В Институте цитологии и генетики СО РАН (ИЦиГ СО РАН) в Новосибирске работает один из крупнейших в регионе конвенциональных вивариев. Здесь содержатся тысячи лабораторных животных, в основном мыши и крысы, которые участвуют в экспериментах, помогающих исследовать генетику, поведение, физиологию и различные заболевания человека. Подробнее о его работе рассказываем в очередном материале нашего цикла, посвященного 10-летию преобразования института в Федеральный исследовательский центр.
Для начала разберемся, что означает «конвенциональный» в его названии. Конвенциональный виварий отличается от вивариев класса SPF (specific pathogen free – свободные от специфических патогенов) по уровню санитарного контроля. Если в SPF-вивариях строго следят за отсутствием более 40 видов патогенов, то в конвенциональных – только за 10 основными.
«Это не означает, что животные в нашем виварии менее здоровы, просто здесь допустимо наличие микроорганизмов, которые в обычных условиях не вызывают заболеваний. Такой формат упрощает содержание и делает животных доступнее по стоимости для научных групп», – объяснил руководитель Центра коллективного пользования «Виварий конвенциональных животных» ИЦиГ СО РАН, к.вет.н. Василий Напримеров.
В виварии живут самые разные грызуны, но преобладают мыши и крысы. Почему именно они? Грызуны – универсальные модельные организмы. У них короткий жизненный цикл, высокая плодовитость и геном, хорошо изученный и сходный с человеческим. Кроме того, мыши и крысы недороги в содержании и легко адаптируются к условиям лаборатории. Они позволяют быстро получать статистически значимые результаты, а разнообразие генетических линий делает возможным изучение конкретных механизмов болезней.
По состоянию на конец июня 2025 года в виварии содержалось более 5800 животных – мышей, крыс и хомячков. Все эти животные представлены в нескольких форматах. Первый – популярные во всем мире универсальные генетические линии (такие как Wistar у крыс или C57BL/6 и BALB/c у мышей), которые используются в самых разных экспериментах.
Вторую группу составляют т.н. коллекционные линии, то есть те, что прямо сейчас могут не использоваться в текущих исследовательских проектах, но с высокой долей вероятности пригодятся в дальнейшей работе. В виварии ИЦиГ можно встретить довольно экзотических представителей мира грызунов: полёвок, сирийских хомяков, хомячков Кэмпбелла и джунгариков, а также иглистых мышей (Acomys cahirinus).
Все эти животные обладают интересными для науки свойствами. Например, иглистые мыши, обитающие в Северной Африке и на Ближнем Востоке, поражают учёных своей способностью к регенерации. Эти грызуны могут восстанавливать повреждённую кожу, хрящи, мышцы, а также части внутренних органов — без рубцов и воспаления. Даже после серьёзных травм, таких как разрыв уха или ожог, ткани у иглистых мышей заживают, как у земноводных. Такая уникальная регенерация делает их перспективной моделью для исследований в области регенеративной медицины.
И наконец, третий, еще более необычный тип лабораторных животных – это специально созданные генетические линии, выступающие моделями самых разных заболеваний. Характерным примером такой работы является линия крыс OXYS, созданная в ИЦиГ СО РАН. Ее вывели еще в 70-х гг. прошлого века для изучения катаракты при помощи специальной диеты, насыщенной галактозой.
По всей видимости, нагрузка галактозой сыграла роль мутагена, и у этих крыс, помимо катаракты, спонтанно развивался целый комплекс старческих заболеваний: остеопороз, артериальная гипертензия и ускоренное старение мозга с развитием ключевых признаков болезни Альцгеймера. Таким образом, линия крыс OXYS оказалась максимально близкой к модели спорадического развития болезни Альцгеймера, распространение которой год от года растет: если в 2015 году количество страдающих ею людей оценивали в 48, млн человек, то к середине века, по прогнозам, их число достигнет 153 миллионов. При этом только у пяти процентов заболевание имеет наследственную природу, у остальных 95 % - это так называемая спорадическая, спонтанная форма. Многолетняя работа сотрудников ИЦиГ по изучению крыс принесла немало важных результатов на пути к созданию действенных лекарств от этой болезни, хотя эта работа еще продолжается и далека от завершения.
Помимо «оксисов», есть в виварии животные с генетической предрасположенностью к диабету II типа, гипертонии, каталепсии, а также - к агрессии и ручному поведению. Две последние линии были получены в рамках масштабного эксперимента по искусственной доместикации, начатого академиком Дмитрием Константиновичем Беляевым еще в середине прошлого века. О «беляевских лисах» слышали многие, им посвящено несколько фильмов и книг, но менее известно, что этот эксперимент затем был повторен на американских норках и норвежских (серых) крысах.
Работу с крысами начали в 1970 году под руководством профессора, д.б.н. Павла Бородина (в ту пору — стажера-исследователя под руководством Беляева). Всего в опыте участвовали 233 серые крысы, выловленные биологами в разных местах Новосибирской области, а также выведенные от пойманных крыс уже в виварии. Они стали родоначальниками ручной и агрессивной популяций.
«Крыс делили на две группы, в зависимости от их отношения к человеку с помощью теста “на перчатку”, разработанного еще Беляевым. Он проводится так: экспериментатор протягивает в клетку, где сидит крыса, руку в защитной перчатке. Реакция животного может быть положительной — зверек проявляет исследовательский интерес и подходит к руке, или отрицательной — крыса, обороняясь, нападает на перчатку. Оценка в тесте варьируется от -4, когда животное не дает продвинуть руку в клетку, до 4, когда оно сразу с любопытством подбегает к перчатке», – рассказала м.н.с. лаборатории эволюционной генетики ИЦиГ СО РАН Римма Кожемякина.
С помощью поведенческих тестов биологи изучали реакции крыс — исследовательскую активность, проявление тревоги и страха. Выяснилось, что ручные особи гораздо чаще ведут себя как исследователи: осматривают новую территорию, больше времени находятся на открытых пространствах, встают на задние лапы, передвигают незнакомые предметы. Агрессивные крысы оказались более тревожны. В стрессовых ситуациях они замирают, ищут убежище, занимаются грумингом (приводят в порядок свою шерсть), мечутся из угла в угол, склонны к частой дефекации, сильнее вздрагивают в ответ на резкие звуки. Кроме того, агрессивные крысы подвержены неофобии – боязни новых предметов, а ручные нет.
Сейчас в лаборатории исследуют нейрогенез, то есть образование клеток центральной нервной системы – нейронов. Раньше считалось, что процесс нейрогенеза происходит, пока эмбрион находится в материнской утробе. Однако в конце прошлого — начале нашего века появились работы, свидетельствующие о том, что новые нервные клетки могут появляться в течение всей жизни организма. И теперь ученые выясняют, как связаны между собой наследственные формы поведения, процесс нейрогенеза и ряд биохимических параметров. Они надеются, что эта работа откроет новые возможности для коррекции отклонений в поведении и у людей.
Работа над созданием новых генетических линий продолжается – в настоящее время в стенах конвенционального вивария ИЦиГ СО РАН полным ходом идет создание линии крыс с врожденными нарушениями сердечного ритма, которые смогут выступать моделью для исследований, связанных с природой аритмии и способов ее излечения.
Содержание животных – это ежедневная и ответственная работа. За всеми подопечными нужен постоянный уход: их кормят, обеспечивают водой, следят за температурой и освещением, отслеживают рождение и уход животных. Световой режим в помещениях специально отрегулирован: день и ночь сменяются каждые 12 часов, чтобы у животных сохранялась стабильная физиология и не нарушались репродуктивные циклы.
Недавно в виварии было расширено помещение для содержания крыс: добавлен новый модуль с операционной, экспериментальной комнатой и улучшенной системой размещения животных. Это позволило повысить удобство работы, обеспечить безопасность и улучшить условия содержания.
Растущая оснащённость – например, закупка нового кардиографа – открывает возможности для проведения новых видов исследований и расширения сотрудничества с другими научными коллективами. А их достаточно много: помимо лабораторий самого ИЦиГ и его филиала – НИИ клинической и экспериментальной лимфологии, услугами вивария пользуются сотрудники Центра медицинских имплантируемых изделий (Бердск), НИИ гигиены, Алтайского медицинского университета, Центра нейрохирургии имени Мешалкина и др. Животных используют как для экспериментальной работы, так и для обучения: например, будущие хирурги отрабатывают шовные и микрососудистые навыки на крысах. Памятник лабораторной мыши, установленный на территории ИЦиГ, свидетельствует о значительном вкладе питомцев вивариев в решение проблем здоровья человека.
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии