嗅觉研究中的实验动物模型

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1、嗅觉研究中的实验动物模型2008级神经生物学系赵小磊学号：20081014嗅觉是包括人类在内的绝大多数动物的一个重要的基本感觉功能。尤其在发育早期一些与动物牛存息息相关的活动如寻找母亲的乳头、吸奶、与母代的依附关系的建立以及以后的独立觅食活动等等，都建立在正常嗅觉功能的棊础上山2】。最近

2、•几年来，国际上对蟆觉感觉系统的研究呈现迅速升温的态势。一些嗅觉系统结构，信息编码与传递的特点也逐渐被揭示。进行嗅觉研究的最常用的实验动物包括果蝇⑶、人鼠⑷及斑马鱼⑸。果蝇是小型蝇类动物，rtr于它喜欢在腐烂水果上飞舞，所以人称果蝇。最常作为实验动物的是黑腹

3、果蝇。黑腹果蝇(Drosophilamelanogaster)在分类学上属于昆虫纲双翅目，其屮Drosophila是属名，在这类果蝇的幼虫腹部一侧可见到黑色的消化道，由此称Z为黑腹果蝇。作为实验动物，果蝇有很多优点。首先是饲养容易：用一只牛奶瓶，放一些捣烂的香蕉，就nJ以饲养数Tf甚至上千只果蝇。其次果蝇繁殖系数高，孵化快，只耍1天时间其卵即可孵化成幼虫，2-3天后变成蛹，再过5天就羽化为成虫。从卵到成虫只要10天左右，一年就可以繁殖30代。通过控制养殖的温度，可以加速和减缓果蝇的发冇。较短的生命周期及较强的繁殖能力使得在短时间内培养繁殖出人

4、量特定种系的果蝇变得十分便利，使采蝇得以广泛应用于生物学研究，特别是系统发育学及遗传学等研究。1佃且果蝇的染色体数目少,仅3対常染色体和1対性染色体，便于进行遗传学等分析。因此，从摩根使用果蝇进行遗传学后，逐渐地，果蝇在发育生物学、生物化学、分子生物学等领域也都山据了不可替代的位置。随着神经科子的兴起，许多遗传操作在该领域不断发展和成熟，为在采蝇中进行神经科学的研究打卜•了坚实的基础。果蝇的整个屮枢神经系统人约分布了300,000个神经元，按照神经元所处位置又分为食管上神经节(supraoesophagealganglion)＞食管下神经节(

5、suboesophagealganglion)以及胸腹神经if(thorax-abdominalganglia)三部分，前两者又统称头节。除视叶(opticlobe)以外的食管上神经节及食管下神经节组成了通常意义上的果蝇的脑中央脑(centralbrain),其中包禽了人约50,000个神经元。呆蝇的中央脑部分位于果蝇脑内中部，其中又血含了几个结构淸晰的亚结构：触角小叶(antennallobes,AL)、蘑姑体(mushroombodies,MBs)＞中央复合体(centralcomplex,CC)。触角小叶是果蝇CNS中嗅觉通路的第一站•

6、，嗅觉信息山果蝇触角(antenna)传递到触角小叶处理，然后山触球纤维束(antennoglomerulartract,AGT)投射到蘑菇体及原脑叶外侧角(lateralhorn,LH)等其它区域。蘑菇体分为萼(主要是神经元胞体所在的部位)和几个小叶(山神经纤维组成)，它参与了嗅觉的学习和记忆、求偶以及运动等。果蝇的神经系统相对于脊椎动物等其它物种来说相对简单，因而对其生理、生化及解剖的研究相对简单易行。但是它的神经系统乂具有一定的复杂性，使得果蝇可以完成觅食、交配、求偶、学习记忆以及昼夜节律等复杂行为。果蝇无论在蛋白质分子基础，还是信号传

7、导通路；无论是神经编码方式，还是突触传递机制,以及神经疾病的发生和病症上，都与哺乳动物有高度的相似性。因此以果蝇为模型，研究神经系统的一些基本问题，是一个简捷而有效的途径。我们的嗅觉研究即着手于此，通过结构及神经突触的分析來进行嗅觉方面的研究，取得了很大的研究成果。用来研究嗅觉的另一种动物模型是鼠。这是一种很常见的动物模型，在各种研究领域都被极其广泛地使用。我们的实验使用的是SD人鼠。它是由美国的Sprague&Dawley农场的R.W.Dawley用杂合的雄性大鼠和Wistar雌性大鼠杂交后育成的一个口化封闭群大鼠，1950年传入美国的癌症

8、研究所(CRL),1955年进行牛物净化，1964年传入美国各地，同时传入法国。1992年自美国NIH引入到中科院上海实验动物中心。它的特点是生长快，繁育性能好，大多用于安全性试验及营养与生长发冇有关的研究。该吊系对性激素墩感，对呼吸道疾病有较强的抵抗力。在嗅觉研究领域中，鼠用被通过解剖取嗅球进行解剖学观察和采用免疫组化等方式离休分析英所含的特定神经递质及英特定的传导通路。很多在嗅觉方面的伟人研究都是在人鼠上进行的。最近新兴的研究嗅觉的动物模型是斑马鱼。斑马鱼，乂名蓝条鱼、花条鱼、斑马担尼鱼(Brachydaniorerio),原产于印度、孟

9、加拉国。体长4~6米。体呈纺锤形。背部橄榄色，体侧从鲤盖后直伸到尾未有数条银蓝色纵纹，臀鳍部也有与体色相似的纵纹，尾鳍长而呈叉形。雄鱼柠檬色纵纹；雌鱼的蓝色纵纹加银