CC BY
7
https://doi.org/10.33647/2074-5982-18-3-62-66
(«О
BY 4.0
МАЛАЯ ДЛИННОХВОСТАЯ ШИНШИЛЛА — ПЕРСПЕКТИВНАЯ МОДЕЛЬ В БИОМЕДИЦИНЕ
Д.В. Петров1*, А.А. Иванов2, Е.В. Панина2, Н.В. Петрова1, Н.А. Ларюшина1
1ФГБУН «Научный центр биомедицинских технологий ФМБА России» 143442, Российская Федерация, Московская обл., Красногорский р-н, п. Светлые горы, 1
2ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет — МСХА имени К.А. Тимирязева» 127434, Российская Федерация, Москва, ул. Тимирязевская, 49
В статье представлен краткий обзор о перспективах использования малой длиннохвостой шиншиллы в качестве модели для биомедицинских исследований.
Ключевые слова: лабораторные животные, биомодель, Chinchilla lanigera
Конфликт интересов: авторы заявили об отсутствии конфликта интересов.
Источник финансирования: грант ФГБНУ НЦ ПЗСРЧ «Молодёжный проект года».
Для цитирования: Петров Д.В., Иванов А.А., Панина Е.В., Петрова Н.В., Ларюшина Н.А. Малая
длиннохвостая шиншилла — перспективная модель в биомедицине. Биомедицина. 2022;18(3):62-66.
https://doi.org/10.33647/2074-5982-18-3-62-66
Поступила 15.03.2022
Принята после доработки 11.04.2022
Опубликована 10.09.2022
CHINCHILLA LANIGERA — A PROMISING MODEL IN BIOMEDICINE
Dmitry V. Petrov1*, Alexey A. Ivanov2, Elena V. Panina2, Natalia V. Petrova1, Nadezhda A. Laryushina1
1 Scientific Center of Biomedical Technologies of the Federal Medical and Biological Agency of Russia 143442, Russian Federation, Moscow Region, Krasnogorsk District, Svetlye Gory Village, 1
2Russian Timiryazev State Agrarian University 127434, Russian Federation, Moscow, Timiryazevskaya Str., 49
The article presents a brief overview of the prospects for using the long-tailed chinchilla as a model in biomedical research.
Keywords: laboratory animals, biomodel, Chinchilla lanigera Conflict of interest: the authors declare no conflict of interest.
For citation: Petrov D.V., Ivanov A.A., Panina E.V., Petrova N.V., Laryushina N.A. Chinchilla Lanigera — a Promising Model in Biomedicine. Journal Biomed. 2022;18(3):62-66. https://doi.org/10.33647/2074-5982-18-3-62-66
Submitted 15.03.2022 Revised 11.04.2022 Published 10.09.2022
Для изучения организма человека с теоретических позиций, его строения и функций в норме и патологии, методов диагностики, коррекции и лечения в медицине возник раздел, именуемый биомедициной, включающий накопленные сведения и исследования в трансляционной и общей медицине, ветеринарии, биологии, генетике, физиологии и патологии. Помимо анатомических, гистологических, эмбриологических и микробиологических методов, биомедицина использует достижения молекулярной и клеточной биологии, а также биомедицинской инженерии, в т. ч. создание биологических моделей — животных, биология которых близка к человеческой. В качестве таких биомоделей используются свиньи, кролики, крысы и мыши. Относительно недавно в их число вошла малая длиннохвостая шиншилла (Chinchilla lanígera) — грызун, обитающий в горах Южной Америки. Шиншиллы были впервые одомашнены в начале 1920-х гг. американским инженером Матиасом Ф. Чепменом. В настоящее время существуют тысячи шиншилловых ферм, некоторые из которых разводят шиншилл для биомедицинских исследований, а другие — для утилитарных целей.
Существует ряд анатомических, физиологических и поведенческих преимуществ, которые оправдывают использование шиншилл для акустических, этологических, репродуктивных исследований и делают их чрезвычайно ценной моделью животных для науки. Кроме того, долгая продолжительность жизни шиншиллы (примерно до 10 лет в дикой природе и до 15-20 лет в лабораторных условиях) делают её пригодной для краткосрочных или долгосрочных исследований.
Устойчивость к хроническим операциям обеспечивают дополнительные значительные преимущества, которые позволяют проводить широкий спектр физиологических измерений у обездвиженных бодрствующих животных [5], а также длительные
(больше 24-36 ч) нейрофизиологические эксперименты [2].
Многие морфологические характеристики шиншиллы делают её ценной моделью животного для науки о слухе. Способность обучаться поведению с помощью акустических стимулов, имеющих отношение к человеческому слуху, послушный характер, позволяющий проводить различные физиологические измерения в состоянии бодрствования, физиологическая устойчивость, способствующая сбору данных со всех уровней слуховой системы, а также возможность моделировать различные типы кондуктивной и нейросенсорной тугоухости, имитирующие патологии, наблюдаемые у человека [7].
Важным преимуществом шиншилл перед многими другими моделями грызунов является то, что их слуховая чувствительность и диапазон частот сходны с человеческими, а их средний диапазон слуха составляет от 50 Гц до 33 кГц. Анатомическое сходство с человеком включает такое же количество поворотов улитки (у людей — две и три четверти; у шиншилл — три), аналогичные различия в длине улитки (диапазон среднего: люди — 33%, шиншиллы — 26%) и широкая барабанная перепонка. Учитывая эти характеристики, шиншиллы неоднократно использовались для изучения анатомических, физиологических и поведенческих эффектов непрерывного и импульсного воздействия шума, вызывающего временные или постоянные сдвиги порога. История шиншиллы как модели акустической травмы на животных также привела к ряду исследований, посвящённых фармакологическому воздействию и профилактике с использованием антиоксидантов и другие биологически активных соединений и препаратов, направленных на предотвращение или ограничение последствий шумовой травмы. Американские и китайские учёные считают шиншилл золотым стандартом животных-моделей для изучения различ-
ных заболеваний среднего и внутреннего уха, включая отит, фиксацию стремени и холестеатому.
Относительно продолжительный срок беременности (105-115 дней) по сравнению с другими грызунами (мышь — 19-20 дней, крыса — 21-23 дня, морская свинка — 59-72 дня), небольшое количество потомства (1-4 детёныша) и сходная по строению плацента гемохориального типа делает малую длиннохвостую шиншиллу подходящей биомоделью для акушерских исследований, потенциально полезной для неин-вазивных измерений в плаценте, а также исследования плаценты и плода в длительных исследованиях.
Исследования с использованием шиншилл для изучения биологии и патобио-логии как бактериальных патогенов, так и вирусных патогенов, также увеличиваются. Кроме того, шиншилла используется для исследований в области физиологии почек, анатомии сердца и доклинической оценки новых и улучшенных вакцин для человека, что делает её идеальной моделью для изучения множества заболеваний человека и их профилактики. Из-за её ценности в качестве модельного организма в 2012 г. было завершено полногеномное секвенирование генома, за которым последовало секвенирование митохондриальной хромосомы. Доступность этих и других появляющихся наборов данных о геноме и экспрессии предоставляет исследователям необходимые ресурсы для расширения использования шиншилл в качестве модельного организма для изучения болезней. Генетическое разнообразие шиншилл, в отличие от некоторых линий мышей, способно лучше отражать разнообразие биологической реакции, с которой можно было бы столкнуться в клинических испытаниях на людях.
Известно, что в трихологии сформировался свой специфический подход к диагностике и классификации болезней волос
незаразной этиологии. Часть описанных заболеваний напрямую связана с морфо-функциональными особенностями волосяного покрова зверей, их биологией, а также условиями содержания. Так, наиболее загадочным заболеванием является «стрижка», характеризующаяся скусыванием волосяного покрова животного. В 2014 г. Ревякин И.М., исследуя «стрижку» на примере норки, выявил аналогию таких заболеваний волос у человека, как трихоти-ломания, гнездовая алопеция и ломкость волос, одной из причин которых назвал повышенную тревожность [1]. Поскольку в звероводстве болезнь отмечена у многих пушных животных, то шиншилла может послужить подходящей моделью для более детального исследования в этом направлении с применением методов, позволяющих изучить причину, патогенез и, в итоге, разработать методы её лечения и профилактики как у животных, так и у человека.
В 2019-2021 гг. нами были проведены исследования по изучению влияния молекулярного водорода на физиологические показатели малой длиннохвостой шиншиллы, в т. ч. поведение, состояние волосяного покрова, общеклинические и биохимические показатели крови [3-5]. Результаты исследования показали, что введение водородного антиоксиданта в рацион малой длиннохвостой шиншиллы позволяет купировать стереотипное поведение и в значительной степени снизить выкусывание меха в процессе онтогенеза, сохраняет на высоком уровне адаптационные возможности организма.
Однако при содержании и разведении шиншилл существуют определённые трудности. Из-за густого меха они более подвержены риску перегрева, чем остальные лабораторные животные. Температура выше 25 °С вызывает тепловой удар и является для них смертельной. Поэтому шиншилл необходимо содержать при низких температурах от 16-19 °С и влажности не более 30-40%. Также шиншиллам необходимо
включать в рацион корма, богатые клетчаткой и белком, чтобы поддерживать здоровье пищеварительной системы. Шиншилл необходимо еженедельно купать в вулканическом песке, чтобы поглотить жир и влагу, скопившуюся в их мехе.
Также важно отметить, что 112-дневный период беременности шиншиллы значительно длиннее, чем у других лабораторных животных. Отъём щенков от самок за-
нимает около шести недель по сравнению с крысами и мышами, которым требуется всего три недели.
Таким образом, широкий потенциал возможностей использования животных в научных экспериментах, и, несмотря на некоторые сложности в разведении малой длиннохвостой шиншиллы, она является перспективным направлением в биомедицине России.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ | REFERENCES
1. Ревякин И.М. «Стрижка» волосяного покрова у норок в контексте медицинской трихологии. УО ВГАВМ. 2014;50(1):131-134. [Revyakin I.M. «Strizhka» volosyanogo pokrova u norok v kontekste meditsinskoy trikhologii ["Haircut" of mink hairline in the context of medical trichology]. UO VGAVM. 2014;50(1):131-134. (In Russian)].
2. Kale S., Heinz M.G. Envelope coding in auditory nerve fibers following noise-induced hearing loss. JARO. 2010;11:657-673. DOI: 10.1007/s10162-010-0223-6.
3. Panina E., Ivanov A., Petrov D. Influence of molecular hydrogen on behavioral adaptation of Chinchilla lanigera taking into account gender factor in conditions of cage keeping. BIO Web of Conferences 2021;36. DOI: 10.1051/bioconf/20213607006.
4. Panina E., Ivanov A., Petrov D. The condition of the hairline of Chinchilla lanigera after the introduction of a hydrogen antioxidant into the diet. BIO Web of Conferences 2021;36. DOI: 10.1051/bio-conf/2021360602.
5. Panina E.V., Ivanov A.A., Petrov D.V., Panteleev S.V. Behavior of Chinchilla lanigera under cage keeping with the introduction of molecular hydrogen into the diet. E3S Web of Conferences. 2021;254:08008.
6. Snyder D.L., Salvi R.J. A novel Chinchilla restraint device. Lab. animal. 1994;23(2):42-44.
7. Trevino M., Lobarinas E., Maulden A. The chinchilla animal model for hearing science and noise-induced hearing loss. The Journal of the Acoustical Society ofAmerica. 2019;146(5):3710. DOI: 10.1121/1.5132950.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ | INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Петров Дмитрий Валерьевич*, ФГБУН «Научный центр биомедицинских технологий ФМБА России»;
e-mail: [email protected]
Dmitry V. Petrov*, Scientific Center of Biomedical Technologies of the Federal Medical and Biological Agency of Russia; e-mail: [email protected]
Иванов Алексей Алексеевич, д.б.н., проф., ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет — МСХА имени К.А. Тимирязева»;
e-mail: [email protected]
Alexey A. Ivanov, Dr. Sci. (Biol.), Prof., Russian Timiryazev State Agrarian University; e-mail: [email protected]
Панина Елена Витальевна, к.б.н., доц., ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева»; e-mail: [email protected]
Elena V. Panina, Cand. Sci. (Biol.), Assoc. Prof., Russian Timiryazev State Agrarian University; e-mail: [email protected]
Петрова Наталья Владимировна, ФГБУН «Научный центр биомедицинских технологий ФМБА России»; e-mail: [email protected]
Ларюшина Надежда Александровна, ФГБУН «Научный центр биомедицинских технологий ФМБА России»; e-mail: [email protected]
Natalia V. Petrova, Scientific Center of Biomedical Technologies of the Federal Medical and Biological Agency of Russia; e-mail: [email protected]
Nadezhda A. Laryushina, Scientific Center of Biomedical Technologies of the Federal Medical and Biological Agency of Russia; e-mail: [email protected]
* Автор, ответственный за переписку / Corresponding author
