其實在小鼠中使用最多的是“小黑鼠”（C57BL/6），而不是小白鼠。

人們產生「科學家總喜歡用小白鼠做實驗」的印象，主要源於基礎教育、媒體宣傳，從而讓「小白鼠」成了動物實驗的代名詞。

01

模式生物基本上都有大量的實驗研究。

主要的模式生物有：

微生物：

• 噬菌體[2]（DNA研究、中心法則、分子生物學、進化模型）
• 盤基網柄菌（真核生物細胞發育、運動、信號傳導模型）
• 大腸桿菌[3]（細菌遺傳學、新陳代謝、基因突變研究、分子克隆受體）
• 釀酒酵母（細胞分裂、細胞器研究）

釀酒酵母

• 萊茵衣藻（細胞生物學、分子生物學）
• 嗜熱四膜蟲（真核生物基因功能）

植物：

• 小立碗蘚（植物進化、發育學、生理學）
• 擬南芥[4]（植物遺傳學、植物分子生物學）
• 豌豆（遺傳學）

無脊椎動物：

• 秀麗隱杆線蟲（分子生物學、發育生物學）

秀麗隱杆線蟲的透明胚胎

• 黑腹果蠅 （遺傳學、發育生物學、分子生物學、人腦退化性疾病模型平-神經退行性疾病致病基因插入果蠅中進行表達[5]）

脊椎動物：

• 斑馬魚[6]（透明胚胎、胚胎髮育、轉基因研究）

nikonsmallworld（Daniel Knop）

• 鱂魚-底鱂[7]（耐寒耐高溫耐低氧耐環境汙染、胚胎學、生理學、毒物學、激素對行為的影響）、弗氏假鰓鱂（脊椎動物最快性成熟-14天，衰老、疾病、進化研究）
• 斑胸草雀（鳥類模式生物）
• 小鼠[8][9]（人類遺傳學模型、表型模型、生理模型、疾病模型）
• 爪蟾[10]（全年產卵，胚胎髮育模型）
• 狗（生理學）
• 猴（獼猴、食蟹猴等，人類疾病模型、大腦模型，無法用小鼠研究的人類傳染病等等[11]。近年來試驗猴價格暴漲，正是因為人類面臨大型傳染疾病-新冠）

02

在人類大腦研究表面，猴類比起小鼠具有明顯的優勢。

相比起黑猩猩，倫理接受度又更高

可以說，整個現代生物學體系，就是通過研究模式生物發展起來的。

模式生物往往在同門/同綱/同目，具有繁殖快、易於研究、易於觀察等特點。

它們作為同類動物的代表，只需要把它們研究清楚，便可以瞭解整個目、綱、門……甚至所有生命的共同規律。

現代動物實驗起源於17、18世紀，早期的實驗動物五花八門，主要是什麼熟悉就拿什麼研究，具有一定的隨機性。

從19世紀下半頁到20世紀的上半頁，在這大約100年的時間，人類通過易於研究的模式生物，發展出了整個現代生物學、生理學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學等等。

實驗小鼠正是在這樣的大背景下產生的，而且其誕生還有一定的偶然性。

03

19世紀中葉孟德爾通過豌豆雜交發現了遺傳學規律卻被埋沒，1900年植物遺傳學被重新發現，進入20世紀後，動物遺傳學研究也如火如荼地展開。

在哺乳動物方面，雖然當時什麼動物都研究，但主要還是豚鼠，其次才是老鼠、兔子等等。

當時一位叫做Abbie E. C. Lathrop[12]的小學女性教師，十分酷愛是飼養小動物，尤其是老鼠。

1900年，在家禽生意失敗後，她開始飼養包括雪貂、兔子、豚鼠、老鼠等大量動物，並賣給相關機構進行試驗。例如，她把豚鼠賣給美國軍方進行毒氣試驗。

Lathrop與她的老鼠

她的農場最多繁殖了多達11000只的老鼠，以擅長繁殖奇特的老鼠而著稱。

Lathrop的這些老鼠引起了遺傳學家William E. Castle的注意。

遺傳學家Castle

Castle是最早開始研究動物遺傳的科學家，甚至研究果蠅比摩爾根還要早。

1902年，Castle從Lathrop的農場購買了一批小鼠，打算進行動物遺傳規律的研究。經過 Lathrop的培育，這些小鼠已經有了一定穩定遺傳的基礎。

1907年，Castle帶著學生Clarence C. Little進行小鼠毛色的遺傳研究。經過20代，培育出了第一個純系（近交品系）小鼠。

遺傳學家Little

而1908年， Lathrop因老鼠出現皮膚問題找到了實驗病理學家Leo Loeb，開啟了相關病理學研究，二人合作發表了10篇相關論文。

實驗病理學家Leo Loeb

04

小鼠動物實驗正是拉開了序幕。

隨後其它研究者也進行了純系小鼠的培育（這裡也體現出了實驗慣性，有人開了一個頭，就會有人繼續去做，最終把實驗小鼠做出了一個完整的體系，掌握了詳細的生理、基因數據，自然無需再花費更多人力物力去開發全新的物種）。

我們熟知的白色的純系小鼠鼻祖（BALB/c），誕生於1913年，一開始主要用於行為學實驗。

BALB/c小白鼠

進入20年代， Little在冷泉港實驗室創造出了兩種新的純系小鼠，其中黑色系小鼠（C57BL）運用最廣。

Little在1929年創辦傑克森實驗室，該實驗室早期主要培育和販賣老鼠，但因為老鼠相關研究，這個實驗室在後來不僅誕生了多位諾貝爾生理學或醫學獎獲獎者，也成為美國著名研究所之一。

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純系小鼠能成為模式動物，主要在於以下特徵：

繁殖快，成熟早，體型小，易於管理，性情溫順，對外來刺激敏感，遺傳單一，生理特性敏感（方便人類各種折騰），數據積累多，實驗數據穩定可靠。

進入20世紀下半頁，雖然無需再用模式生物去發現基礎知識，但兩大原因依舊讓模式生物成為主要的實驗動物。

1、生命科學相關的教育教學：讓學生親手進行動物實驗，實踐永遠是最好的老師。

2、醫學的發展：20世紀中葉以後，進入了人類醫學發展的黃金時代。模式生物成了很好的研究對象。所有生物都有一定程度的親緣關係和遺傳相似性，按照系統分類來研究模式動物，可以掌握更多人體內機制和疾病的信息，同時也是現代醫藥研究的必經途徑。

例如，我開發出了某種分子生物學藥物，這個藥物作用的受體，在細菌中就存在。那麼我首先就可以拿大腸桿菌做實驗，隨後再到無脊椎動物、脊椎動物。

這一系列的過程不僅可以驗證藥效，也能驗證藥物的毒理作用。如果對應的受體只有哺乳動物中才存在，可能我首先選用的會是小鼠。

06

2000年的一項研究發現，在71%的病例中，動物模型與人類毒性一致[13]，其中血液、胃腸、心血管方面的一致性最高。

除了藥物試驗外，其它的諸如基因改造、調除，傳染病、疫苗的研發，都適合用模式動物進行實驗。

在繁殖週期快的動物中，實驗小鼠是與人類具有最近親緣關係的模式動物（完全同源的基因表達達到80%，完全不同源的不到1%[14]），從而能在藥物研究，腫瘤研究，生理研究、遺傳研究、胚胎研究、免疫研究、轉基因研究、表觀遺傳研究等等方面，都具有十分優秀的表現。

實驗動物的規模，和醫學發展也具有一定的正相關。

多年來，全世界每年的脊椎實驗動物多達1億多隻[15][16]。

20世紀末到21世紀初是美國醫學的黃金時代，也具有全球最大規模的實驗動物。

僅僅2001年美國便使用了8000萬隻小鼠[17]，日本和歐盟的實驗動物數量，則僅次於美國之後。

近年來中國實驗動物數量逐漸上升，達到了2000多萬隻。

隨著美國實驗動物數量縮減到1000多萬隻，加之歐美也在縮減，中國反而成了世界第一，日本則成了世界第二[18]。

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但其實，從實驗動物的歷史規模來看，中國在生物醫藥方面的實驗量，距離美國還是有很大的差距。

但隨著歐美因動保正確而縮減動物實驗，對於中國來說是拉低差距的很好機會。

不過在某些領域美國並沒有縮減的趨勢，例如實驗猴。

雖然中國是實驗猴的主要產地之一，但實驗規模最大的依舊是美國：

世界範圍內，用於實驗的犬類，每年和猴子相當，十餘萬隻（歐盟的一份報告中，狗與猴的實驗的倫理爭議也是相提並論的，而貓的使用大約是犬類的1/3）：

一份關於歐盟實驗動物的統計，可以看出它們脊椎動物的實驗比例[19]：

• 小鼠 ：60.96%
• 大鼠 ：13.96%
• 冷血動物：12.47%
• 鳥類：5.88%
• 兔子：3.12%
• 有蹄類：1.28%
• 豚鼠：1.49%
• 其它齧齒類動物：0.47%
• 食肉目：0.25%（犬類為主）

可以看出超過70%的實驗動物都是齧齒類。

如果加上兔形目，其它靈長類實驗動物（全球範圍內），所有的脊椎動物中，整個靈長總目就佔了80%。

實驗動物越來越集中在靈長總目身上，人類實驗研究的重心從基礎生命科學轉移到前沿醫療上來。

靈長總目的所有動物，也的確只有小鼠具有最大的繁殖和生長優勢。

雖然小鼠成為模式動物具有偶然性，但其實從物種特性的角度來看，也是同時具有必然性的。

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