Такие разные мыши
Н.Н.Богданов,
кандидат медицинских наук
Московский институт открытого образования
Как справедливо отмечено в статье о Нобелевской премии по физиологии или медицине (Природа. 2008. №1. С.78—83), мышки — «незаменимая модель в многочисленных экспериментах, помогающих искать реальные подходы к разработке новых лекарств против множества заболеваний», и не только. Здесь речь пойдет о ин-бредных (от англ. inbreeding — близкородственное разведение) животных, которых получают благодаря длительному брат-ско-сестринскому скрещиванию в лабораторных условиях. Их ценность определяется необыкновенной близостью генетических и фенотипических черт. В определенном смысле они похожи друг на друга как монозиготные близнецы. Конечно, говорить о полной идентичности фенотипа здесь не приходится (так ведь и монозиготные близнецы имеют какие-то отличия), однако разброс признаков внутри одной линии всегда гораздо меньше межлинейных различий. А вот многообразие черт отдельных линий поистине фантастично.
Идею выведения линейных животных обычно связывают с именем знаменитого датского генетика В.Л.Иогансена. Хотя первые практические шаги в этом направлении сделал позже американский генетик К.К.Литтл, который в 1910-х годов вывел пару мышей с ослабленной коричневой окраской. Литтл полагал, что этот признак определяется всего лишь тремя рецессивными генами, и обозначил их буквами латинского алфавита. Отсюда и пош-
© Богданов Н.Н., 2008
i *
i
ло название линии мышей DBA — старейшей среди ныне существующих.
Большинство «чистых линий» выведено онкологами для собственных нужд. Понятно, что отбор здесь должен был идти прежде всего на повышенную частоту возникновения тех или иных опухолей. Использование таких животных значительно облегчило изучение механизмов возникновения онкологических заболеваний и разработку противоопухолевых средств. Однако в процесс отбора оказались вовлеченными практически все особенности организма. В результате возникли линии, различающиеся не только по окраске (здесь имеется целый букет от коричневого и черного до серого и белого), форме скелета, составу крови, обмену веществ и т.д., но и по поведению.
Сейчас существует уже несколько сотен линий мышей, хотя хорошо изучены среди них всего лишь два-три десятка. Названия линий обычно составлены из букв латинского алфавита и в переводе на русский язык никакого значения не имеют. Впрочем, некоторые несут в себе память о своих создателях, как например, у линии BALB — одной из самых известных, где зашифровано имя американского зоолога Х.Багга и белая окраска самих животных.
Интересно, что большинство линий имеется у мышей. Дело в том, что крыса — другой классический объект биомедицинских исследований — слишком изменчива. Именно благодаря этому она и процветает на Земле как биологический вид. Генотип этих животных можно
сравнить с колодцем, на дне которого не переставая бьет источник. Сколько ни черпай воду из такого колодца — все равно не вычерпаешь. А вот у мышей уже после 20 поколений братско-сестринского скрещивания отдельные особи теряют генетические различия. В результате даже кожа, пересаженная от одного зверька другому, приживается. Именно после того как такая процедура удается, линия животных считается выведенной.
Сегодня одной из самых изученных можно считать линию мышей С57В1аск/6, происходящую от черных однопометных мышей колонии Ласроп. Шерсть у них не просто редкого черного окраса, но и самая густая среди сородичей. Это оказывается далеко не лишним, поскольку у зверьков весьма низкая температура тела. Видимо, потому, что метаболические процессы в их организме весьма замедленны. Не исключено, что с этим обстоятельством связана и высокая устойчивость к гипоксии [1].
Многолетние наблюдения зарубежных и отечественных исследователей показывают, что мыши линии С57В1аск/6 весьма устойчивы к стрессовым воздействиям. Известно, например, что большинство мелких грызунов (как ночные и темнолюбивые создания), попав в ярко освещенное пространство, пугается и стремится как можно быстрее покинуть его, юркнув в какую-нибудь норку. А мыши С57В1аск/6 будут спокойно обнюхивать новое для них место. Такое «олимпийское спокойствие» проявляется и в других, еще более не-
V, (й
К.К.Литтл — организатор знаменитой Джексоновской лаборатории, многие годы снабжающей исследователей из самых разных стран различными линиями мышей.
приятных ситуациях: при им-мобилизационном стрессе, когда животное подвешивают за хвост, привязывают за лапки или помещают в тесные сетчатые пеналы. У большинства зверьков других линий при стрессе слизистая желудка быстро покрывается язвами, но только не у мышей линии С57В1аск/6. Испытывая жажду, они напьются из поилки, даже если к ней подключен электрический ток [2]. Впрочем, обратной стороной такой непробиваемости оказывается плохая обучаемость, особенно там, где наказывают за неправильные ответы. А еще эти мыши любят подраться между собой. Особенно самцы, когда устанавли-
вают свою иерархию. И что совсем уж не красит мышей линии C57Black/6, так это тяга к алкоголю [3]. Странно, ведь мы привыкли к мысли, что подобное влечение характерно для «тонких», ранимых натур! Впрочем, не будем торопиться с выводами.
Своеобразными антиподами черных мышей служат белые мыши линии BALB/c. Они чрезвычайно эмоциональны и необыкновенно ранимы: оказавшись на ярко освещенной площадке, в ужасе замирают (это называется реакцией «freezing»), получив слабый щелчок током по носу, к поилке уже не подойдут, даже если будут изнемогать от жажды. Но зато обучаются они хорошо, и головной мозг у них тяжелее и больше, чем у черных мышей. Самцы линии BALB/c не драчливы и, кроме того, избегают любых доз алкоголя.
Этологи из Института цитологии и генетики РАН (Новосибирск) разработали интересную модель для анализа поведения животных — метод «мышиных иерархий» [4]. Известно, что в мышиной семье существует весьма строгое распределение ролей: доминирующий самец, несколько ограниченные в своих «правах» субдоминанты и т.д., до самых низов социальной лестницы, где обретаются самые бесправные. Возникает вопрос: случайно ли место, которое займет какая-нибудь особь в этой иерархии, или чтобы стать доминантой, нужно обладать какими-то природными задатками и качествами, имеющими наследственное предопределение? Ответ на него и дает указанный
метод, когда мышонка одной линии подсаживают к мышатам другой. Оказывается, черный мышонок линии C57Black/6, подсаженный к белым мышатам линии BALB/c, всегда становится доминантным. Значит, умными, деликатными, ранимыми мышами BALB/c всегда управляет непробиваемый, агрессивный, «пьющий» и отнюдь не хватающий обучение «на лету» представитель линии C57Black/6. Но снова предостережем читателя от скоропалительных выводов.
Прежде всего разберемся с пьянством. Почему вообще черные мыши потребляют алкоголь? Похоже, главным образом для того, чтобы... согреться. В свое время было показано, что электрическая активность мозга зверьков линии C57Black/6 такова, как если бы они уже находились под действием сильных успокаивающих препаратов или алкоголя в приличной дозе [2]. Видимо, именно по этой причине ни алкоголь, ни транквилизаторы не оказывают на них своего успокаивающего действия. Скорее даже наоборот. А теперь вспомним о низкой температуре тела этих животных. Получается, что алкоголь просто восполняет их энергетические затраты.
Стоит сказать несколько слов и о лидерстве. Возможно, белые мыши уступают его потому, что более других способны к компромиссу. Ведь это одна из эффективных защитных реакций. Долго ли «процарствует» у них агрессивный черный самец? Оказывается, нет! Как говорится, здоровье «не то». Прежде всего, не выдерживает сердце.
Упомянутые в начале статьи мыши линии DBA чрезвычайно подвержены судорогам. В определенный возрастной период резкий звуковой сигнал (мощностью свыше 90 дБ) с близкого расстояния может спровоцировать у них большой судорожный припадок. Чувствительны они и к химическим конвульсантам, возможно, потому, что их мозг очень мал. Легко вызвать судо-
74
ПРИРОДА
2008
роги и у мышей линии БАЬБ/с, что связано уже с высоким уровнем возбуждения в их нервной системе. Его не компенсируют даже большая масса мозга и часто наблюдающееся у этих животных недоразвитие мозолистого тела — гигантского «телеграфа» мозга, соединяющего его большие полушария [5]. Известно, что еще до Второй мировой войны знаменитый хирург В.ван Вагенен успешно лечил эпилепсию у людей рассечением мозолистого тела. Позднее именно на его пациентах сделал свои замечательные наблюдения над функциями полушарий большого мозга Нобелевский лауреат Р.Сперри.
Совершенно поразительна реакция на успокаивающие вещества у мышей линии 101/Н — после введения нембутала в стандартной дозе животное буквально вытягивается в струну, как будто его сразил столбняк. Столкнувшись с этим явлением, исследователи из Института медицинского генетики РАМН даже решили, что речь здесь идет о судорогах [6]. Однако электрофизиологические эксперименты показали, что такая реакция объясняется полным выключением больших полушарий мозга (собственные неопубликованные данные). Таким образом, реакция скорее напоминает так называемую децере-брационную ригидность, возникающую после перерезки ствола мозга ниже красного ядра и вышележащих двигательных центров. А вот у мышей линии С57Б1аск/6 вызвать судороги чрезвычайно трудно. Их «непробиваемость» проявляется и тут. Какие еще находки ожидают нас в этой области?!
Спектры мощности электроэнцефалограммы у некоторых грызунов в норме и под воздействием психотропных агентов. I — спектры сенсимоторной коры белой крысы до (слева) и через 15 мин после введения коразола;
II — аналогичный спектр у интактной мыши линии BALB/c;
III — у мышей той же линии до (слева) и через 15 мин после введения диазепама; IV — у интактной мыши линии С57 BLack/6 [3].
Литература
1. Богданов Н.Н., Солдатов П.Э. // Бюл. эксперим. биол. и мед. 1999. №11. С.511 — 5132. Богданов Н.Н., Егоров Д.Ю. // Доклады Академии наук. 1992. Т.324. №5. С.1111 —1116.
3. McClearn, G.E. Rogers
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.