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完全無菌鼠即將引領我國生技實驗

醫藥或健康食品在用於人之前,必先作實驗。遠古時代,神農氏用口嚐百草來認定藥效;現在,科學家則先以動物實驗、臨床實驗來確定。而實驗鼠是動物實驗的第一關。然而,實驗鼠也是有等級之分。如果我們只想用肉眼觀察老鼠體內生病或中毒反應的組織構造變化,則只需要用一般乾淨的實驗鼠作實驗就可以了。牠們被飼養在一般乾淨的環境裡。但是,有些病毒或細菌在動物體內是不會產生病變,其實其生理已產生只有精密儀器才可測量得到的變化,這當然會影響實驗結果。上述的實驗鼠體內存有這些病毒,是不能拿來作這些精密的基礎醫學研究或身體器官的功能研究的。這時候,就必須使用無特定病原菌(SPF,specific pathogen free) 實驗鼠。這種SPF實驗鼠被飼養於沒有特定病原菌的環境。牠們所有吃的、用的物品都是經過高溫高壓、γ射線或化學藥品消毒滅菌過;連飼養員都要先洗臉、刷牙、洗澡、換穿滅過菌的衣服才能進入隔離飼育區照顧牠們。在自然環境下,從高處落下之羽毛因受空氣浮力或風力的影響一定比銅幣晚落到地面。但如果我們想證明「羽毛和銅幣從同樣高度同時往下墜會同時落地」,我們就會設計一支裡面就只有羽毛和銅幣的長真空管。其目的就是排除空氣浮力、風力等對同時落地實驗的干擾。同樣的,SPF實驗鼠只保證沒有某些特定病原菌,但不保證沒有會影響實驗的其他病原菌。如果我們想仿照物理化學實驗一樣排除所有干擾因素來研究某特定細菌對實驗鼠的影響,或某二種(或以上) 細菌間的交互影響及對實驗鼠的影響,則就必須使用完全無菌(germfree)鼠或已知菌(在完全無菌鼠身上餵入某一或某些菌)鼠。再者,近來研究乳酸菌之類的益生菌對人體的好處,但畢竟老鼠的乳酸桿菌不同於人類的乳酸桿菌。如果我們想研究人類的乳酸桿菌在老鼠身上產生的生理反應,我們可以將人類的乳酸桿菌餵入完全無菌鼠。因為牠體內僅有人類的乳酸桿菌,所以我們可以在沒有其他菌的干擾下,了解人類的乳酸桿菌在老鼠身上產生的生理反應。身體沒有任何可偵測病毒、細菌、寄生蟲的超級乾淨老鼠是什模樣?它們是稀有動物,必須住在比SPF實驗鼠更乾淨的『完全無菌』的『六星級飯店』-- 完全無菌隔離操作箱。所有進出無菌隔離操作箱的飼料、水及老鼠用品也都必須經過嚴格的完全滅菌作業,不容許任何一次的失誤。由於培育無菌鼠的技術如此嚴密,所以歐美日等先進國家也僅有少數實驗室有此能力培育。而經過五年的努力,本中心終於成功建立本土化之無菌隔離操作箱及技術並培育出六種完全無菌鼠。這些嬌客是國家的寶貝,本中心僅有的三位技術人員也是國家的稀有人才。由於擁有完全無菌鼠及技術人員,著名之日本理化研究所(Riken BioResource Center)已表達與本中心合作研究的意願。目前國內外所生產之囓齒類實驗動物多以SPF等級動物為主。然而,有些特殊研究更需使用無菌或已知菌等級鼠,特別是基因改造、癌症、腸道微生物、消化道生理、免疫、藥物動物學及營養研究。為此,本中心引進並維持無菌級代養小鼠Tac: (SW)及大鼠Tac: (SD)各一種,其間應用剖腹產法建立三種完全無菌級小鼠BALB/cByJNarl、C57BL/6JNarl、C3H/HeNCarl;一種完全無菌級裸大鼠NTac:(NIH-Whn)。以上實驗鼠自92年8月起陸續維持完全無菌狀態至今。本中心於日前,整合國內多所大學及學術機構共同在國科會(103年3月改制為科技部)爭取到跨部會三年大型計畫(96-98年度),進行國內益生菌及人類病原動物模式的開發。該計畫名稱為「評估益生菌於完全無菌級實驗動物腸道免疫反應」,內容主要在建立完整的動物體外及體內的系統化之腸道免疫評估方法。腸道益生菌是有益人類健康或生長之菌,如優酪乳乳酸菌。該計畫準備將某一或某些人類益生菌餵入完全無菌鼠,並觀察單一益生菌對完全無菌鼠健康或生長的影響;或某二種(或以上) 益生菌在實驗鼠體內之交互影響後對實驗鼠健康或生長的影響。希望可藉此實驗研究成果協助我國產業界開發具明確免疫反應機制之益生菌產品,帶動產業之國際化。這是台灣第一次使用完全無菌鼠作實驗的研究計畫。這象徵著我國在生技領域實驗的精密度、精準度已邁入嶄新的里程碑。這不僅表示我國已經有能力飼育完全無菌鼠,而且可以用牠來做實驗。除益生菌之研究外,本中心期望能推廣完全無菌鼠在更多前瞻性生物醫學之研究,並供作我國基因體醫學、生技製藥、農業生物技術等國家型計畫之研發平台,進一步提升我國之生物科技之國際競爭力, 並對人類健康能有重大貢獻。

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