在生命科學(xué)研究中，許多重要發(fā)現也有賴(lài)狗狗相助。比如，解剖學(xué)家卡雷爾（1912年諾貝爾生理或醫學(xué)獎得主）開(kāi)創(chuàng )性實(shí)施的小狗血管縫合及組織培養，奠定了現代器官移植醫學(xué)的基礎；免疫學(xué)家里奇特（1913年諾貝爾生理或醫學(xué)獎得主）用小狗測試�？�素效力時(shí)發(fā)現過(guò)敏現象，拉開(kāi)了免疫-變態(tài)反應研究的序幕；生理學(xué)家惠普爾（1934年諾貝爾生理或醫學(xué)獎得主）發(fā)現用動(dòng)物肝臟飼喂小狗可以促進(jìn)血紅細胞生成，為惡性貧血患者帶來(lái)福音……

　　巴甫洛夫的狗

　　如果說(shuō)科學(xué)史上最著(zhù)名的貓是“薛定諤的貓”，那么科學(xué)史上最著(zhù)名的狗必然是“巴甫洛夫的狗”。薛定諤用密室中的貓作比喻，形象地闡釋了微觀(guān)尺度的量子疊加原理。而俄國科學(xué)家巴甫洛夫則依靠狗狗揭示了消化的生理機制，建立了條件反射學(xué)說(shuō)。前者為巴甫洛夫贏(yíng)得了1904年的諾貝爾生理或醫學(xué)獎，后者成為現代行為與認知科學(xué)的里程碑。

　　人和動(dòng)物通過(guò)攝食獲得能量和營(yíng)養，那么食物在體內是如何被分解轉化的呢？之前的科學(xué)家對消化系統僅有大略的描述，知道消化道的解剖組成，知道消化腺可以分泌消化液，消化液里含有鹽酸、碳酸鈉、酵素（即酶），但是對消化系統具體如何工作知之甚少。

　　用狗狗作為實(shí)驗對象，通過(guò)精湛的手術(shù)，巴甫洛夫開(kāi)創(chuàng )了唾液瘺、胃瘺等慢性實(shí)驗方法，不僅可以方便地觀(guān)察狗狗健康狀態(tài)下的消化過(guò)程，而且可以研究不同消化器官間的聯(lián)系，取得了一系列新發(fā)現。比如：進(jìn)食不同食物，消化腺所分泌消化液的黏稠度和成分均不同；在狗狗沒(méi)有察覺(jué)的情況下，不經(jīng)口腔直接將食物導入胃中，也能引起胃液分泌；胰液的分泌由胃酸的刺激引起，甚至其他酸性液體也可直接導致堿性胰液的分泌；胃液的分泌受迷走神經(jīng)支配。這些結果勾畫(huà)出消化生理的草圖，強調了神經(jīng)對消化的調控作用。需要說(shuō)明的是，由于巴甫洛夫及其同事手術(shù)技能高超嫻熟，狗狗們配合默契，在為科學(xué)作貢獻的同時(shí)生活得健康快樂(lè )。

　　循著(zhù)神經(jīng)調節消化腺分泌的思路，巴甫洛夫進(jìn)一步研究了食物、鈴聲和唾液分泌之間的關(guān)系，也就是著(zhù)名的小狗條件反射實(shí)驗。小狗遇到食物，唾液自然流出，這是非條件反射；而當每次喂食都伴有鈴聲，一段時(shí)間后，即使只有鈴聲也能刺激小狗分泌唾液，這就是條件反射。如果說(shuō)非條件反射是一種本能，那么條件反射則超越本能，建立了無(wú)關(guān)刺激與相應反應之間的聯(lián)系。這一基本原理為客觀(guān)分析人類(lèi)習得的行為打開(kāi)了大門(mén)，激勵著(zhù)科學(xué)家們去發(fā)現更多認知科學(xué)背后的奧秘。

　　狗狗與胰島素

　　糖尿病是一種非常常見(jiàn)的慢性病。一旦得了糖尿病，患者苦不堪言；血糖高，尿糖，多飲多食卻逐漸消瘦，創(chuàng )口難愈合又易被感染，嚴重者中毒昏迷、臟器衰竭，甚至死亡。巧合的是，狗狗作為人類(lèi)親密的朋友，也有可能自發(fā)糖尿病，遭受糖尿病的折磨。治療人類(lèi)和狗狗的糖尿病、成為一項重要課題。

　　1889年，梅靈和閔可夫斯基在切除胰腺的小狗上觀(guān)察到糖尿病的癥狀，率先將胰腺和血糖水平的調控聯(lián)系在一起。隨后，生理學(xué)家和臨床醫生們開(kāi)始積極嘗試從小狗胰腺中提取能夠降低血糖水平的物質(zhì)，卻都無(wú)功而返。

　　但有一些進(jìn)展仍值得關(guān)注，比如：雷尼在解剖學(xué)上發(fā)現胰島和腺泡在胰腺中是彼此分離的；摩西·巴倫發(fā)現結扎了胰腺腺管的小狗會(huì )發(fā)生腺管膽囊結石，進(jìn)而導致腺泡細胞的退化。

　　1920年10月30日，加拿大外科醫生班廷讀到了巴倫的論文，一個(gè)好主意立刻閃入他的腦海：通過(guò)結扎小狗胰管，使胰泡細胞退化，獲得未被胰液中胰蛋白酶降解的胰島，就有可能獲得調節血糖的活性物質(zhì)。想到就去做，班廷說(shuō)服多倫多大學(xué)糖尿病權威麥克勞德教授，在麥氏實(shí)驗室開(kāi)始了他的試驗。麥克勞德為班廷提供了狗狗和儀器，并指派白斯特做班廷的助手。憑借班廷出色的外科手術(shù)和白斯特扎實(shí)的化學(xué)分析，他們最終得到了可以降低糖尿病小狗血糖的有效成分。1921年12月，麥克勞德邀請生化學(xué)家考立普參與提純，最終得到了能用于臨床試驗的胰島素。

　　胰島素的發(fā)現極大地改善了糖尿病患者的生活質(zhì)量，推動(dòng)了糖尿病的相關(guān)研究。1923年，班廷和麥克勞德因為這項成就榮獲諾貝爾生理或醫學(xué)獎。此后，小狗一直是糖尿病研究的理想動(dòng)物模型�；�于小狗模型，阿根廷內分泌學(xué)家貝納多·吳賽進(jìn)一步研究了胰島素的產(chǎn)生機制，發(fā)現垂體前葉可以分泌激素調節胰島素的分泌，獲得1947年的諾貝爾生理或醫學(xué)獎。

　　現代生命科學(xué)重要的模式動(dòng)物

　　進(jìn)入21世紀，生命科學(xué)發(fā)展迅猛，許多新成果新技術(shù)加深了人們對狗狗的認識。比如，2004年諾獎成果“嗅覺(jué)受體和嗅覺(jué)系統組織方式的發(fā)現”就很好解釋了狗狗嗅覺(jué)靈敏的原因——狗狗的嗅覺(jué)上皮平均是人的40倍。再比如，基于高通量測序技術(shù)的進(jìn)步，科學(xué)家們發(fā)現相對于小鼠，狗狗與人類(lèi)的基因組更為近似，而且狗狗和人類(lèi)的基因數目基本相同。

　　目前，越來(lái)越多的證據提示，狗狗可以成為一種理想的醫學(xué)研究模型。

　　首先，狗狗自發(fā)多種人類(lèi)疾病，包括癌癥、糖尿病、癲癇，甚至強迫癥等精神疾病。狗狗罹患這類(lèi)疾病時(shí)的臨床表現、組織學(xué)特點(diǎn)、分子圖譜、對治療的應答及耐受，都與人類(lèi)非常吻合。比如，骨肉瘤發(fā)生時(shí)，狗狗和人都是先從長(cháng)骨干端發(fā)病，惡化后都會(huì )轉移到肺臟。

　　其次，狗狗和人的生活環(huán)境類(lèi)似，便于研究疾病發(fā)生發(fā)展中環(huán)境因素的作用。在研究諸如社會(huì )認知能力的進(jìn)化以及阿爾茲海默癥的發(fā)生時(shí)，狗狗也扮演著(zhù)無(wú)可替代的角色。

　　再者，狗狗的某些品種多發(fā)某種疾病，這又為研究人類(lèi)的相應疾病提供了不可多得的家族史分析案例。通過(guò)對狗狗家族的大樣本遺傳分析，可以更高效地篩選出關(guān)鍵的致病風(fēng)險基因位點(diǎn)。

　　此外，由于狗狗的平均壽命僅為人類(lèi)的七分之一，許多人類(lèi)老年病在狗狗身上發(fā)生得更早，病程更快。如果有了某種疾病的新療法，狗狗的臨床測試周期更短。目前，兒童失明的基因療法在狗狗身上已獲得成功，這不僅將使很多狗狗重獲光明，而且也終將造福人類(lèi)。（姜韶東，單位：中國科學(xué)院生物物理研究所）