為什麼科學家都用小白鼠做試驗？對呀，為什麼呢？
小白鼠為何成為最佳試驗品？
用它們做實驗其實問題很大？
要考慮更換試驗品嗎？
我們知道，絕大多數試驗是在小白鼠身上完成的，然後才會進入到用真人做試驗，但並不知道為什麼要這麼做。
故事回到1900年，雄心勃勃的年輕遺傳學家克拉倫斯·庫克·利特爾（Clarence Cook Little）宣佈他已經找到研究癌症的完美試驗品，小白鼠成功進軍科學界。
遺傳學家克拉倫斯·庫克·利特爾
利特爾隨後便成立了傑克遜實驗室，向全國各地的研究人員出售小白鼠，
那麼
小白鼠到底有什麼優點
讓它能夠被研究人員所青睞？
優勢一：不會有道德問題
我們有諺語“過街老鼠人人喊打”，西方文化中同樣對老鼠沒有什麼好感，
儘管當時其他動物仍然用於疾病研究，比如受歡迎的貓和狗，以及黑猩猩。顯然，對動物的人道主義使得研究人員無法繼續用它們進行實驗；但是，對於老鼠，就沒有這樣的道德問題。
優勢二：成本低廉
研究經費是每一個科研人員首要考慮的問題，一隻標準的實驗室小白鼠只需約20美元，購買一隻健康的貓科動物或犬類的價格足以進行數千次小白鼠試驗。
從飼養成本考慮，養一群小白鼠也是很划算的，你只需給它們提供一個籠子，喂少量的食物即可；但是，假如你養的是一群黑猩猩，
優勢三：繁衍能力強
小白鼠具有超強的繁衍能力，一隻成年小白鼠1年生育期內可懷6~10胎，每胎產仔8~15只，也就是說，一隻成年小白鼠1年時間內最多可以生150只寶寶。
如此驚人的繁衍速度可以使研究人員在較短的時間內持續觀察一隻實驗小白鼠和它的後代們，這對於瞭解研究專案與遺傳因素的相互作用是非常有用的。
優勢四：遺傳基因的一致性
在自然界中，一般是不會有兩個基因完全相同的動物個體的，也就是說，一隻貓和另一隻貓即便它們從外表看沒有任何差異，但是，它們不會擁有完全一樣的基因；但是，一窩小白鼠則可以具有完全一致的遺傳基因，它們之間不存在任何個體差異。
因此，用小白鼠做實驗，研究人員不必擔心因為個體的基因差異而影響實驗的最終結果，這極大地提高了實驗的效率和準確性。
優勢五：與人類相近的基因組
最重要的一點，人和老鼠的基因相似度超過97％，這是因為大約7500萬年前人類與老鼠有著共同的祖先。小白鼠對大多數藥物的抗性和吸收能力都與人類近似，也會表現出與人類相似的病理特徵，所以，很多人類難以治癒的疾病可以在小白鼠身進行研究試驗，尋找治癒的療法。
俄羅斯新西伯利亞市的實驗室小白鼠紀念碑
由此，我們可以總結出，經濟實惠又好用的小白鼠迅速成為實驗室“頭號主角”不是沒有理由的。有近百年歷史的傑克遜實驗室現在是一家非營利的生物醫學研究機構，從這裡培育出一箱箱具有完全相同遺傳基因的小白鼠，提供給世界各地的實驗室，小白鼠在科學研究中的首要地位已經確立。
羅列了小白鼠種種優勢後
我們來分享一個
用小白鼠做實驗的經典案例
青黴素，可以說是人類抗菌史的一座里程牌，它剛問世時被人們奉為“神藥”，而青黴素最早的藥效試驗就是在小白鼠身上進行的。
霍華德·沃爾特·弗洛裡男爵
1939年，由牛津大學病理學家霍華德·沃爾特·弗洛裡男爵（Howard Walter Florey）帶領的研究團隊用50只小白鼠進行了青黴素的對比試驗：
他們把每只小白鼠都注射了同樣數量、足以致死的鏈狀球菌，然後給其中25只注射青黴素，另外25只則沒有注射任何藥物。
結果，沒有注射青黴素的小白鼠全部死亡，而注射了青黴素的小白鼠中僅有一隻死了。隨後的1941年，青黴素被廣泛運用到臨床試驗中，幫助生命垂危的病人恢復健康。
然而，隨著科學技術的發展和人類基因突變疾病的不斷演化，科學家對於小白鼠的要求也越來越高，仍有一些無法破解的疾病纏繞著我們。
你所不知道的是癌症其實已經被治癒了一千次，只不過所有對癌症的治癒全都發生在實驗室的小白鼠身上。當數百種使小白鼠腫瘤痊癒的藥物被試用到人身上時，這些藥物卻沒有起到任何作用，有些甚至還會令人中毒。
小白鼠的統治地位遭到了科學家的質疑，研究人員開始把目光放在與人類不同的3%的基因上。
那麼
剩下3%的基因差異
會對實驗結果產生影響嗎？
雖然人和老鼠共用著許多基本的生理過程，但是在研究極其特殊的疾病時，這3%的微妙又難以察覺的區別卻會到來巨大的差異。
美國國家衛生研究院國家推進轉化科學中心主任克里斯多夫·奧斯丁
將我們與小白鼠區分開的那3％的基因組可以對我們的身體運作產生很大的影響，在某些情況下，人與小白鼠之間的差異歸結為單個核苷酸，奧斯丁把這種基因差異比喻為讀一封漏掉幾個字的信。
他解釋說：“事實證明，在遺傳層面上，這些差異，即使是細小的遺漏也是非常重要的。比如，你在讀一句很長的話，但其中有一個字寫錯了，也許整句話的意思就變了。DNA拼寫也是如此，例如鐮狀細胞性貧血就是由三十億分之一的差異造成的。”
基因轉錄和轉化的過程
在轉錄過程中，RNA聚合酶（綠色）使用DNA作為範本產生未成熟的單鏈mRNA（粉紅色），然後逐漸形成成熟的mRNA分子，並轉化成由原始基因編碼的構建而成的蛋白質分子（多肽）（紅色）
此外，DNA本身的序列也可以有不同的解釋。基因能以多種方式表達，這取決於轉錄因數R如何操控DNA，轉錄因數決定了DNA如何轉錄生成帶有遺傳信息的核糖核酸 （mRNA），這種遺傳信息能在複製中產生更多的拷貝，並轉化成蛋白質，從而有效地改變某一特定基因組對你身體的影響。所以，這3％的基因差異會在物種之間形成一道鴻溝。
認識到這3%的巨大差異後
科學家有什麼應對之策呢？
策略一：改善微觀環境
目前，科學家還無法解釋，為什麼在小白鼠身上起作用的東西用到人類身上卻不起作用。例如，一些纖維酸類的降脂藥物，適用于一些糖尿病患者，但是放到小白鼠身上會產生副作用，這類藥物會引起小白鼠體內一種叫過氧化物酶體的細胞器增殖，隨後引發肝癌。當我們服用藥物時，發生在小白鼠身上的致命連鎖反應完全不存在。
生活在舒適的無菌箱裡的小白鼠
有些科學家認為，大部分實驗都是在無菌條件下進行的，人工創造的非自然環境可能會擾亂實驗的結果。
賓夕法尼亞大學獸醫學院動物生物系主任艾倫·佩雷（Ellen Puré）說：“腫瘤細胞是無法獨立生存下去的。如果你把一個完好的腫瘤細胞放在正常的組織中，它不會自己生長，實際上癌細胞需要周圍的細胞來調節它是否生長。”
賓夕法尼亞大學獸醫學院動物生物系主任艾倫·佩雷
微觀環境對於癌症是否能在體內立足起著至關重要的作用。顯而易見，小白鼠和人類的微觀環境是不一樣。畢竟，小白鼠和人類生活在不同的條件下，消耗大量不同的食物，行為方式也大不相同。
奧斯丁說：“如果你給同一只小白鼠喂兩種不同的食物，小白鼠的基因表達模式會根據吃的食物而發生顯著的變化。如果你把小白鼠放在兩個不同的環境、不同的時區、不同的地方，實驗結果會是完全不同的。”
華盛頓大學醫學院病理和免疫學教授赫伯特·維爾京
維爾京（Herbert Virgin）在最近的一項研究中發現，讓小白鼠刻意暴露在人類經常遇到的病毒面前，它們反而會成為更好的實驗品，生活在無菌條件下的小白鼠更像是被萬般呵護的嬰兒。換句話說，一隻“髒”的小白鼠不是那麼糟糕的事情。
維爾京說：“如果小白鼠不是完美的實驗品，也許部分原因是我們把它們清理得太乾淨了。”
策略二：改變小白鼠基因
研究人員在和小白鼠打交道時總會遇到一些難題，因為並不是所有的科學家都是鼠科生物學的專家。
鼠類資源和研究中心主任伊莉莎白·布賴達
密蘇里州鼠類資源和研究中心（RRRC）主任伊莉莎白·布賴達（ Elizabeth Bryda）說：“我和生理學家一起工作，但他們並不瞭解遺傳學，有時實驗會卡殼，因為正在研究的物種並不是能解決問題的最佳實驗品。比如使用一隻和人類遺傳基因不在同一“頻道”的實驗品是無法完全勝任它的工作的”
成立於2001年的RRRC就是這樣一個為小白鼠基因“調頻道”的機構。它既是一個試驗小白鼠的儲存中心，又是一家小白鼠定制店。
一隻接受了外來基因植入的“轉基因”小白鼠
想要一隻肺動脈高血壓和缺乏血清素的小白鼠嗎？他們可以給你做出一個這樣的品種。或者，患有白內障？也沒問題。這裡的工作人員通過CRISPR技術調整小白鼠的基因組，創造出具有類似人類疾病特徵的“轉基因”小白鼠。
CRISPR作用于基因組的解析圖
CRISPR RNA作為一個單獨的引導RNA分子（紫色），一端複製原來的基因序列（深紅色），另一端將切斷DNA的Cas9酶（綠色）遞送至目的點，從而實現對原有基因組的弱化或改變
策略三：進一步瞭解基因
CRISPR後的小白鼠成為了更為理想的實驗品，通過縮小人類與動物之間的遺傳分化，為困擾醫學研究的無數問題提供了強有力的解決方案。但另一個問題出現了，正如我們不完全瞭解我們自己的身體一樣，我們也無法準確地知道小白鼠的所有基因特性。
為此，國際小鼠表型聯盟（IMPC）的研究人員將小鼠作為研究物件，梳理出它的基因組。小鼠中有大約20,000個基因與人類極為相似，在IMPC工作的勞埃德（Lloyd）表示研究人員已經知道其中約一半的功能，他正在與世界各地的科學家合作，研究另一半的功能。
該過程是繁瑣的，他們需要對幹細胞中的每一組基因進行一場“淘汰賽”，一旦有基因“出局”，就要用幹細胞培育出特殊的小白鼠，觀察它們會發生什麼變化。
通過這種方式，研究人員希望建立一個關於人類和小白鼠的單一基因表型庫，儘管這非常複雜，因為有些基因不只有一個功能，其他遺傳因素如轉錄因數也可以改變基因的表達。不過，到2020年，我們將能夠完全瞭解人類與小白鼠之間20,000個基因的所有秘密。
勞埃德說：“如果我們沒有這些基因的基礎知識，很難解釋與人類基因突變有關的病理學。所以這就是為什麼這個小白鼠工程對於推動人類進一步瞭解自己是非常重要的。”
老鼠可能並不是最完美的實驗品，但它們確實對研究人員有實際價值。事實上，它們特別適用於實驗室常用的大規模篩選實驗。隨著科學家想出更好的方法來改善它們的缺點，小白鼠會變得越來越有價值。問題的關鍵可能在於研究人員，因為在迅速開展一項試驗之前，他們需要鑒別出最合適的小白鼠。
最後，科學家與實驗室小白鼠的關係就像一個急需修復的系統。恰巧，這正是大多數科學研究的方向——通過批判性地研究已知的領域來擴大我們不瞭解的知識。
因此，用小白鼠做實驗，研究人員不必擔心因為個體的基因差異而影響實驗的最終結果，這極大地提高了實驗的效率和準確性。
優勢五：與人類相近的基因組
最重要的一點，人和老鼠的基因相似度超過97％，這是因為大約7500萬年前人類與老鼠有著共同的祖先。小白鼠對大多數藥物的抗性和吸收能力都與人類近似，也會表現出與人類相似的病理特徵，所以，很多人類難以治癒的疾病可以在小白鼠身進行研究試驗，尋找治癒的療法。
俄羅斯新西伯利亞市的實驗室小白鼠紀念碑
由此，我們可以總結出，經濟實惠又好用的小白鼠迅速成為實驗室“頭號主角”不是沒有理由的。有近百年歷史的傑克遜實驗室現在是一家非營利的生物醫學研究機構，從這裡培育出一箱箱具有完全相同遺傳基因的小白鼠，提供給世界各地的實驗室，小白鼠在科學研究中的首要地位已經確立。
羅列了小白鼠種種優勢後
我們來分享一個
用小白鼠做實驗的經典案例
青黴素，可以說是人類抗菌史的一座里程牌，它剛問世時被人們奉為“神藥”，而青黴素最早的藥效試驗就是在小白鼠身上進行的。
霍華德·沃爾特·弗洛裡男爵
1939年，由牛津大學病理學家霍華德·沃爾特·弗洛裡男爵（Howard Walter Florey）帶領的研究團隊用50只小白鼠進行了青黴素的對比試驗：
他們把每只小白鼠都注射了同樣數量、足以致死的鏈狀球菌，然後給其中25只注射青黴素，另外25只則沒有注射任何藥物。
結果，沒有注射青黴素的小白鼠全部死亡，而注射了青黴素的小白鼠中僅有一隻死了。隨後的1941年，青黴素被廣泛運用到臨床試驗中，幫助生命垂危的病人恢復健康。
然而，隨著科學技術的發展和人類基因突變疾病的不斷演化，科學家對於小白鼠的要求也越來越高，仍有一些無法破解的疾病纏繞著我們。
你所不知道的是癌症其實已經被治癒了一千次，只不過所有對癌症的治癒全都發生在實驗室的小白鼠身上。當數百種使小白鼠腫瘤痊癒的藥物被試用到人身上時，這些藥物卻沒有起到任何作用，有些甚至還會令人中毒。
小白鼠的統治地位遭到了科學家的質疑，研究人員開始把目光放在與人類不同的3%的基因上。
那麼
剩下3%的基因差異
會對實驗結果產生影響嗎？
雖然人和老鼠共用著許多基本的生理過程，但是在研究極其特殊的疾病時，這3%的微妙又難以察覺的區別卻會到來巨大的差異。
美國國家衛生研究院國家推進轉化科學中心主任克里斯多夫·奧斯丁
將我們與小白鼠區分開的那3％的基因組可以對我們的身體運作產生很大的影響，在某些情況下，人與小白鼠之間的差異歸結為單個核苷酸，奧斯丁把這種基因差異比喻為讀一封漏掉幾個字的信。
他解釋說：“事實證明，在遺傳層面上，這些差異，即使是細小的遺漏也是非常重要的。比如，你在讀一句很長的話，但其中有一個字寫錯了，也許整句話的意思就變了。DNA拼寫也是如此，例如鐮狀細胞性貧血就是由三十億分之一的差異造成的。”
基因轉錄和轉化的過程
在轉錄過程中，RNA聚合酶（綠色）使用DNA作為範本產生未成熟的單鏈mRNA（粉紅色），然後逐漸形成成熟的mRNA分子，並轉化成由原始基因編碼的構建而成的蛋白質分子（多肽）（紅色）
此外，DNA本身的序列也可以有不同的解釋。基因能以多種方式表達，這取決於轉錄因數R如何操控DNA，轉錄因數決定了DNA如何轉錄生成帶有遺傳信息的核糖核酸 （mRNA），這種遺傳信息能在複製中產生更多的拷貝，並轉化成蛋白質，從而有效地改變某一特定基因組對你身體的影響。所以，這3％的基因差異會在物種之間形成一道鴻溝。
認識到這3%的巨大差異後
科學家有什麼應對之策呢？
策略一：改善微觀環境
目前，科學家還無法解釋，為什麼在小白鼠身上起作用的東西用到人類身上卻不起作用。例如，一些纖維酸類的降脂藥物，適用于一些糖尿病患者，但是放到小白鼠身上會產生副作用，這類藥物會引起小白鼠體內一種叫過氧化物酶體的細胞器增殖，隨後引發肝癌。當我們服用藥物時，發生在小白鼠身上的致命連鎖反應完全不存在。
生活在舒適的無菌箱裡的小白鼠
有些科學家認為，大部分實驗都是在無菌條件下進行的，人工創造的非自然環境可能會擾亂實驗的結果。
賓夕法尼亞大學獸醫學院動物生物系主任艾倫·佩雷（Ellen Puré）說：“腫瘤細胞是無法獨立生存下去的。如果你把一個完好的腫瘤細胞放在正常的組織中，它不會自己生長，實際上癌細胞需要周圍的細胞來調節它是否生長。”
賓夕法尼亞大學獸醫學院動物生物系主任艾倫·佩雷
微觀環境對於癌症是否能在體內立足起著至關重要的作用。顯而易見，小白鼠和人類的微觀環境是不一樣。畢竟，小白鼠和人類生活在不同的條件下，消耗大量不同的食物，行為方式也大不相同。
奧斯丁說：“如果你給同一只小白鼠喂兩種不同的食物，小白鼠的基因表達模式會根據吃的食物而發生顯著的變化。如果你把小白鼠放在兩個不同的環境、不同的時區、不同的地方，實驗結果會是完全不同的。”
華盛頓大學醫學院病理和免疫學教授赫伯特·維爾京
維爾京（Herbert Virgin）在最近的一項研究中發現，讓小白鼠刻意暴露在人類經常遇到的病毒面前，它們反而會成為更好的實驗品，生活在無菌條件下的小白鼠更像是被萬般呵護的嬰兒。換句話說，一隻“髒”的小白鼠不是那麼糟糕的事情。
維爾京說：“如果小白鼠不是完美的實驗品，也許部分原因是我們把它們清理得太乾淨了。”
策略二：改變小白鼠基因
研究人員在和小白鼠打交道時總會遇到一些難題，因為並不是所有的科學家都是鼠科生物學的專家。
鼠類資源和研究中心主任伊莉莎白·布賴達
密蘇里州鼠類資源和研究中心（RRRC）主任伊莉莎白·布賴達（ Elizabeth Bryda）說：“我和生理學家一起工作，但他們並不瞭解遺傳學，有時實驗會卡殼，因為正在研究的物種並不是能解決問題的最佳實驗品。比如使用一隻和人類遺傳基因不在同一“頻道”的實驗品是無法完全勝任它的工作的”
成立於2001年的RRRC就是這樣一個為小白鼠基因“調頻道”的機構。它既是一個試驗小白鼠的儲存中心，又是一家小白鼠定制店。
一隻接受了外來基因植入的“轉基因”小白鼠
想要一隻肺動脈高血壓和缺乏血清素的小白鼠嗎？他們可以給你做出一個這樣的品種。或者，患有白內障？也沒問題。這裡的工作人員通過CRISPR技術調整小白鼠的基因組，創造出具有類似人類疾病特徵的“轉基因”小白鼠。
CRISPR作用于基因組的解析圖
CRISPR RNA作為一個單獨的引導RNA分子（紫色），一端複製原來的基因序列（深紅色），另一端將切斷DNA的Cas9酶（綠色）遞送至目的點，從而實現對原有基因組的弱化或改變
策略三：進一步瞭解基因
CRISPR後的小白鼠成為了更為理想的實驗品，通過縮小人類與動物之間的遺傳分化，為困擾醫學研究的無數問題提供了強有力的解決方案。但另一個問題出現了，正如我們不完全瞭解我們自己的身體一樣，我們也無法準確地知道小白鼠的所有基因特性。
為此，國際小鼠表型聯盟（IMPC）的研究人員將小鼠作為研究物件，梳理出它的基因組。小鼠中有大約20,000個基因與人類極為相似，在IMPC工作的勞埃德（Lloyd）表示研究人員已經知道其中約一半的功能，他正在與世界各地的科學家合作，研究另一半的功能。
該過程是繁瑣的，他們需要對幹細胞中的每一組基因進行一場“淘汰賽”，一旦有基因“出局”，就要用幹細胞培育出特殊的小白鼠，觀察它們會發生什麼變化。
通過這種方式，研究人員希望建立一個關於人類和小白鼠的單一基因表型庫，儘管這非常複雜，因為有些基因不只有一個功能，其他遺傳因素如轉錄因數也可以改變基因的表達。不過，到2020年，我們將能夠完全瞭解人類與小白鼠之間20,000個基因的所有秘密。
勞埃德說：“如果我們沒有這些基因的基礎知識，很難解釋與人類基因突變有關的病理學。所以這就是為什麼這個小白鼠工程對於推動人類進一步瞭解自己是非常重要的。”
老鼠可能並不是最完美的實驗品，但它們確實對研究人員有實際價值。事實上，它們特別適用於實驗室常用的大規模篩選實驗。隨著科學家想出更好的方法來改善它們的缺點，小白鼠會變得越來越有價值。問題的關鍵可能在於研究人員，因為在迅速開展一項試驗之前，他們需要鑒別出最合適的小白鼠。
最後，科學家與實驗室小白鼠的關係就像一個急需修復的系統。恰巧，這正是大多數科學研究的方向——通過批判性地研究已知的領域來擴大我們不瞭解的知識。