树鼩(tree shrew, Tupaia belangeri)是一种极具前景的实验动物,它与灵长类动物的遗传关系比与啮齿动物(大鼠,小鼠)更为接近。此外,树鼩体型小(120-150 g)、4-6个月性成熟,妊娠周期6周,每胎产仔2-6只。树鼩的生理特征,解剖结构、神经发育和心理压力,与灵长类动物(包括人类)非常相似。
基于以上优点,树鼩成为研究人类疾病的理想对象。2012年树鼩的基因组测序完成,预测有3482种树鼩蛋白可能是癌症化疗、抑郁症和心血管疾病的药物靶点。近年来,在生物和医学研究中生成了多个树鼩疾病模型。本文总结了当前的树鼩疾病模型,包括传染病、癌症、抑郁症、药物成瘾、近视、代谢疾病和免疫相关疾病的模型。
图1. 进化树分析显示,树鼩与人的亲缘关系比小鼠更近
一、感染疾病模型
1.肝炎病毒感染模型
树鼩是一种理想的肝炎研究动物模型,能够感染几乎所有类型的肝炎病毒,包括HBV、HCV和HEV。研究发现,树鼩在感染HBV时表现出与人类相似的病理变化,并能有效模拟慢性HBV感染。同时,树鼩也能被HCV感染,表现出相关症状。这些特性使树鼩在肝炎疾病的研究中具有重要价值。
图2. 人和树鼩参与HCV感染的基因比较
2.细菌感染模型
病原菌,如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和铜绿假单胞菌,每年导致数十万人死亡。研究表明,树鼩对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌具有易感性。还有研究发现,感染了结核分枝杆菌的树鼩表现出与人类活动性结核病相似的严重症状。这些研究表明,树鼩可以用作建立细菌感染模型。
3.其他病毒感染模型
树鼩能够感染多种人类病毒,包括单纯疱疹病毒(HSV-1和HSV-2),柯萨奇病毒A16(CA16),H1N1流感病毒,以及71型肠病毒(EV71)。这些感染表现出不同的症状和病理变化,为研究病毒感染及其发病机制提供了重要的动物模型。
4.免疫相关疾病模型
树鼩可作为研究免疫相关疾病的替代动物,其IL-2蛋白与人类同源性高达80%。尽管没有RIG-I,树鼩的MDA5仍在抗病毒中发挥作用。此外,树鼩的趋化因子可能与人类类似。通过注射脂多糖(LPS)可诱导系统性红斑狼疮(SLE),且树鼩的主要组织相容性复合体(MHC)类I基因已被成功鉴定,对适应性免疫识别至关重要。
图3. 人,树鼩,小鼠免疫系统基因比较分析
二、癌症模型
1.肝细胞癌模型
肝细胞癌(HCC)是全球最常见的恶性肿瘤之一。树鼩不仅能自发发展为HCC,还可以通过黄曲霉毒素B1(AFB1)诱导而成。当树鼩同时感染HBV并暴露于AFB1时,HCC的发生率显著增加(52.94%),而仅感染HBV(11.11%)或仅暴露于AFB1(12.50%)的动物则发生率较低。此外,研究发现树鼩的HCC中存在与人类HBV和/或AFB1相关的p53和p21基因的改变。
2.乳腺癌模型
乳腺癌是女性常见的恶性肿瘤。1960年代,首次在树鼩中观察到自发性乳腺癌。研究发现,约50%的雌性树鼩在口服致癌物DMBA和MPA后,会发展为乳腺肿瘤,潜伏期约为7个月。自发性和DMBA加MPA诱导的肿瘤中,PTEN/PIK3CA基因频繁突变,而TP53基因则未见变化。慢病毒过表达PyMT癌基因能在一个月内诱导乳腺肿瘤。此外,KLF5转录因子在树鼩和人类中高度保守。
3.肺癌模型
肺癌是全球发病率和死亡率最高的癌症。树鼩自发性肺部肿瘤首次在1996年被报道。通过长期注射DHPN,树鼩可在65至102周内发展为肺腺瘤。虽然尝试用NNK和煤尘颗粒诱导肺癌未成功或导致动物早亡,但通过气管注射3-MC和DEN,树鼩出现了支气管上皮不典型增生和原位癌。
4.其他肿瘤模型
1996年首次在树鼩中发现自发性淋巴瘤。过表达人Ras和树鼩p53基因能诱发树鼩胶质瘤,与相应的小鼠胶质瘤相比,树鼩的胶质瘤在基因表达谱上更类似于人类的胶质母细胞瘤。
三、代谢疾病模型
1.糖尿病模型
1966年首次在树鼩中发现了糖尿病,表现出酮症,脱发和白内障。多个团队成功使用链脲霉素(STZ)在树鼩中诱导出1型糖尿病。2010年,Li等通过高糖饮食结合地塞米松诱导树鼩2型糖尿病。2013年,Wu等用STZ在树鼩中建立了类似的2型糖尿病模型。此外,通过高糖高脂饮食和四次注射STZ成功诱导了糖尿病肾病树鼩模型,并且骨髓间充质干细胞移植也被证明能够改善胰岛素抵抗。
2.脂肪性肝病模型
研究发现,树鼩在用10%和20%的酒精溶液处理两周后出现脂肪肝样病理变化,而罗格列酮能够预防其发展。通过高脂、高胆固醇饮食,成功建立了非酒精性非肥胖脂肪肝病(NAFLD)模型,并且Poloxamer 407对脂蛋白脂肪酶的抑制改善了脂肪变性和炎症。此外,添加20%蔗糖和1%胆固醇的饮食导致树鼩形成大量胆结石。与小鼠模型相比,树鼩模型的发病时间更短,症状更明显。
3.心血管疾病模型
树鼩因低胆固醇酯转运蛋白表达和低磷脂转运蛋白活性而抵抗动脉粥样硬化。1999年,通过光化学法成功诱导树鼩发生血栓性脑缺血。2011年发现脑缺血显著增加了树鼩海马区的TLR4蛋白表达。2016年成功建立了高剂量卡拉胶引起的血瘀症候模型。
四、精神疾病模型
1.抑郁症模型
抑郁症影响全球约20%的人口。树鼩作为昼行性动物在研究中具有优势。研究发现,雄性下属树鼩表现出尿皮质醇和去甲肾上腺素水平升高及体重减轻,行为变化类似抑郁症患者。克罗米帕明可缓解其慢性心理社会压力引起的影响。Wang等(2011)发现,社交冲突后下属树鼩出现体重和尿皮质醇变化。阿戈美拉汀能恢复其核心体温,克罗米帕明治疗逆转抑郁症状。这些发现表明树鼩适合用于抑郁症研究。
2.药物成瘾模型
药物成瘾是一种慢性复发性脑病,树鼩因其发达的中枢神经系统,成为研究人类药物成瘾的有用模型。研究发现,树鼩偏好尼古丁和酒精。通过注射吗啡,研究者诱导了条件性地点厌恶和戒断症状,同时吗啡显著提高其运动活性。树鼩在吗啡依赖状态下表现出地点偏好,纳洛酮则诱导地点厌恶。此外,树鼩和灵长类动物中可卡因和安非他命的表达模式相似。这些结果表明树鼩适合用于药物成瘾研究。
五、神经相关疾病模型
1.近视模型
鸡和猴子是近视研究中常用的动物模型,但树鼩因低成本、短实验周期和与人类相似的眼部发育,可能更合适。在闭眼和应用胶原交联阻断剂的条件下,树鼩能可靠地产生轴性近视。黑暗处理也会导致近视。凸透镜能抑制近视,提示其可能有效防止儿童近视加重。因此,树鼩是研究近视的理想模型。
2.阿尔茨海默症模型
阿尔茨海默病(AD)是常见的神经退行性疾病,其特征是脑组织和血管壁中淀粉样β蛋白(Aβ)沉积。树鼩的Aβ蛋白序列与人类相似度高达92%,且与AD相关的基因同样高度同源。研究发现老年树鼩中存在类似老年斑的结构,脑室内注射Aβ可以诱导AD,而注射Aβ1-40则导致认知损伤。因此,树鼩是研究AD的有效动物模型。
AntibodySystem Laboratories SAS于2019年创立在法国创立,专注于生命科学研究领域蛋白及抗体试剂研发生产,致力于为全球生命科学基础研究者提供高质量的蛋白,抗体产品。AntibodySystem提供针对树鼩研究的全套蛋白和抗体工具。
武汉佰乐博生物(Biolab Reagents)由一群具有二十年工作经验的生命科学领域顶级研究者创立于2021年,凭借丰富的产品开发经验,利用全球领先的技术平台,引进和整合全球高品质的蛋白,引进和整合全球高品质的蛋白、抗体和试剂盒产品。目前,佰乐博生物作为法国AntibodySystem和ProteoGenix在亚洲的独家总代理,提供完全同步的近30,000种生命科学试剂,满足广大科研客户对蛋白,抗体,试剂盒的需求。
参考文献:
1.Tree shrew (Tupaia belangeri) as a novel laboratory disease animal model
2.Genome of the Chinese tree shrew
部分热门产品列表:
货号 | 品名 |
---|---|
EWJ28401 | Recombinant Tupaia chinensis CD366/HAVCR2/TIM-3 Protein, C-Strep |
EWJ28402 | Recombinant Tupaia chinensis CD366/HAVCR2/TIM-3 Protein, C-Fc |
EWG11601 | Recombinant Tupaia chinensis CD69 Protein, C-His |
EWG11602 | Recombinant Tupaia chinensis CD69 Protein, C-Fc |
EWC87701 | Recombinant Tupaia chinensis CD107a/LAMP1 Protein, C-Fc |
EWD30401 | Recombinant Tupaia chinensis CD223/LAG3 Protein, C-Fc |
EWG11001 | Recombinant Tupaia chinensis CD137/TNFRSF9/4-1BB Protein, C-Strep |
EWG11002 | Recombinant Tupaia chinensis CD137/TNFRSF9/4-1BB Protein, C-Fc |
EWD17201 | Recombinant Tupaia chinensis CD152/CTLA4 Protein, C-Strep |
EWD17202 | Recombinant Tupaia chinensis CD152/CTLA4 Protein, C-Fc |
EWJ05001 | Recombinant Tupaia chinensis IL31 Protein, C-His |
EWJ05002 | Recombinant Tupaia chinensis IL31 Protein, C-Fc |
EWJ70101 | Recombinant Tupaia chinensis CD274/PD-L1/B7-H1 Protein, C-His |
EWJ70102 | Recombinant Tupaia chinensis CD274/PD-L1/B7-H1 Protein, C-Fc |
EWG17601 | Recombinant Tupaia chinensis CD47/MER6 Protein, C-Fc |
EWH02202 | Recombinant Tupaia chinensis CD279/PDCD1/PD1 Protein, C-Fc |
YWB96001 | Recombinant Tupaia chinensis CD8A Protein, N-His |
YWB95901 | Recombinant Tupaia chinensis CD4 Protein, N-His |
EWB95901 | Recombinant Tupaia chinensis CD4 Protein, C-6His |
YWC90701 | Recombinant Tupaia chinensis CD20/MS4A1 Protein, N-GST & C-His |
PWB96001 | Anti-Tupaia chinensis CD8A Polyclonal Antibody |
PWB95901 | Anti-Tupaia chinensis CD4 Polyclonal Antibody |
PWC90701 | Anti-Tupaia chinensis CD20/MS4A1 Polyclonal Antibody |