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 來源: 日期:2024.06.25 

混亂的圈養食蟹(xiè)猴(hóu)遺傳組(zǔ)成

混亂的圈養食(shí)蟹猴遺傳組成.jpg

雖(suī)然小鼠是基礎研究中最常用的實驗動物,但其通常(cháng)隻能反映人類(lèi)疾病發生的特定過程,而無法模擬人類疾病發生的全部生理和病理變化。而非人類靈長類動物不僅在基礎研究中發揮著重要作用,在轉化研究尤其是在生物製劑的毒理學研究中(zhōng),通常是唯一能夠對新型生物(wù)治療藥物產生藥理反應的實驗動物物種。因(yīn)此,一些關鍵的人類(lèi)藥物安全性相關評(píng)估數據多是從非人靈長類毒理學模型研究中獲得(dé)的。

出於對使用非人靈長類更為(wéi)嚴格的動(dòng)物實驗倫理和經濟(jì)成本的考量,相關研究通常都追求使用最低限度的猴子數量。而在樣本量較少的情(qíng)況下,為了減少組內(nèi)個體間差異,選擇年齡、體重和(hé)遺傳背景一致的(de)動物就顯得尤為重要。這其中(zhōng)年齡和體重一致(zhì)很容易做到,但遺傳背景(jǐng)的一致性卻(què)很難做到,以致常被有意(yì)或(huò)無意(yì)地忽略掉。

與人類相似,遺傳變異也是同一物種內或不同物(wù)種之間藥物反應差異的基礎。如環氧合酶-2的抑製劑“塞來昔布”在使用比格犬開展藥物代謝(xiè)實驗時,因(yīn)不同犬隻攜帶不同的細胞色素(sù)P450,而導致實(shí)驗組產生了顯著的代謝差異。又(yòu)如包括Brown Norway和Wistar-Kyoto在內的一些品係的大(dà)鼠因(yīn)缺失UDP葡萄糖醛酸轉移(yí)酶2b(Ugt2b)基因而導致其無法代謝苯甲酸鹽,因此(cǐ)無法被用在存(cún)在苯甲酸鹽代謝產物的藥物臨床前(qián)實驗中。

由此可見,遺(yí)傳背景的差異(yì)對實驗結果的影響是巨大的。經過多年的研究,遺傳背景一致(zhì)的齧齒類實驗動物(wù)已經成為廣泛共(gòng)識並普遍應用,然而我們對非人靈長類實驗動物的遺傳組成卻並不清楚。以藥物研發臨床前試驗使用數量最多的非人靈長類實驗動物食蟹猴為例。該物種包括9個(gè)亞種,自(zì)然分布於整個東南亞(yà)。少量食(shí)蟹(xiè)猴在17世紀被歐洲殖民者帶到了毛裏(lǐ)求斯,並在當地建立了棲息地。由於東南亞多為島嶼(yǔ)國(guó)家,因此為不同棲息地食蟹猴種群間(jiān)的獨(dú)立進化提供了條件,導致不同地區不同來(lái)源的亞種間存在(zài)著廣泛的遺傳差異,這種差異甚至體現在了外觀上,出現了體長、尾長和毛色上(shàng)的不同。不僅如此,在泰國北部的食蟹猴和恒河猴的棲息地(dì)交叉處,還存在著因二者間雜交而出現的(de)遺(yí)傳汙染問題。

雖(suī)然食蟹猴並(bìng)非中國的本土物種,但(dàn)自上個世紀90年代起,中國就已成為了實驗用食蟹猴的最大生(shēng)產和出(chū)口國,2020年前,我國每年生產和出口食蟹猴(hóu)的數量占全球使用食蟹(xiè)猴總數的60%以上(shàng)。從來源上看,上個世紀80年代末中國開始繁殖食(shí)蟹猴時,主要是從馬來西亞、印度尼西亞(yà)和菲律賓引(yǐn)入的食蟹(xiè)猴,而2000年(nián)後則主要從柬埔寨和越南引入。然而,中國的各大食蟹猴養殖企業(yè)在開展食蟹猴繁育(yù)工(gōng)作時卻並沒(méi)有將其來源(yuán)地或遺傳組成納入考量。

在2017年一篇通過對DNA進行基因分型來分析中國10個不同食蟹猴繁殖場(chǎng)來源的400隻食蟹(xiè)猴的來源和遺傳組成的研究中,顯示(shì)所有被調查(chá)種群均表現出高水平的遺傳異質性。其中(zhōng)最值得注意(yì)的是,這些樣本中含有(yǒu)恒河猴基因比(bǐ)例的平均值約為17%,其中最低為5.4%,最高為47.8%,其中(zhōng)三隻(zhī)食蟹猴基因中包含超過(guò)45%的恒河猴基因比例,這一數值已經非常接近雜交一代(dài)理論上50%的比例。而在野外食(shí)蟹猴群體中,雖然也存在與恒河猴(hóu)雜交並導致了恒河猴(hóu)基因組的引入的情(qíng)況,但經過多個世代的自然回交稀釋,其食蟹猴中所含恒河猴基(jī)因組(zǔ)的比例已經不到0.1%。圈養食蟹猴和野生食蟹猴之間迥異的恒河猴基因比(bǐ)例(lì),說明來自中國企業的食蟹猴的一些雜交可能是近期發生的,並且在相應的食蟹猴種群內進行了回交。

那麽這種遺傳(chuán)組成上的差異是否(fǒu)確實對實驗結果帶來了影響呢?上文提到的文章中(zhōng)同時跟蹤了所調研種群的瘧原(yuán)蟲感染情況。由於食蟹(xiè)猴和恒河猴之間的遺(yí)傳差異會導致它們對某些瘧疾寄生蟲的易感性存在差異,如食蟹猴對諾氏瘧原蟲(P. knowlesi)通常表現為輕微、慢性且非(fēi)致命的感染,而在實驗性誘導感染諾(nuò)氏瘧原蟲的恒河猴則表現更為嚴重且致命。此外,食蟹猴瘧原蟲(P. cynomolgi)感染在恒河猴中的嚴重程度相對諾氏瘧原蟲更高。通過分析調研種群的瘧原蟲感染情況,研究人員發現食蟹猴中恒河猴基因比例(lì)與食蟹猴瘧原蟲感染發生率之間存在強正相關,即含(hán)恒河猴基因比例越高的食蟹(xiè)猴,其食蟹猴瘧原蟲感染率也越高。

除此之(zhī)外,不同(tóng)地理來源的食蟹猴在血液生理生化指標上也存在著(zhe)差異。如(rú)與毛裏求斯起源(yuán)的食蟹猴相比,柬(jiǎn)埔寨、中國和/或(huò)越南起源的食蟹猴紅細胞計數偏低,而絕(jué)對網織紅細胞計數、平均紅細胞體積(MCV)、平均紅細胞血紅蛋白含(hán)量(MCH)和平均紅細胞血紅蛋(dàn)白(bái)濃(nóng)度(MCHC)則偏高。與毛裏求斯、中國或(huò)柬埔寨起源的(de)食蟹猴相比,越(yuè)南起源的食蟹猴在凝血酶原時間(PT)上(shàng)顯(xiǎn)著縮短,穀氨酸脫氫酶(GLDH)活(huó)性較低。另,不同地理起源(yuán)的食蟹猴(hóu)攜帶著不同的主要組織相容性複合體,顯然會導致免疫(yì)功能上的差異。

上述例子說明了遺傳組成上的不同會對會食蟹猴的生物(wù)功能產生廣泛影響(xiǎng)。然而,雖然已經有了(le)多種先進(jìn)且應用廣泛的遺傳檢測和追蹤技術,但這些技術在實驗猴種群上的應用仍然少之又少,而關於實驗(yàn)猴種群在遺傳組成上的差(chà)異仍然是一個有待揭開的盲盒。

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