第三节 长爪沙鼠
一、生物学特性和解剖生理特点
长爪沙鼠（Meiiones Unguiculataus Milme-Edwauds）亦称长爪沙土鼠，蒙古沙鼠或黑爪蒙古沙土鼠（内蒙一带），黄耗子（河北坝上地区），砂耗子等。在动物分类学上属于哺乳钢，啮齿目、仓鼠科，沙鼠亚科，沙鼠属。分布在内蒙古自治区及其毗邻的省区，包括河北省北部、山西、陕西、甘当、宁夏、青海等地的草原地带。蒙古人民共和国和苏联布里亚特地区也有分布。
长爪沙鼠是一种小型草原动物，大小介于大白鼠和小白鼠之间，通常成熟期体重不超过100（30－113）克，体长112.5（97-132）毫米，尾长101.5(97－106)毫米，背毛棕灰色，腹毛灰白色，耳明显，耳壳前缘有灰白色长毛，内侧顶端有少而短的毛，其系部分裸露。尾上被以密毛，尾端毛较长，形成毛束。爪较长，趾端有弯锥形强爪，适于掘洞，后肢蹠的和掌被以细毛，眼大而圆。喜居沙质土壤中的洞穴中，行动敏捷，喜群居，有贮粮习惯，不冬眠，一年四季活动，繁殖以春秋为主，每年12月和1月基本不繁殖。成年雌鼠一年繁殖3～4胎，每胎平均5～6只，最多达11只，每只出身时体重2.5～3.0克，在人工饲养条件下，一年可繁殖5～8胎，一生的繁殖期为7～20个月，雌鼠一生最高可繁殖14胎，寿命2～3年。生后3～4个月性成熟，通常5～6个月配种，性周期4～6天，妊娠期24～26天，哺乳期21天，成年雌鼠体重60～75克，雄性70～80克。
沙鼠尾巴与大、小鼠几乎无毛的尾巴不同，长满披毛并常在尾尖部集中成毛簇。后肢长而发达，可作垂直与水平的快速运动。沙鼠中腹部有一个卵圆形、棕褐色的无毛区域称为腹标记腺或腹标记垫，雄性沙鼠的腹标记腺较雌性沙鼠大且出现得早。沙鼠在物体上磨擦腹标记腺时引起腺体分泌，作为嗅觉鉴别其活动地盘的方法。雄性沙鼠的标记行为和腺体的完整性受雄激素控制。一般在群养时，以其中最常分泌腺体的动物变为统治者。雌性沙鼠的嗅觉标记活动在妊娠和早期哺乳期增强。沙鼠另一个有趣的腺体是副泪腺，它位于眼球之后，眼角内侧。此腺体分泌一种吸引素，从鼻孔排出并与唾液混合。在动物清洁腹部时扩散出来，有证据说明，雄性沙鼠副泪腺分泌的吸引素对于动情期雌性沙鼠有促进交配的作用。与体重相比，沙鼠的肾上腺几乎为大白鼠肾上腺的三倍，其产生的皮质甾酮多。与大白鼠相比，切除肾上腺的沙鼠不能由于提供补充钠而得到维持。
沙鼠一个非常重要的解剖特征是脑底动脉环后交通枝缺损，如单侧颈动脉结扎常发生脑梗塞。是研究人类脑血管意外的理想模型。
沙鼠血清胆固醇水平显著受饲料中胆固醇含量的影响。尽管沙鼠能够耐受动脉粥样硬化，但高胆固醇饲料会引起肝脂沉积和胆结石。
沙鼠的正常体温38.1～38.4℃，呼吸频率90次/分，齿式Ⅰ1/1，C0/0，DM3/3，饲料消耗5～8 g/天/100g 100体重，饮水消耗7～9ml/天/100g体重，二倍染色体数44，血量7.76ml/100g体重，红细胞8.9×106/mm[SB]3[/SB]，血红蛋白15.2g/100ml，血细胞比容47.4%，白细胞12.4×103/mm[SB]3[/SB]，嗜中性白细胞19.3×102/mm[SB]3[/SB],嗜酸性白细胞14.1×10/mm[SB]3[/SB]，嗜碱性白细胞8.6×10/mm[SB]3[/SB]，淋巴细胞99.9×102/mm[SB]2[/SB]，单核细胞2.8×10/mm[SB]3[/SB]。
二、生物医学研究中的应用
目前用于研究的沙鼠均来自同一沙鼠群，它是1935年在我国东北的日本人从我国东北和蒙古东部捕捉后驯养的。1935年由大连卫生所的春日送给日本北里研究所的长野开始驯化，1952年日本实验动物中央研究所野村得到了这种动物后，又进一步实验动物化，建立了一个亚群，1954年美国Schwentker博士从这一亚群中将沙群鼠引进美国各地广泛应用。后来再引种到英、法等国。
长爪沙鼠在医学领域作为实验动物已有20～30年的历史。其使用量虽较大鼠、小鼠、豚鼠和仓鼠少得多，但其某些独特的解剖学、生理学和行为学特征对于某些特殊研究具有重要价值，是大、小鼠无法比似的。而且其应用范围也越来越扩大，事实证明长年爪沙鼠是一种“多能”性的实验动物，是具有非常重要开发价值的动物。主要在下面一些研究中得到应用：
（一）脑神经病研究
长爪沙鼠的脑血管不同于其它动物，有独特的解剖特征，脑底动脉环后交通枝缺损，没有连系颈内动脉系统和椎底动脉系统的后交通动脉，不能构成完整的Willis动脉环，利用此特征，结扎沙鼠的单、双侧颈动脉，很容易造成脑梗塞病变。1985年徐特等利用它建立了脑缺血模型。结扎20只沙鼠单、双侧颈总动脉，30～40%单侧颈总动脉结扎的动物术后出现偏瘫体征，结扎对侧肢体活动少，肌张力弱，90％双侧结扎颈总动脉动物，手术后出现直立跳起，呼吸急促。单侧结扎后1小时多有缺血性病理学改变，以结扎侧颞叶皮层及基底带最明显，主要有水肿、坏死、神经元缺失，双侧结扎2小时内死亡的无明显病变，8小时内死亡的可见缺血性病变，出现双侧半球的缺血状态。所复制的模型，操作简便，实验效果可靠，重复性强，可用于脑缺血的实验研究及药物治疗研究。Leyine等结扎沙鼠的一侧颈总动脉，数小时后，发现20～65%的沙鼠出现脑梗塞，在3日内死亡。1982年大阪大学用[SB]85[/SB]Sr或[SB]141[/SB]Ce标记的直径15微米炭化微球体，通过心脏穿刺研究了沙鼠主要器官的局部血流量和局部的脑血流量的血液动力学。这对于使用沙鼠研究脑梗塞所呈现的中风、术后脑贫血以及脑血流量等都是比较理想的。
沙鼠具有类似人类自发性癫痫发作的特点。月龄不同，发作频率也不同。尤其是生后2月龄左右的沙鼠，对非特异性因子具有感受性。有的可因癫痫发作致死。加利福尼亚大学洛杉矾分校Loskota在沙鼠具有癫痫发作特点的基础上，育成新的品系，培育出发作感受型WJL/UC和发作抵抗型STR/UC两个品系。
（二）寄生虫病研究
长爪沙鼠对多种丝虫、原虫、线虫、绦虫和吸虫非常敏感，因此，它是研究这类寄生虫病的良好对象。特别是近年来国内外都认为长爪沙鼠是研究丝虫病理想模型动物。
国内70年代国医学科学院上海寄生虫研究所和遵义医学院，先后用长爪沙鼠对丝虫病和马来丝虫进行研究，其后福建省卫生防疫站也进行了同样的研究，证明长爪沙鼠是研究马来丝虫的模型动物。贵州省寄生虫病研究所在1984年建立了周期型马来丝虫一沙鼠模型。一些学者将周期型班氏丝虫的幼虫接种于沙鼠皮下、腹腔或睾丸，证实能在沙鼠体内进一步发育，并观察了感染后所致淋巴素病变。采用周期型马来丝虫一沙鼠动物模型腹腔灌洗法收集微丝蚴，开展了间接荧光抗体试验，成功地用于防治的监测工作。1983年Hannan等用沙鼠研究类细旋线虫（Nematospiroides Dubius），发现18-22日龄沙鼠易感染最高，30日龄后逐渐下降，12日龄沙鼠感染54～56日之后，粪便虫卵仍然保持阳性。1982年Metter等将沙鼠用于包虫的研究，发现由于包蚴感染引进全身性淀粉样蛋白质变性。在吸虫类（Brachylaema Microti）的研究上，1982也有使用沙鼠的报导，给沙鼠接种50天之后，肝糖元明显降低，而脾脏明显增重。沙鼠感染兰氏贾弟鞭毛虫，15天之后，在肠内可发现大量滋养体，多达6.36×106个。无论口服或十二指肠接种，所释放的滋养体数目和类型都很相似。
（三）微生物学研究
长爪沙鼠对多种病毒、细菌敏感，如流行性出血热病毒、西方型马脑炎病毒、狂犬病毒、脊髓灰白质炎病毒等；肺炎双球菌、布氏杆菌、结核分叶杆菌、炭疽杆菌、支气管败血鲍特氏杆、鼠麻风杆菌、单核细胞增多性李氏杆菌、鼠伤寒沙门氏菌等。经浙江省防疫站实验证实，沙鼠对来自黑线姬鼠、褐家鼠或病人的流行性出血热病毒（EHFV）均敏感。与大鼠相比，具有对EHFV敏感性高，适应毒株范围广，病毒在体内繁殖快，分离病毒和传代时间短等优点。故沙鼠成了研究流行性出血热病毒的理想的实验动物。沙鼠不仅对肺炎双球菌、流感嗜血杆菌以及其它需氧菌和厌氧菌本身敏感，对其培养物也极为敏感。
（四）内分泌研究
在内分泌学方面，沙鼠有固有的特征。繁殖的沙鼠肾上腺皮质固醇（主要是糖皮质固醇）分泌亢进，同时伴有高血糖和动脉硬化症等。这种现象在未交配过的雌雄沙鼠均未见到。然而，据1983年Fenske报导，如果使沙鼠处于异常环境，如过冷或放在浓乙醚蒸气的环境中，肾上腺释放糖皮质激素和黄体酮比对照组明显增多，但醛固酮分泌并不受影响。长爪沙鼠睾丸的分泌也有特点，据1982年报导，在促黄体激素（LH）作用下，睾丸间质细胞不仅释放雄激素，也释放黄体酮（孕激素）。通过体外睾丸间质细胞培养，还发现在LH利激下，雄激素和孕激素的释放有明显的正相关。另外，体外雄激素生物合成与小鼠和大鼠相比，沙鼠的睾丸间质细胞对LH更敏感。这可能是由于沙鼠的大部分LH受体未被占用，即使是微量LH，也能完全活化激素生成的缘故。
（五）代谢研究
长爪沙鼠的代谢，尤其是胆固醇代谢也比较奇特。一般情况下，沙鼠肝内的类脂质比大鼠高三倍，成为研究血脂过高症的合适动物。沙鼠血清胆固醇大部分为胆固醇酯，而且脂蛋白为低密度脂蛋白，很少出现高血脂症的动脉粥样变性或动脉瘤性硬化症。其血清胆固醇含量极易受饲料中胆固醇的影响。饲料中增加胆固醇时，肝和血浆中三酸甘油酯也增加，若饲料中增加庶糖成分，肝和血浆的三酸甘油酯则降低。可见，沙鼠用于研究影响胆固醇吸收和食饵性胆固醇代谢的因素也很有价值的。对肌醇的组织含量和代谢也进行了研究，发现雄雌沙鼠对肌醇缺乏并不敏感，因为它能在睾丸合成肌醇，用阉割的和不阉割和雄鼠进行对照，证实了这一点。糖代谢方面也有独到之处。用市售的固型饲料喂养沙鼠，约有10%的沙鼠出现肥胖现象。这种肥胖鼠的耐糖力很低，血中胰岛素的含量很高，而且胰脏还发生病理变化。6个月以后还可引起齿周炎，在饲料中增加糖的含量，则发生龋齿。1983年EI-Aguizy等发现长期用50%半乳糖喂养，可使沙鼠死亡。喂养24小时之后，出现白内障。无论是白内障的进展速度，还是晶体中醛糖还原酶的活性，都比大鼠高两倍，这和晶体中多元醇蓄积过多引起白内障的概念是一致的。从糖代谢的特点来看，沙鼠又是研究糖尿病、肥胖病、齿周炎、龋齿及白内障的难得的实验动物。
（六）药理学研究
沙鼠也适合某些药理学的研究。可用于抗精神失常药物对中枢神经介质影响的研究。因为多巴胺拮抗氟哌啶醇和可乐宁可增加沙鼠的超声信号（与一般活动有关）作用，多巴胺的拟似药阿扑吗啡可减少其超声信号的作用，而儿茶酚胺则有调节声信号的作用。可乐宁可引起沙鼠行为的改变。这种行为改变可被抗抑郁药所对抗，但安定药和其它抗精神病药物则不能对抗这种作用。因此，沙鼠很适合用于抗抑郁药的筛选。目前也用作筛选抗丝虫药物的模型。
（七）肿瘤和其它疾病研究
沙鼠有自然发生肿瘤的倾向。大约24个月以上的老年沙鼠，有10～20%产生自发性肿瘤。一般发生在肾上腺皮质、卵巢和皮肤等部位。此外，Henry等在1983年报导，沙鼠是唯一产生自发性耳胆脂瘤的非人动物。用电耳蜗记录技术，可有效而无损伤地记录耳胆脂瘤的发生。
长期给予沙鼠醋酸铅，其会发生慢性肾病和小红细胞性贫血，类似于人类慢性铅中毒的变化。给予沙鼠和大鼠相同的口服剂量，沙鼠肾中的铅含量较大鼠高四至六倍。长期或短期投给铅，肾脏可产生各种各样的病理变化。故沙鼠又成了近代研究急慢性铅中毒模型。由于沙鼠肾脏功能很特殊。它长期栖息在干燥地区，可以把饮水量控制在每100克体重2ml左右，而对体重毫无影响。它能把食物中的水分和代谢产生的水有效利用，并且尽可能减少水的排出。但在实验室饲养时，若增加饮水量，尿量也随之增加。沙鼠这些 特殊的肾功能特点是研究肾功能性病变的良好动物。
又据Chang等研究，沙鼠对X线或γ射线的耐受量为其它动物的2倍，但对链霉素却异常敏感，50mg就可以使成熟的沙鼠致死。
现在长爪沙鼠在国外已建立封闭群，国内也已实验室大量驯养、繁殖成功。据1984年记载，国际迄今仅建立了一个近交系，正在近交化的也只有3个。沙鼠的近交系虽然不多，但突变种还不少。据报导，突变种有无毛的、肢端发红的、白化的、红眼睛的、被毛白斑的。无毛的与裸鼠一样，也具有胸腺机能不全的特征。大量实验证明长爪沙鼠是研究神经学、寄生虫学、病毒学、细菌学、内分泌学、遗传学、血液学、脂类和糖代谢、肿瘤学、药理学、放射生物学、生殖和毒理学的良好模型动物。沙鼠的许多特性，目前有的还没有完全认识。但其在微生物学和解剖生理等方面特殊性及其易于饲养管理、传染病的发生率低等特点将对生物医学的发展产生推动作用，并将在今后的应用中挖掘出更大的潜在优势。