Nacktratte / Sphynx - das Fell der Ratte

Kathrin Guttmann Fell, Wissen, Zucht & Genetik

Nacktratten zeichnen sich durch eine starke Hypotrichiose, d.h. mangelnde Behaarung, aus. Diese kann mehr oder weniger stark reduziert sein. Einige Tiere haben Haare im Gesicht und borstige Haare auf dem Rücken, andere wiederum sind vollständig nackt. Auch die Ausprägung der Vibrissen ist sehr unterschiedlich. Das liegt daran, dass es „die“ Nacktratte nicht gibt. Vielmehr werden unter diesem Begriff verschiedene Mutationen und Linien zusammen gefasst. Dabei ist zu beachten, dass man bei den als Heimtiere gezüchteten Ratten häufig nicht weiß, welche Mutation der Nacktheit zugrunde liegt. Auch wenn einige Quellen angeben, dass der RNU-Lokus verantwortlich ist für die Nacktheit, gibt es verschiedene weitere Loki, die in Frage kommen. Einige davon sind selbst bei Laborlinien nicht geklärt und ohne entsprechende Tests kann man vom Mangel an Haaren nicht auf die zugrunde liegende Genetik schließen.

Insgesamt wurden bereits über ein Dutzend rezessive Mutation beschrieben, die Hypotrichose bei Ratten auslösen (reviewed von Ferguson e al. 19791)Ferguson FG, Irving GW III, and Stedham MA, 1979. Three variations of hairlessness associated with albi- nism in the laboratory rat. Lab Anim Sci 29:459–465, Hanada et al. 19882)Hanada K, Chiyoya S, and Suzuki K, 1988. Study of the skin of a new hairless rat mutant. J Dermatol Surg On-col 15:257–262 , Hedrich 1990 3)Hedrich HJ, 1990. Mutant genes and polymorphic loci of the laboratory rat. In: Genetic monitoring of inbred strains of rats ( Hedrich HJ, ed). New York: Gustav Fischer Verlag; 289–409, Moemeka et al. 19984)Moemeka AN, Hildebrandt AL, Radaskiewicz P, and King TR, 1998. Shorn (shn): a new mutation causing hypotrichosis in the Norway rat. J Hered 89:257–260., Robinson 19795)Robinson R, 1979. Taxonomy and genetics. In: The laboratory rat ( Baker HJ, Lindsey JR, and Weisbroth SH, eds). New York: Academic Press; 37–54.).

Einige Beispiele für Laborstämme:

Sprague Dawley Hairless

(Rj:SDH-Dsg4, SPRAGUE DAWLEY® is a trademark of Harlan. All rights reserved.)

Die SPRAGUE DAWLEY® stammt aus einer Kolonie ab, die 1925 von R. W. DAWLEY gegründet und in der SPRAGUE DAWLEY-Farm aufgezogen wurde. Die Mutation „Hairless“ ist in einer Kolonie von SPRAGUE DAWLEY aufgetaucht, und 2004 haben Bazzi et al. die Entwicklung der Haarfollikel bei Individuen, die diesen Phänotyp „ohne Haare“ aufweisen, untersucht. Die „Hairless“- Ratten haben Haare mit einem „Schwanenhals“-Aspekt, der auch als lanzenförmig bezeichnet wird. Diese Charakteristik, die eine Ähnlichkeit mit dem Haarwuchs anderer Nagetiere aufweist, hat Bazzi et al. dazu gebracht, das an diesem Phänomen beteiligte Gen zu erforschen. Im Zuge dieser Arbeiten wurde das Gen Desmoglein 4 (Dsg4), auf dem Chromosom 18 gelegen, identifiziert. Eine Deletion von 9 Exonen wurde auf diesem Gen nachgewiesen. Das Dsg4 gehört zu den Cadherinen, Glycoproteinen, die im Prozess der Adhäsion der Zellen sowie an den Mechanismen der Integrität und der Stabilität der Epithelzellen beteiligt sind. Die beobachtete Mutation am Gen Dsg4 würde demnach die extrazellulären Interaktionen des Proteins stören durch ein Fixationsproblem des Kalziums auf dem Empfangsort des Kalzium-Ions. Eine Anomalie in den ersten Stadien der Morphogenese des Haarfollikels wurde nicht beobachtet. Allerdings scheint es, dass starke Beeinträchtigungen der nächsten Etappen gegeben sind, was vor allem die interne Epithelhülle und die Entstehung der Haarschäfte betrifft und auf eine schlechte Vermehrung der Haarmatrix und eine anormale Differenzierung in der Präkortexzone zurückzuführen ist. Das führt zu einer Verringerung der Haarzwiebel und zur Bildung einer Dysmorphie der Haarschäfte.
Die Träger dieser Mutation weisen Anomalien beim Haar- und Bartwuchs sowie bei der Verdickung der Oberhaut auf, bewahren aber ein funktionierendes Immunsystem (Immunokompetenz). Der „Hairless“-Anblick taucht mit dem Alter von 4 Wochen auf, bevor er von einem Alter von 8-9 Wochen an permanent wird. Die homozygoten Weibchen weisen einen Fehler bei der Milchabsonderung auf. (Quelle: Janvir-Labs)

LOU Nude (RNU-Mutation)

Lou/MRj-Foxn1rnu

Im Jahre 1970 haben H. BAZIN und A. BECKERS mit der Zucht von LOU-Ratten begonnen, die vermutlich aus einer WISTAR-Kolonie der Universität Lüttich (Belgien) stammen. Von dieser Zucht wurden 28 Linien parallel ausgewählt: LOU/C wegen ihres hohen Anteils an Plasmozyten und LOU/M wegen ihres geringen Anteils an Plasmozyten.

Im Jahre 1953 sind die nude-Ratten zum ersten Mal in einer ausgezüchteten Kolonie von hooded-Ratten am Rowett Research Institute in Aberdeen in Schottland aufgetaucht. Aber keine Vorsichtsmaßnahme wurde zu diesem Zeitpunkt ergriffen, um die Mutation zu isolieren. In den 70er Jahren ist die Mutation in der gleichen Kolonie wieder aufgetaucht (May et al., 1977; Festing et al., 1978). Die Forscher haben festgestellt, dass die Mutation in der Kolonie erhalten wurde, aber mit einer geringen Frequenz.

Für die rezessive autosomale Mutation steht das Kürzel rnu für rowett nude. Das Institut Pasteur de Lille (IPL) hat die Mutation in Zusammenarbeit mit M. CAPRON und M. BAZIN (1977) erworben. Im Jahr 1993 hat das IPL entschieden, die Mutation durch eine wiederholte Rückkreuzung auf den Hintergrund LOU/M zu transferieren.

Die spontane Mutation rnu betrifft das GenFoxn1(forkheadboxN1) auf dem Chromosom 10, das für einen Transkriptionsfaktor den Foxn1 kodiert (auch Whn: winged-helix-nude genannt). Der Foxn1 reguliert die Expression des Keratingens und schaltet sich in das Wachstum und die Differenzierung der Thymuszellen ein.

Die Mutation rnu hängt mit der Abwesenheit von Haaren und einer Aplasie des Thymus zusammen:

  • „Hairless“-Charakter (lichter Haarbestand möglich): Die Ratte Foxn1rnu/Foxn1rnu weist einige kurze und feine Haare auf, die Haarfollikel sind normal, aber ihre Keratinisierung ist schadhaft und die Haare kommen nicht heraus. Die Keratinisierung der Epidermis ist ebenfalls schadhaft. 
  • Immunologischer Status: Die wichtigste Charakteristik ist eine kongenitale Aplasie des Thymus, der in rudimentärer Form präsent bleibt ohne Population von Lymphozytenzellen (Fossum et al., 1980; Vos et al., 1980). Diese Defizienz drückt sich in der Abwesenheit der T-Lymphozyten aus; die B-Lymphozyten bleiben hingegen funktionsfähig.
  • Die nude-Weibchen haben einen Wachstumsfehler der Milchdrüsen und sind nicht in der Lage, ihre Jungen zu säugen (Guillaumot, 1986).
  • Die heterozygoten Tiere Foxn1rnu/Foxn1+ zeigen keine partielle Expression des Phänotyps rnu.

Zwischen der Präsenz vorübergehender Vellushaare und dem Grad an Immunodepression ist keine Korrelation beschrieben. 

RNU Rat (Charles River)

Dieser Stamm wurde 1979-980 durch eine Reihe von Verpaarungen aus 8 ingezogenen Ratten-Linien gewonnen und kam 2001 zu Charles River. Homozygot sind diese Ratten athymisch und haben einen T-Zellen-Mael. Sie zeigen verringerte Zellpopulationen im thymusabhängigen Gebiet der peripheren Lymphorgane. Heterozygote Tiere haben keine Immundefizit (Quelle: Criver)

CD Hairless

Crl:CD-Prss8hr

Eine spontane Mutation in einer Crl:CD(D) Kolonie bei Charles River in den späten 1980ern. Diese Ratten weiden nicht die typischen Charakteristiken von Haarwachstum und Verlust auf wie andere haarlose Modelle. Bisher hat es keine spezifischen genetischen Untersuchungen gegeben, um die Mutation zu identifizieren. (Quelle: Criver)

Hirosaki Hairless Rat

Diese Mutation trat spontan in einem Bestand von Sprague Dawley Ratten auf. Der Lokus für das verantwortliche Gen wurde durch eine Linkage-Analyse ermittelt und auf dem Chromsom 7q36 gemappt. Da viele grundlegende Keartin-Gene an diesem Ort zusammen auftreten, wirde deren Expression untersucht. Reverse Transkriptions-PCR und Genom-PCR zeigen, dass die Gene, die grundlegende Keratine kodieren, nicht exprimiert werden. (Nanashima et al. 20086)Naoki Nanashima, Miki Akita, Toshiyuki Yamada, Takeshi Shimizu, Hajime Nakano, Yang Fan & Shigeki Tsuchida (2008) The Hairless Phenotype of the Hirosaki Hairless Rat Is Due to the Deletion of an 80-kb Genomic DNA Containing Five Basic Keratin Genes, The Journal of Biological Chemistry, 283, 16868-16875).

Weitere Mutationen

Robinson beschreibt in seinem Buch „Genetics of the Norway Rat“ zwei Formen der Hypotrichose.

Hairless

Hairless wurde zuerst von Roberts (1924, 1926,1932) erwähnt und 1940 von Thomas detailiert bschrieben. Als Grundlage wurde ein rezessives Gen hr identifiziert. Bis zu einem Alter von 2-3 Wochen sind diese haarlosen Ratten nicht von normalen RAtten zu unterscheiden. Aber diesem Alter beginnt von der SChnauze an der Haarverlust, bis die Tiere nach 2-3 Wochen fast vollständig nackt sind. Der Grad des Haarverlustes veriiert etwas, aber die Vibrissen bleiben erhalten. Ein neuer Haarwuchszyklus begann im Alter von 35-50 Tagen und das neue Fell war am deutlichsten im Alter von 40-45 Tagen sichtbar. Dieser Zyklus von Haarwuchs und Haarverlust wiederholte sich bis zu viermal. Die Haut der Tiere wurde mit zunehmenden Alter dicker und faltiger. Es gab Hinweise darauf, dass auch heterozygote Tiere einen gestörten Haarwuchs haben können. Als Grundlage wird das Alle hr angenommen, dass auf dem 15. Chromosom lokalisiert ist.

Naked

Naked wurde zum ersten Mal von Castle, Dempster und Shurrager (1955) beschrieben. Die Naked-Tiere konnten bereits bei der Geburt anhand der gebogenen Vibrissen identififiziert erden. Sie bekamen einen dünnes Jugendfell, verloren dieses aber wieder bis zu einem Alter von 3 WochenTeilweise bildete sich ein feiner Haarflaum im Alter von 4 Wochen, ging dann aber wieder verloren. Nach ca. 6 Monaten waren die Tiere meist vollkommen nackt. Die Mütter hatten häufig Laktationsprobleme.

Als Grundlage wird das Naked Allel n angenommen. Es gibt Hinweise darauf, dass hr und n eine Linkage-Gruppe auf dem 3. Chromosom bilden (Castle, 19557)(W. E. CASTLE (1955) FURTHER STUDIES OF LINKAGE IN THE THIRD CHROMOSOME OF THE RAT (1955), Journal of Heredity, Volume 46, Issue 2, March 1955, Pages 84–86).

Charles River Hairless

Inzwischen wurde neben hr und n noch ein weiteres Gen entdeckt, dass sich in Form einer Hypotrichiose auswirkt. Die Charles River Hairless Mutation liegt auf dem Chromsom 1 nahe bei Myl2, D1Rat219, -287 und -438 und ist wahrscheinlich ein Allel zu Fuzz (fz). Es ist homolog zum Chromosom 7 bei Mäusen, auf dem die rezessive Frizzy (fr) Mutation lokalisiert ist (Ahearn et al., 20028)(Ahearn K1, Akkouris G, Berry PR, Chrissluis RR, Crooks IM, Dull AK, Grable S, Jeruzal J, Lanza J, Lavoie C, Maloney RA, Pitruzzello M, Sharma R, Stoklasek TA, Tweeddale J, King TR. (2002) The Charles River "hairless" rat mutation maps to chromosome 1: allelic with fuzzy and a likely orthologue of mouse frizzy. J Hered. 2002 May-Jun;93(3):210-3).

Der Standard der Nacktratte

Die American Fancy Rat and Mouse Society beschreibt in ihrem Standard vom 9.10.1994 die Hairless wie folgt:
Haarlose Ratten sollten eine dünne, strahlende, fast durchscheinende Haut haben die frei ist von Narben oder Pickeln. Die Haut kann jede Farbe oder anerkannte Abzeichen haben, Falten sollten nicht negativ bewertet werden. Die Augen können jede beliebige Farbe haben, sollten aber strahlend und frei von irgendwelchen Problemen sein. Die Ohren sollten sehr groß und faltenfrei sein. Die Vibrissen können sehr kurz oder fehlend sein, gewöhnlich sind sie gekräuselt.

Im Deutschen Standard der Farbratte werden Nacktratten explizit ausgeschlossen.

References   [ + ]

1. Ferguson FG, Irving GW III, and Stedham MA, 1979. Three variations of hairlessness associated with albi- nism in the laboratory rat. Lab Anim Sci 29:459–465
2. Hanada K, Chiyoya S, and Suzuki K, 1988. Study of the skin of a new hairless rat mutant. J Dermatol Surg On-col 15:257–262
3. Hedrich HJ, 1990. Mutant genes and polymorphic loci of the laboratory rat. In: Genetic monitoring of inbred strains of rats ( Hedrich HJ, ed). New York: Gustav Fischer Verlag; 289–409
4. Moemeka AN, Hildebrandt AL, Radaskiewicz P, and King TR, 1998. Shorn (shn): a new mutation causing hypotrichosis in the Norway rat. J Hered 89:257–260.
5. Robinson R, 1979. Taxonomy and genetics. In: The laboratory rat ( Baker HJ, Lindsey JR, and Weisbroth SH, eds). New York: Academic Press; 37–54.
6. Naoki Nanashima, Miki Akita, Toshiyuki Yamada, Takeshi Shimizu, Hajime Nakano, Yang Fan & Shigeki Tsuchida (2008) The Hairless Phenotype of the Hirosaki Hairless Rat Is Due to the Deletion of an 80-kb Genomic DNA Containing Five Basic Keratin Genes, The Journal of Biological Chemistry, 283, 16868-16875
7. (W. E. CASTLE (1955) FURTHER STUDIES OF LINKAGE IN THE THIRD CHROMOSOME OF THE RAT (1955), Journal of Heredity, Volume 46, Issue 2, March 1955, Pages 84–86
8. (Ahearn K1, Akkouris G, Berry PR, Chrissluis RR, Crooks IM, Dull AK, Grable S, Jeruzal J, Lanza J, Lavoie C, Maloney RA, Pitruzzello M, Sharma R, Stoklasek TA, Tweeddale J, King TR. (2002) The Charles River "hairless" rat mutation maps to chromosome 1: allelic with fuzzy and a likely orthologue of mouse frizzy. J Hered. 2002 May-Jun;93(3):210-3