其他症状，这些小鼠在14天后康复。研究表明，易感和耐药小鼠的肝脏和脾脏中的病毒RNA水平相似。但是，易感小鼠产生的感染性病毒是抗性小鼠的10倍。这表明小鼠抗性可能与抑制病毒的转录后程序有关。此外，埃博拉出血热在两只小鼠的肝脏中的分布以及病毒对凝血的作用也有很大不同。研究人员还比较了两只小鼠的基因表达模式。研究表明，内皮细胞酪氨酸激酶基因Tie1和Tek的转录水平显着不同，并且这两种酶与血液凝固有关。在八个原始CC种系中，Tie1等位基因有很大不同，这可能与小鼠的不同症状有关。

　　asmussen，Katze和其他人才已经开始在实验中分析基因表达数据。拉斯穆森说：“我想找到对传染病的结果具有决定性影响的特征基因。” “这种发现将帮助人们预测未来埃博拉的诊断和预后。”

　　埃博拉研究者们一直面临着一个大问题，传统的实验室小鼠会被这种病毒杀死，不出现出血热和其它的人类典型症状。小鼠疾病模型的缺乏严重阻碍了埃博拉的病理和免疫学研究，也影响了这种疾病的药物开发。

　　华盛顿大学的Angela Rasmussen和Michael Katze、NIH的Atsushi Okumura在47个小鼠种系中测试了埃博拉引发的宿主应答。研究显示，病毒感染对不同小鼠系造成的影响并不相同。这项刊登在《科学》杂志上的*新研究为揭示埃博拉易感性背后的遗传学差异奠定了基础。

　　这项研究“证实了不少人刚刚意识到的一个问题，”Texas A&M大学的遗传学家David Threadgill评论道。“人们之前只用单一的小鼠种系作研究，这会遗漏大量的生物学信息。”

　　Threadgill是首先提议构建Collaborative Cross(CC)小鼠的研究者之一。CC包括数百种基因型不同的小鼠系，它们来自于八个原始种系：五个实验室品种和三个源自野生小鼠的近交系。CC小鼠能体现不同小鼠亚种的遗传学变异，其单核苷酸多态性是传统实验室小鼠的四倍。

　　CC小鼠系已经在不少疾病研究中得到了应用，Katze等人还在这些小鼠中研究影响流感严重性的遗传学差异。

　　在这项研究中，研究人员用小鼠版埃博拉病毒感染了47个CC小鼠系。所有小鼠在感染初期都出现了体重减轻的现象，19%能抵抗病毒并在两周内恢复体重，11%的小鼠系对病毒有部分抗性。70%的小鼠系感染后的死亡率超过50%。不同小鼠系表现出的症状也有较大差异，有的小鼠只出现肝脏炎症，有的小鼠除此之外还表现出凝血缺陷等埃博拉感染的标志性症状。

　　这些小鼠很好的模拟了人类患者的不同病理过程。研究表明，埃博拉感染的严重程度与宿主的遗传背景有很大关系，不能单从病毒方面进行解释。

　　研究人员进一步分析了抗性极高和易感性极高的两个小鼠系。易感性高的小鼠感染后会出现凝血缺陷、内出血、脾脏增大和肝脏严重损伤。被埃博拉感染的小鼠在五、六天后就会死亡。高抗性小鼠在感染头五天会损失15%的体重，但它们不表现出其他症状，14天后这些小鼠就能复原。

　　研究显示，在高易感性和高抗性小鼠的肝脏和脾脏中，病毒的RNA水平是差不多的。但易感小鼠生成的感染性病毒是抗性小鼠的十倍。这说明小鼠抗性可能与抑制病毒的转录后程序有关。此外，这两种小鼠肝脏里的埃博拉分布，以及病毒对凝血的影响也存在较大的不同。

　　研究人员还比较了两种小鼠的基因表达模式。研究显示，内皮细胞酪氨酸激酶基因Tie1和Tek的转录水平有显著差异，而这两种酶与凝血功能有关。Tie1等位基因在八个CC原始种系中变化较大，很可能就是造成小鼠症状差异的原因。

　　Rasmussen、Katze等人才刚开始分析实验中的基因表达数据。“我们希望找到对感染结果有决定性影响的标志性基因，”Rasmussen说。“这类发现未来将帮助人们对埃博拉感染进行诊断和预后判断。”