「モデル動物」の版間の差分

担当編集委員：[http://researchmap.jp/okanolab 岡野 栄之]（慶應義塾大学 医学部）<br>   

　実験[[動物]]とは、学術的研究や病気の診断、治療法の開発等の科学上の目的のために、維持、繁殖、供給される動物のことであり、動物実験に利用される。動物実験では、いくつかの群を比較しその違いが優位であることを統計的に示す必要があり、1つの郡には複数の動物を使用する。再現性の高い動物実験結果を得るためには、実験動物は遺伝的背景や飼育環境がコントロールされている必要がある。これらのコントロールが正確行われているかどうかを確認するためには、一部の動物を用いて定期的に遺伝的モニタリングや微生物モニタリングを行う必要がある。飼育環境を均一にするためには特に、環境因子（温度、湿度、換気など）、栄養因子（飼料、飲料水など）、生物因子（感染性微生物など）に注意が必要である。

　分類学上は線形動物門に属する（[[Caenorhabditis elegans]]）。成虫の体長は約1mmで雌雄同体である。全ての神経細胞が同定されており、電子顕微鏡での解析により神経細胞同士の接続関係が解明されている。多細胞生物として初めて全ゲノム配列が解読された種であり、遺伝子発現調節領域に連結させたマーカー遺伝子を発現させることにより発生研究などを行うのに適したモデル動物である。

　線形動物門に属するハエ目（双翅目）ショウジョウバエ科（Drosophilidae）に属するハエの一種であるキイロショウジョウバエ（Drosophila melanogaster）が研究によく用いられている。ショウジョウバエは飼育が容易で、体長2〜3 mmで世代間隔は10日と短い生活環であり、寿命は約2か月である。多細胞生物としては[[線虫]]に次いで二番目に全ゲノム配列が解読された。ショウジョウバエは、夜（暗期）には[[哺乳類]]の[[睡眠]]に類似した行動を示すサーカディアンリズム（概日周期）を刻み、この周期が変化する変異体が得られている。また記憶・学習に関係する遺伝子が同定され記憶や学習に関与する[[脳神経]]回路の解析に用いられている。

　分類学上は軟体動物門ヤリイカ科に属するイカの一種（Heterololigo bleekeri）である。イカ類は飼育が非常に難しいとされていたが、1975年に人工飼育が成功し実験動物としての利用が容易となった。非常に太い神経繊維と、巨大な[[シナプス]]を持っているため、神経生理学分野でのモデル生物として用いられる。

　分類学上はピパ科クセノプス属の[[カエル]]の一種（[[Xenopus]] laevis）である。成体も水中で生活し、他のカエルと異なり生き餌を必要せず人工飼料で飼育が容易である。卵は他の[[脊椎動物]]卵と比較してサイズが大きく、胚操作が容易であることから、特に発生学の分野において有用なモデル動物である。

　分類学上では、コイ目コイ科ラスボラ亜科（Danio rerio）に属し、体長5cm ほどの小型の魚である。生活環は約3か月で寿命は約5年である。雑食であるため飼育が容易であること、多産であり1組の雌雄から数百個の卵を得ることができること、得られた卵が透明であり発生が早いこと（受精後24時間で器官形成がほぼ終了し、数日で孵化する）、などの特徴をもつ。2013年に全ゲノム解読が完了し、胚の観察や遺伝子改変が比較的容易であることから、様々な遺伝子改変[[ゼブラフィッシュ]]が作製され研究に利用されている。

　キンカチョウはスズメ目カエデチョウ科に分類される鳥の一種（Taeniopygia guttata）で、体長は10～11cmで寿命は約5年である。性成熟は3ヶ月、1回の産卵数は5～6個、排卵日数は約16日、巣立ちには約21日かかる。キンカチョウは歌を歌う鳥として、[[発声学習]]の研究に適したモデル動物として用いられている。

　分類学上では、[[ハツカネズミ属]]のハツカネズミ（Mus musculus）が該当する。成熟[[マウス]]の体重は約20〜30gで寿命は約2年である。性周期は約4日で1年中繁殖が可能である。妊娠期間は約19日、1回の産子数は10〜14匹、哺乳期間は約4週間である。6〜8週間で性成熟し繁殖が可能となる。主に以下の理由より、実験動物として一番多く使用されている。　

*[[トランスジェニックマウス]]やノックアウトマウスなどの遺伝子改変技術が確立していること

　突然変異による特定の遺伝子や[[染色体]]の異常に伴い、様々な異常を示すマウス。偶発的に生じた突然変異個体の中で、異常形質を持つ個体を系統化することで、多くの疾患モデルマウス系統が樹立されている。

　人為的に外来遺伝子を導入し発現させたマウス。トランスジェニックマウスが初めて報告されたのは、1980年のGordonらによる現在も主流となっているマイクロインジェクション法によるトランスジェニックマウスの作製である<ref name=ref1><pubmed>6261253</pubmed></ref>。また、1982年にはメタロチオネインプロモータを用いた[[ラット]]GH遺伝子の導入による巨大マウスの作製がPalmiter、BrinsterらによりNatureに投稿された<ref name=ref2><pubmed>6958982</pubmed></ref>。本論文は人為的に導入された外来遺伝子が生体内で機能することを初めて具体的に示した例であり、これ以降多くのトランスジェニックマウスが作製されている。

　基礎的な研究においては、線虫などの発生上下位の生物が用いられている。線虫は全ての神経細胞が同定されており、神経発生や個々の神経細胞の機能、神経回路を研究するために有用なモデル動物である。ヤリイカは非常に太い神経繊維と巨大なシナプスを持っており神経生理学の分野では非常に有用なモデル動物である。[[アフリカツメガエル]]は母体外で発生するため、その発生過程を実体顕微鏡下で直接観察することができる利点を持ち、特に[[神経管]]形成の仕組みを解明するためのモデル動物として古くから用いられている。