模式动物的模式动物与疾病

在过去一个世纪的研究中，小鼠已经成为建立人类遗传性疾病的动物模型的最佳实验材料。小鼠的基因组改造技术成熟，且生理生化和发育过程和人类相似，基因组和人类90%同源，所以人类疾病的小鼠模型可以基本上真实模拟人类疾病的发病过程及对药物的反应； 小鼠作为遗传学研究材料的另一优势还在于其基因组计划已基本完成。基因组序列的大量信息为研究基因功能及其表达调控、胚胎发育和人类疾病的分子机制提供了条件基础和技术手段。运用现有的基因组序列和生物信息学分析，发展新型的基因组改造方法，并在随机或定向突变的基础上，在整体动物表型水平进行分析，是目前最流行和有效的功能基因组研究手段，而比较基因组学、发育生物学、医学遗传学等相关领域也在不断融合而产生新的生长点。

利用小鼠等模式动物建立的疾病模型具有重大理论和运用价值。一方面，通过动物模型研究对基因功能和遗传方式的分析已经成为推动了生命科学重大理论成果的主要动力。例如，果蝇的突变表型分析和小鼠相关基因功能研究直接导致了多细胞生物发育理论的基本框架的建立。另一方面，动物模型，特别是小鼠的疾病模型的深入研究将为生物医药技术产业带来了巨大商机。几乎所有新产生的小鼠模型，特别是心血管、代谢疾病及老年病等严重危害人类健康的重大疾病的动物模型都被申请了专利。以小鼠资源库的最新研究成果为例，研究人员运用ENU诱变方法已经得到了30多种小鼠突变品系，其中包括白内障、耳聋、骨密度异常、肢体缺陷及毛发异常等，克隆了部分相关突变基因，这些突变基因将为这些疾病的治疗找到新的药物靶点，同时这些模型可能可以用于新药的筛选和开发。运用基因剔除技术，研究人员还建立了骨发育异常，胚胎发育缺陷，血糖的调节异常，及免疫细胞分化缺陷等一系列突变小鼠模型，这些模型为发育缺陷类遗传疾病、糖尿病、淋巴瘤等疾病的发病机制研究和药物开发提供了基础。

小鼠模型不能很好地模拟人类炎症疾病

数十年以来，在进行人体试验之前，实验小鼠模型一直被用于确认和测试候选药物，但是一项研究发现这些模型不能准确地代表人类对炎症疾病的响应。Junhee Seok及其同事研究了创伤、烧伤和来自例如大肠杆菌等细菌的毒素是如何影响病人的遗传应答的。这组作者然后将观察到的模式与在小鼠模型中观察到的模式进行了比较。这组作者确定了来自这些小鼠模型的模式与人类响应模式匹配得不好，以至于这些结果看上去像是随机的。人类和小鼠的进化距离、小鼠对炎症刺激的显著抵抗以及其他因素可能解释了为什么这些模型不能重现人类情境。这组作者呼吁在分子和遗传层次上开展着重于人类生理学和疾病如何影响人类的生物医学研究方法，而不是主要依靠小鼠模型。一个有前景的发现是，因为创伤、烧伤或其他疾病而遭受炎症的病人表现出了类似的遗传应答，尽管造成这些疾病的原因截然不同而且这些病人接受了不同的疗法。这组作者说，这些发现还提示针对多个截然不同的炎症疾病的药物可能为大批病人带来改良的疗法。

人类基因组计划的完成和不断建立的疾病模型又一次强调了自主知识产权的重要性。仅仅克隆一个新基因已经不足以申请专利。对基因功能的了解成为新一轮生物医药知识产权市场的主要内容。我国虽然有许多单位通过基因芯片手段克隆了大量基因，但由于没有功能研究的支持，特别是没有像小鼠模型这样的最有力的功能研究结果的支持而不能抢占专利市场。