اشاره
در سال‌های اخیر همگام با پیشرفت‌های علوم زیستی، مسابقات و جشنواره‌های علمی مختلفی در سطح ملی و بین‌المللی، به منظور آشنایی دانش‌آموزان با حوزه‌های جدید علم زیست‌شناسی و هدایت آن‌ها به این زمینه‌ها اجرا می‌شود؛ مانند مسابقات آزمایشگاهی زیست‌شناسی، جشنواره خوارزمی، مسابقات علوم اعصاب، المپیاد سلول‌های بنیادی و المپیاد زیست‌شناسی. اشتیاق و هیجان ایجاد شده در بین دانش‌آموزان از این بابت بسیار ارزشمند است و نیروی بالقوهای برای دانشمندان آینده علوم زیستی ایجاد می‌کند. این در حالی است که برخی دانش‌آموزان، به دلیل عدم آشنایی مناسب و مطلوب با مبانی روشهای تحقیق در علوم زیستی، چه بسا رویکردهای غلطی انتخاب می‌کنند و مقدار زیادی از وقت و انرژی خود را به هدر می‌دهند. بنابراین، در اکثر مدارس کشور نیاز به آشنایی دبیران زیست‌شناسی و دانش‌آموزان علاقه‌مند با مبانی روشهای تحقیق در علوم زیستی و ابزارها و امکانات آزمایشگاهی زیست‌شناسی بیش از پیش احساس می‌شود. در ضمن، این فعالیت‌ها به علاقه‌مندی بیشتر ایشان به علوم زیستی نیز می‌انجامد. یکی از موارد ضروری برای پژوهش، آشنایی با انواع نمونه‌های زیستی و روشهای تکثیر و نگهداری آن‌ها در آزمایشگاه است. موش‌های آزمایشگاهی، از جمله جانوران بسیار مفید، مناسب و جالب در اکثر پژوهش‌های زیستی هستند. در این مقاله سعی می‌شود روشهای تکثیر، نگهداری و استفاده از این جوندگان جالب آن‌ها را به اختصار معرفی کنیم.
مقدمه
شاید نقش حیوانات آزمایشگاهی در توسعه و پیشرفت علوم، مخصوصاً زیست‌شناسی و پزشکی، در نظر خیلی از افراد ناچیز باشد؛ ولی اگر جانب انصاف را در نظر بگیریم، نمی‌توانیم از نقش ارزنده حیوانات آزمایشگاهی و بالاخص موش بزرگ آزمایشگاهی یا رت به آسانی بگذریم.
رتها مدلهای بسیار مناسبی برای تحقیق در آزمایشگاههایجنینشناسی، فیزیولوژی، جانورشناسی و غیره هستند
از نظر تعداد حیوانات مورد استفاده در پژوهش‌های زیست‌پزشکی، رت به عنوان دومین حیوان آزمایشگاهی شمرده می‌شود. این موش‌ها به راحتی با روشهای پژوهشی سازگاری پیدا می‌کنند. رت‌های آزمایشگاهی امروزی در حقیقت نسل اهلی شده Rattus norvegicus هستند. تا سال ۱۸۰۰ میلادی این حیوانات برای پرورش، افزایش نسل و متعاقب آن برای انجام مطالعات نوروآناتومی در آمریکا و اروپا مورد استفاده قرار می‌گرفتند. در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم، دسته‌ها و سویه‌های منفرد و شخصی برای شروع کار انتخاب و به کار گرفته شدند. اختلافات متمایزکننده‌ای بین جوندگان وحشی و آزمایشگاهی وجود دارد. برای مثال، رت‌های آزمایشگاهی دارای غدد هیپوفیز و آدرنال کوچک، بلوغ جنسی زودرس، عدم وجود چرخه فصلی تولید مثلی، باوری بهتر نسبت به رت‌های وحشی آزاد هستند و طول عمر کمتری نسبت به آن‌ها دارند. قدرت شنوایی بالای آن‌ها سبب شده که نسبت به اصوات ماورای صوت و فرکانس‌های بالا حساس باشند. بینایی آن‌ها ضعیف و نسبت به تشخیص رنگ ناتوان‌اند.
رت به‌دلیل ویژگی‌های خاص فیزیولوژیکی و آناتومیکی که دارد، توجه محققان علوم زیستی و پزشکی را همواره به سوی خود معطوف داشته است:
- رتها نسبت به اغلب حیوانات آزمایشگاهی کوچک‌ترند، لذا نگهداری آن‌ها علاوه بر اینکه نیاز به فضای کمی دارد، بسیار کم هزینه‌تر از سایر حیوانات آزمایشگاهی است.
- رتها به آسانی زاد و ولد می‌کنند. به‌طور کلی دوره جنسی (۵-۴ روز) و دوره حاملگی آن‌ها کوتاه است (حدوداً ۲۱ روز) و در هر زایمان تعداد جنین‌های به دست آمده از هر رت ماده، معمولاً بین ۱۴-۱۲ عدد است. بنابراین، یک حیوان ماده قادر است در مدت یک سال تا ۶ بار زایمان کند و در این مدت حدود ۸۰ نوزاد به دنیا آورد.
- جنسیت نوزادان از بدو تولد قابل تشخیص است؛ زیرا نوزادن نر دارای دستگاه تناسلی خارجی بزرگتری نسبت به نوزادان ماده هستند و فاصله بین سوراخ تناسلی و مخرج (فاصله آنوژنیتال) در نوزاد نر بیشتر است. علاوه بر این، جنین رتها نسبت به جنین انواع دیگر پستانداران سریعتر رشد می‌کند.
- رت‌های ماده از سن سه ماهگی به بعد توانایی جفت‌گیری و بارور شدن دارند. نرها نیز درهمین سن احساس جنسی لازم را به دست می‌آورند؛ ولی بهترین سن برای تولید مثل نرها ۵/۴-۴ ماهگی است. طول عمر رَت حدود سه سال است. رتها مثل بسیاری از جوندگان در طول سال می‌توانند تولید مثل کنند، به این روش تولید مثل اصطلاحاً پلی استروس1 گفته می‌شود.
از نظر تعداد حیوانات مورد استفاده در پژوهش‌های زیست‌پزشکی، رت به‌عنوان دومین حیوان آزمایشگاهی شمرده می‌شود
رتها روزانه در حدود
وزن بدن خود غذا می‌خورند و اغلب تمایل به تغذیه از ذرات بزرگ غذایی دارند. هر رت روزانه در حدود ۳۰cc آب می‌نوشد. در دماهای بالا مصرف غذایی آن‌ها کاهش پیدا می‌کند و بر عطش آن‌ها افزوده می‌شود. رتها در مقابل امراض، به‌خصوص عوامل خارجی، نسبت به موش کوچک آزمایشگاهی2 مقاوم‌ترند. تغییرات هورمونی شدید ناشی از استرس شدید، کمبود مواد غذایی و تراکم بیش از حد افراد در یک قفس باعث نازاشدن رت‌های جوان می‌شود، به طوری که در این رتها واژن بسته و رحم ضخیم و فعالیت تخمدان متوقف می‌شود. در صورت کمبود مواد غذایی رتها حتی نوزادان خود را می‌خورند.
رتها حیواناتی بسیار باهوش و حساس به تغییرات جدید محیط اطراف خود هستند، لذا باید سعی شود، شرایط محیطی آن‌ها حتی الامکان ثابت نگه داشته شود.
با توجه به ویژگی‌های ذکر شده، رتها مدلهای بسیار مناسبی برای تحقیق در آزمایشگاه‌های جنین‌شناسی، فیزیولوژی، جانورشناسی و غیره هستند. از موش رت در بررسی‌های فیزیولوژیک، تحقیقات دندانپزشکی، ارزیابی و بررسی دارویی و سرطان‌شناسی و مانند آن‌ها استفاده می‌شود. نتایج به‌دست آمده از تحقیق روی این حیوانات، در صورتی که از منابع قابل اطمینان تهیه شوند، اغلب قابل مقایسه و تعمیم به موارد انسانی است. قیمت مناسب این جانور نیز امکان استفاده از تعداد زیاد و در نتیجه اطمینان از صحت نتایج آماری را میسر می‌کند. با توجه به دلایل فوق ارزیابی اثرهای عوامل تراتوژن روی جنین رت صورت می‌گیرد.
خصوصیات و شرایط نگهداری موش بزرگ آزمایشگاهی (رت)
نژادهای مختلفی از رت وجود دارد؛ مانند نژاد ویستار، اسپراگ داولی و غیره. برای نگهداری رت‌های بالغ از قفسه‌های پلکسی‌گلاس استفاده می‌شود. می‌توان یک گروه چهارتایی بالغ را در یک قفس پلاستیکی ( به ابعاد ۲۴×۱۵×۳۵)، با درپوش فلزی مشبک نگهداری کرد. محل نگهداری رتها باید مجهز به تهویه باشد و هر روز به دقت نظافت شود.
دوره نوری3 حیوانخانه به دقت تنظیم شود. به طور مثال ۱۴ ساعت روشنایی (۶ صبح تا ۸ شب) و ۱۰ ساعت تاریکی ( ۸ شب تا ۶ صبح). دمای حیوانخانه نیز باید درحد استاندارد °c )۲۲±2) حفظ شود. تغذیه حیوانات باید به صورت آزاد و از غذای پِلت شده استاندارد استفاده شود.
ظروف آبخوری باید از جنس پلاستیک یا شیشه‌ای باشند و رتها همواره به آب سالم و بهداشتی کافی دسترسی داشته باشند. قفسهای محل نگهداری رتها هر هفته حداقل یک بار توسط شوینده‌ها شسته شده و کف آن‌ها بعد از خشک شدن با پوشال تازه مفروش شوند.
موش سوری به مراتب بیش از سایر پستانداران به‌عنوان پستاندار آزمایشگاهی به‌کار می‌رود
نحوه جفت‌گیری رتها
تکثیر رتها در حیوانخانه به راحتی امکان پذیر است. برای این منظور رعایت موارد ذکر شده حائز اهمیت است. جفت‌گیری در مرحله بحران جنسی4 یا حرارت جنسی (دورهای که رت ماده می‌تواند نر را بپذیرد)، صورت می‌گیرد. تخمک‌گذاری معمولاً بین ساعت ۱۰ شب و یک بامداد یعنی تقریباً یک تا دو ساعت بعد از اوج استروس اتفاق میافتد. زمان استروس با میزان نور تنظیم می‌شود. بنابراین، می‌توان با معکوس کردن دوره نوری آن را در روز ایجاد کرد. مدت چرخه استروس به طور قابل ملاحظه‌ا‌ی بین نژادها و افراد مختلف فرق می‌کند و به طور متداول بین ۶-۴ روز است. بنابراین، احتمال جفت‌گیری یک ماده در یک شب حدوداً است. تظاهرات آمادگی که تقریباً ۱۵ دقیقه طول میکشد، معمولاً به سوارشدن نر روی رت ماده، جفت‌گیری و نطفه‌ریزی منجر می‌شود. به دنبال جفت‌گیری، درپوش مهبلی5 ایجاد می‌شود که مخاطی از ترشحات غدد منعقد کننده و کیسه‌های منی جنس نر است. مشاهده این درپوش در حیوان ماده علامت جفت‌گیری موفق است، ولی وجود درپوش مهبلی نشانه دقیق لقاح نیست. این درپوش جامد مسیر مهبل را می‌بندد؛ لذا، اسپرم‌ها به بیرون جاری نمی‌شوند و مدت بیشتری در داخل مهبل باقی می‌مانند و احتمال لقاح را افزایش می‌دهند.
جهت آمیزش، ابتدا قفسهای آمیزش و سینی زیر آن‌ها به دقت تمیز و کف سینی کشویی جهت مشاهده پلاک‌های واژنی با ورق‌های کاغذی سفید مفروش می‌شوند. رأس ساعت هفت غروب، در داخل هر قفس یک رت ماده باکره همراه با یک رت نر بالغ قرار داده می‌شوند، و روی هرکدام از قفس‌ها تاریخ، ساعت و کد مربوط به رت ماده ثبت می‌شد. در شب آمیزش، رتها از تغذیه و آب محروم می‌شوند. صبح روز بعد (ساعت هشت صبح) مشاهده پلاک‌های واژنی (که به رنگ صورتی یا زرد رنگ هستند) در زیر هر قفس نشان دهنده آمیزش موفقیت آمیز است و این روز به‌عنوان روز صفر حاملگی محسوب می‌شد. بلافاصله ماده‌های آمیزش نکرده به قفسهای قبلی عودت داده می‌شوند. ولی رت‌های ماده آمیزش یافته مربوط به هرگروه در قفسهای جداگانه با آب و غذای کافی قرار داده شدند.
موش سفید کوچک آزمایشگاهی (سوری)
کاربرد موش‌های کوچک آزمایشگاهی، در پژوهش‌های زیست شناختی از سده نوزدهم به تدریج پشرفت کرد. در ابتدا موش را به صورت تفننی پرورش می‌دادند سپس این کار به کاوش در ویژگی‌های نژادی (گونه‌ها و زیرگونه‌ها) و بررسی توارث در موش‌ها منجر شد.
موش سوری به مراتب بیش از سایر پستانداران به عنوان پستاندار آزمایشگاهی به کار می‌رود. این موقعیت منحصر به‌‌فرد موش، مدیون اندازه کوچک و باروری بالای آن است. موش به سهولت خودش را برای اهلی شدن و زندگی در قفس سازگار کرده است و این خصوصیت باعث شده است که موش سوری ارزان‌ترین و قابل دسترس‌ترین پستاندار آزمایشگاهی محسوب شود. از موش سوری در پژوهش‌های وراثتی، مطالعه سرطان، بیماری‌های عفونی و آزمایش‌های تشخیصی استفاده می‌شود.
موش کوچک همخون
این نژاد به رنگ سیاه بوده و از نوع همخون می‌باشد و روش تکثیر آن به شیوه خواهر × برادر است. این موش دارای زندگی طولانی بوده و در برابر تومورها بسیار مقاوم است. این جانور به عنوان سوش پایه برای تولید موش‌هایی که موتاسیون‌های خودبه‌خودی را به وجود می آورد، به‌کار می‌رود. هم چنین به‌طور گسترده‌ا‌ی در تحقیقات بیولوژی قلب و عروق، دیابت و چاقی، ژنتیک، ایمنی‌شناسی، نوروبیولوژی و... به کار می‌رود.
از ویژگی‌های این نژاد می‌توان به این موارد اشاره کرد: داشتن حساسیت بالا نسبت به رژیم‌های غذایی چاق کننده، دیابت تیپ ۲ و آترواسکلروزیس؛ میزان شیوع بالای میکروفتالمی؛ تراکم استخوانی پایین؛ هیدروسفالی ارثی و بد بسته شدن دهان؛ تحمل نسبت به الکل و مورفین؛ کاهش شنوایی.
خرگوش سفید نیوزیلندی (New Zealand White Rabbit)، خوکچه هندی GUINEA PIG) و نیود مایس (nude mice) از دیگر پستانداران پرکاربرد در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی علوم زیستی می‌باشند که در مجال دیگری به معرفی آن‌ها خواهیم پرداخت.
پی‌نوشت‌ها
1. polyestrous
2. mus
3. photoperiod
4. estrus
5. courtship
6. vaginal plug
منابع
1. سپیدار، علی اکبر؛ موش‌ها (جوندگان)؛ چاپ اول؛ تهران؛ سمیران؛ 1369.
2. مدرس‌زاده رحمانی، طاهره؛ جنین‌شناسی؛ تهران؛ دانشگاه تهران؛ 1348.
3. تاجبخش، حسن؛ پرورش حیوانات ازمایشگاهی؛ تهران؛ دانشگاه تهران؛ 1349.
4. پریور، کاظم؛ اطلس جنین شناسی؛ تهران، دانشگاه خوارزمی؛ 1372.
برای مطالعه بیشتر:
1. تکنیکهای کار با حیوانات ازمایشگاهی، علیرضا محجل نائبی، جواد محمودی، سیامک ریحانی راد؛ انتشارات الوین به سفارش مرکز تحقیقات کاربردی دارویی و دانشگاه علوم پزشکی تبریز.
2. کار با حیوانات آزمایشگاهی؛ محبوبه سترگی و محمود رفیعیان؛
3. آزمایشگاه حیوانات: اصول طراحی، تأسیسات و روشهای کار با حیوانات آزمایشگاهی؛ وحید صادقی، محمدعلی نصیریخلیلی، احمد نازکتبار؛ اندیشه ظهور؛ 1390
4. آشنایی و مهارت‌های کار با حیوانات آزمایشگاهی (موش کوچک آزمایشگاهی و موش صحرایی) ؛ اکرم علیزاده، مجید کاتبی، منصوره سلیمانی؛ نشر انسان؛ 1389
5. Handbook of Laboratory Animal Science, 2nd Edition, Jann Hau, Gerald L. Van Hoosier; crc press; 2002