实验动物的基本概念

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1、实验动物的基本概念实验动物的基本概念第二章第二章 实验动物的基本概念实验动物的基本概念 第一节第一节 实验动物的定义实验动物的定义 第二节第二节 实验动物的微生物学控制分类实验动物的微生物学控制分类 第三节第三节 实验动物的遗传学控制分类及命名实验动物的遗传学控制分类及命名 第四节第四节 不同遗传背景实验动物的繁育体系不同遗传背景实验动物的繁育体系第一节第一节 实验动物的定义实验动物的定义 一、实验动物一、实验动物(laboratory animal)实实验验动动物物是是指指经经人人工工培培育育的的、对对其其携携带带的的 微微生生物物实实行行控控制制、遗遗传传背背景景明明确确或或来来源源清清楚

2、楚，用用于于科科学学研研究究、教教学学、生生物物制制品品或或药药品品鉴鉴定定以以及其他科学实验的及其他科学实验的动物。动物。实验动物实验动物实验用动物实验用动物二、实验用动物二、实验用动物(experimental animal)野生动物野生动物 实实 验验 动动 物物家家畜（禽）畜（禽）野生动物、观赏动物野生动物、观赏动物按微生物学控制程度分类按微生物学控制程度分类 普通级普通级(conventional animal)(conventional animal)清洁级清洁级(clean animal)(clean animal)无特定病原体动物无特定病原体动物 (specific patho

3、gen free animal)(specific pathogen free animal)无菌动物无菌动物(germ free animal(germ free animal）第二节第二节 实验动物的微生物学控制分类实验动物的微生物学控制分类一、一、普通级动物普通级动物(conventional animal)u 不携带所规定的人兽不携带所规定的人兽 共患病病原和动物烈共患病病原和动物烈 性传染病病原。性传染病病原。u 饲养于开放环境中。饲养于开放环境中。u 是微生物等级要求最是微生物等级要求最 低的动物低的动物。二、清洁级动物二、清洁级动物(clean animal)u 除除普普通通动动

4、物物应应排排除除的的病病原原外外，不不携携带带对对动动物物危害大和对科学研究干扰大的病原危害大和对科学研究干扰大的病原。u饲养于屏障环境中或饲养于屏障环境中或IVC系统中系统中。u所用的饲料、垫料、笼器具都要经过消毒灭菌处所用的饲料、垫料、笼器具都要经过消毒灭菌处理理。u饮用水用高压灭菌水或饮用水用高压灭菌水或pH2.5-2.8的酸化水的酸化水。u工作人员需换灭菌工作服鞋、帽、口罩进入动物工作人员需换灭菌工作服鞋、帽、口罩进入动物室操作。室操作。三、无特定病原体动物三、无特定病原体动物（Specific pathogen free animals,SPF）或称或称SPF动物动物u 除除清洁级动

5、物应排除清洁级动物应排除的病原的病原外，不携带外，不携带主要潜在主要潜在 感染感染或条件致病和对或条件致病和对科学实验科学实验干扰大干扰大的病原。的病原。国际上公认国际上公认SPF动物适用于所有科研实验，是目前动物适用于所有科研实验，是目前国际标准级别的实验动物。国际标准级别的实验动物。uSPF动物来源于无菌动物。动物来源于无菌动物。u必须饲养在屏障环境中。必须饲养在屏障环境中。u实行严格的微生物学控制。实行严格的微生物学控制。微生物学检测报告微生物学检测报告常规检测项目常规检测项目四、四、无菌动物无菌动物（Germfree animals）u 无菌动物指无菌动物指无可无可检出一切检出一切 生

6、命体生命体的的动物。动物。进一步说，是进一步说，是指指用现有的用现有的检测技术在动物体内检测技术在动物体内外外的任何的任何部位均检不出任何部位均检不出任何微生物微生物和寄和寄生虫的动物生虫的动物。u 无菌动物无菌动物来源于来源于剖腹产或剖腹产或 无菌无菌卵的孵化，饲育卵的孵化，饲育于隔于隔 离环境离环境。五、悉生动物五、悉生动物（Gnotobiotic animals）u也也称称已已知知菌菌动动物物或或已已知知菌菌丛丛动动物物（Animal with known bacterialufora），是是指指在在无无菌菌动动物物体体内内植植入入已知微生物的已知微生物的动物。动物。u必须必须饲养于隔离

7、器饲养于隔离器中。中。u根据根据植入无菌动物体内菌落数目的不同，植入无菌动物体内菌落数目的不同，悉生动悉生动物物可可分分为为单单菌菌（Monoxenie）、双双菌菌（Dixenie）、三菌三菌（Trixenie）和和多菌多菌（Polyxenie）动物。动物。第三节第三节 实验动物的遗传学控制实验动物的遗传学控制分类及命名分类及命名 根据其遗传特点的不同根据其遗传特点的不同分类分类突变系突变系封闭群封闭群杂交群杂交群近交系近交系（一）定义（一）定义 近交系是指至少近交系是指至少连续连续2020代代的的全同胞兄妹全同胞兄妹交配培育而交配培育而成，品系内所有个体都可追溯到起源于第成，品系内所有个体都

8、可追溯到起源于第2020代或以后代或以后代数的一对共同祖先。代数的一对共同祖先。经经连连续续2020代代以以上上亲亲代代与与子子代代交交配配与与全全同同胞胞兄兄妹妹交交配配有等同效果。有等同效果。近交系的近交系数近交系的近交系数(inbreeding coefficient)应大于应大于 99%99%。一、近交系动物一、近交系动物（二）命名（二）命名近交系一般以大写英文字母命名，亦可以用大写英近交系一般以大写英文字母命名，亦可以用大写英文字母加阿拉伯数字命名，符号应尽量简短。如文字母加阿拉伯数字命名，符号应尽量简短。如A系、系、TA1系等。系等。（三）近交代数（三）近交代数 近交系的近交代数用

9、大写英文字母近交系的近交代数用大写英文字母F F表示。例如当表示。例如当一个近交系的近交代数为一个近交系的近交代数为8787代时，写成代时，写成(F87)(F87)。（四）亚系（四）亚系（substrain）1 1定义定义 亚亚系系是是指指一一个个近近交交系系内内的的各各个个分分支支的的动动物物之之间间，已经发现或十分可能存在遗传差异。已经发现或十分可能存在遗传差异。通常有下述三种情况会发生亚系分化：通常有下述三种情况会发生亚系分化：1 1）在兄妹交配代数达在兄妹交配代数达4040代以前形成的分支代以前形成的分支(即发即发生于生于F20F20到到F40F40之间之间)；2 2）一个分支与其他分

10、支分开繁殖超过一个分支与其他分支分开繁殖超过100100代；代；3）已已发发现现一一个个分分支支与与其其他他分分支支存存在在差差异异。产产生生这这种种差差异异的的原原因因可可能能是是残残留留杂杂合合、突突变变或或遗遗传传污污染染(geneticcontamination)(即即一一个个近近交交系系与与非非本本品品系系动动物物之之间间杂杂交交引引起起遗遗传传改改变变)。由由于于遗遗传传污污染染形形成成的的亚亚系系，通通常常与与原原品品系系之之间间遗遗传传差差异异较较大大，因因此此对这样形成的亚系应重新命名。对这样形成的亚系应重新命名。在在原原品品系系的的名名称称后后加加一一道道斜斜线线，斜斜线线

11、后后标标明明亚亚系系的的符号符号。亚系的符号应是以下三种：亚系的符号应是以下三种：1 1）数字，如）数字，如DBA/1、DBA/2等。等。2 2）培育或产生亚系的单位或人的缩写英文名称，第）培育或产生亚系的单位或人的缩写英文名称，第 一个字母用大写，以后的字母用小写。使用缩写一个字母用大写，以后的字母用小写。使用缩写 英文名称应注意不要和已公布过的名称重复英文名称应注意不要和已公布过的名称重复。2亚系的命名亚系的命名3)当当一一个个保保持持者者保保持持的的一一个个近近交交系系具具有有两两个个以以上上的的亚亚系系时时，可可在在数数字字后后再再加加保保持持者者的的缩缩写写英英文文名名称称来表示亚系

12、。来表示亚系。4)作作为为以以上上命命名名方方法法的的例例外外情情况况是是一一些些建建立立及及命命名名较较早早，并并为为人人们们所所熟熟知知的的近近交交系系，亚亚系系名名称称可可用用小写英文字母表示，如小写英文字母表示，如BALB/c、C57BR/cd等。等。（五）近交系的特征及应用（五）近交系的特征及应用基因位点的纯合性基因位点的纯合性 遗传组成的同源性遗传组成的同源性 表型一致性表型一致性 长期遗传稳定性长期遗传稳定性 遗传特征的可分辨性遗传特征的可分辨性 遗传组成的独特性遗传组成的独特性 分布的广泛性分布的广泛性 背景资料的完整性背景资料的完整性（1）近交系动物的个体具有相同的遗传组成和

13、遗传特近交系动物的个体具有相同的遗传组成和遗传特 性，对试验反应极为一致，因此在试验中，只需性，对试验反应极为一致，因此在试验中，只需 少量的动物，即可得到非常规律的试验结果。少量的动物，即可得到非常规律的试验结果。（2）近交系动物个体之间组织相容性抗原一致，异体近交系动物个体之间组织相容性抗原一致，异体 移植不产生排斥反应，是组织细胞和肿瘤移植试移植不产生排斥反应，是组织细胞和肿瘤移植试 验中最为理想的材料。验中最为理想的材料。3应用应用（3）每个近交系都有各自显明的生物学特点，如先每个近交系都有各自显明的生物学特点，如先 天性畸形、高肿瘤发病率、对某些因子的敏感天性畸形、高肿瘤发病率、对某

14、些因子的敏感 和耐受等，这些特点在医学领域非常重要。和耐受等，这些特点在医学领域非常重要。（4）多个近交系同时使用不仅可以分析不同遗传组多个近交系同时使用不仅可以分析不同遗传组 成对某项实验的影响，还可观察实验结果是否成对某项实验的影响，还可观察实验结果是否 有普遍意义。有普遍意义。（六）（六）其他近交系类型其他近交系类型1.重组近交系和重组同类系重组近交系和重组同类系1)重组近交系重组近交系(RI)：由两个近交系杂交后，经连续：由两个近交系杂交后，经连续20代以上兄妹交配育成的近交系。代以上兄妹交配育成的近交系。2)重组同类系重组同类系(RC)：由两个近交系杂交后，子代：由两个近交系杂交后，

15、子代与与两两个个亲亲代代近近交交系系中中的的一一个个近近交交系系进进行行数数次次回回交交(通通常回交常回交2次次)，再经过对特殊基因选择的近亲交，再经过对特殊基因选择的近亲交配而育成的近交系。配而育成的近交系。命名命名1)重组重组近交系的命名近交系的命名由两个亲代近交系的缩写名称中间由两个亲代近交系的缩写名称中间加大写加大写英文英文字母字母X命名。由相同双亲交配育成的一命名。由相同双亲交配育成的一组近组近交交系用阿拉伯数字以区分。例如：由系用阿拉伯数字以区分。例如：由BALB/c与与C57BL两个近交系杂交育成的一组重组两个近交系杂交育成的一组重组近交系，近交系，分别分别命名为命名为CXB1、

16、CXB22)重组同类系的命名重组同类系的命名由由两两个个亲亲代代近近交交系系的的缩缩写写名名称称中中间间加加小小写写英英文文字字母母c命命名名，用用其其中中做做回回交交的的亲亲代代近近交交系系(称称受受体体近近交交系系)在在前前，供供体体近近交交系系在在后后。由由相相同同双双亲亲育育成成的的一一组组重重组组同同类类系系阿阿拉拉伯伯数数字字予予以以区区分分。如如CcS1，表表示示由由以以BALB/c(C)为为亲亲代代近近交交系系，以以STS(S)品品系系为为供供体体近近交系，经交系，经2代回交育成的编号为代回交育成的编号为1的重组同类系。的重组同类系。2.同源突变近交系同源突变近交系1）同同源源

17、突突变变近近交交系系：两两个个近近交交系系，除除了了在在一一个个指指明明位位点点等等位位基基因因不不同同外外，其其他他遗遗传传基基因因全全部部相相同同，简称同源突变系。，简称同源突变系。同同源源突突变变系系一一般般皆皆由由近近交交系系发发生生基基因因突突变变而而形成。形成。命名命名由由发发生生突突变变的的近近交交系系名名称称后后加加突突变变基基因因符符号号(用用英英文文斜斜体体印印刷刷体体)组组成成,二二者者之之间间以以连连接接号号分分开开，如如：DBA/Ha-D。当突变基因必须以杂合子形式保持时，用当突变基因必须以杂合子形式保持时，用“+”号号代表野生型基因，如：代表野生型基因，如：A/Fa

18、-+/c。3同源导入近交系同源导入近交系(同类近交系同类近交系)1)通通 过过 杂杂 交交-互互 交交（cross-intercross）或或 回回 交交（backcross）等等方方式式将将一一个个基基因因导导入入到到近近交交系系中中，由由此此形形成成的的一一个个新新的的近近交交系系与与原原来来的的近近交交系系只只是是在在一一个个很很小小染染色色体体片片段段上上的的基基因因不不同同，称称为为同同源源导导入入近近交交系系（同同类类近近交交系系），简简称称同同源源导导入入系系（同类系）。（同类系）。命名命名同源导入系名称由以下三部分组成同源导入系名称由以下三部分组成（1）接受导入基因的近交系名称

19、）接受导入基因的近交系名称（2）提供导入基因的近交系的缩写名称，并与（）提供导入基因的近交系的缩写名称，并与（1）项之间有英文句号分开项之间有英文句号分开（3）导导入入基基因因的的符符号号（用用英英文文斜斜体体），与与（2）项项之之间以连字符分开。间以连字符分开。例例如如：B10.129-H-12b表表示示该该同同源源导导入入近近交交系系的的遗遗传传背背景景为为C57BL/10sn，导导入入B10的的基基因因为为H-12b，基基因因提提供者为供者为129/J。二、突变系动物二、突变系动物1.定义定义保持有特殊突变基因或具有特殊性状的品系动物。保持有特殊突变基因或具有特殊性状的品系动物。2.命名

20、命名在在原原品品系系名名后后加加横横线线，横横线线后后加加上上突突变变基基因因的的符符号号。如如129-dy：ob；3.应用应用三、封闭群（远交群）三、封闭群（远交群）1.定义定义以以非非近近亲亲交交配配方方式式进进行行繁繁殖殖生生产产的的一一个个实实验验动动物物种种群群，在在不不从从其其外外部部引引入入新新个个体体的的条条件件下下，至至少少连连续续繁殖繁殖4代代以上以上,封闭群亦称为远交群。封闭群亦称为远交群。2.命名命名封闭群由封闭群由24个大写英文字母个大写英文字母命名，种群名称前命名，种群名称前标明保持者的英文缩写名称，第一个字母须大写，后标明保持者的英文缩写名称，第一个字母须大写，后

21、面的字母小写，一般不超过面的字母小写，一般不超过4个字母。保持者与种群个字母。保持者与种群名称之间用冒号分开。名称之间用冒号分开。例如：例如：N：NIH表示由美国国立卫生研究院保持表示由美国国立卫生研究院保持的的NIH封闭群小鼠。封闭群小鼠。3.特征与应用特征与应用u可用可用于某些性状遗传力的研究；于某些性状遗传力的研究；u具有具有与人类相似的遗传异质性与人类相似的遗传异质性，用，用于于药物研究、毒性试验、安全性评价；药物研究、毒性试验、安全性评价；u大量大量应用于教学及应用于教学及探索性实验探索性实验遗传组成杂合性遗传组成杂合性繁殖力强，产仔多繁殖力强，产仔多生长快，抗病力强生长快，抗病力强

22、易于饲养管理，生产成本相对较低易于饲养管理，生产成本相对较低四杂交群四杂交群1.定义定义杂交群是指两个近交系之间交配所繁殖的子一代动杂交群是指两个近交系之间交配所繁殖的子一代动物，简称杂交物，简称杂交F1动物。动物。2.命名命名杂杂交交群群用用以以下下方方式式命命名名：雌雌性性亲亲代代名名称称放放在在前前，雄雄性性亲亲代代名名称称居居后后，二二者者之之间间以以大大写写英英文文字字母母“X”相相连连表表示示杂杂交交，将将以以上上部部分分用用括括号号括括起起，再再在在其其后后标标明杂交的代数。明杂交的代数。例如：例如：（C57BL/6XDBA/2）F1=B6D2F13.3.特征与应用特征与应用u研

23、究研究外周血中干细胞的重要实验材料外周血中干细胞的重要实验材料u进行进行移植物抗宿主反应良好的实验材料移植物抗宿主反应良好的实验材料u细胞动力学细胞动力学研究研究u单克隆抗体单克隆抗体研究研究遗传和表型上的均质性遗传和表型上的均质性具有杂交优势具有杂交优势具有同基因型具有同基因型分布广泛分布广泛第四节第四节 不同遗传背景实验动物的不同遗传背景实验动物的繁育体系繁育体系一、封闭群的繁育体系一、封闭群的繁育体系1.随机交配的意义和应用随机交配的意义和应用所谓随机交配：在一个有性繁殖的生物群体中，任何所谓随机交配：在一个有性繁殖的生物群体中，任何一个雌性或雄性的个体与任何一个相反性别的个体交配一个雌

24、性或雄性的个体与任何一个相反性别的个体交配的概率都相同。对于一个随机交配的群体而言，其基因的概率都相同。对于一个随机交配的群体而言，其基因频率和基因型频率总能保持恒定。频率和基因型频率总能保持恒定。将群内雌雄动物分别编号，按照数学表或其它随将群内雌雄动物分别编号，按照数学表或其它随机方法进行配对，但要排除近亲配对，尽可能不安排机方法进行配对，但要排除近亲配对，尽可能不安排三代以内近亲交配，留种时，每对均要按要求保留雌三代以内近亲交配，留种时，每对均要按要求保留雌雄动物，以保持一定的群体数量。雄动物，以保持一定的群体数量。2.随机交配的方法随机交配的方法3.封闭群动物的维持与生产封闭群动物的维持

25、与生产核心群根据核心群根据雄种雄种动物数目确定交配模式：动物数目确定交配模式：10-2510-25只时，最佳避免近交法；只时，最佳避免近交法；26-100 26-100只时，循环交配法；只时，循环交配法；100100只时，随选交配法。只时，随选交配法。引种原则：遗传背景明确，引种不少于引种原则：遗传背景明确，引种不少于25对。对。繁殖原则：保持核心群，扩大繁殖群。繁殖原则：保持核心群，扩大繁殖群。管理原则管理原则品种品系不混淆，不交叉品种品系不混淆，不交叉不引进新的种群与原种群配种不引进新的种群与原种群配种记录完整记录完整二、近交系和杂交一代的繁育体系二、近交系和杂交一代的繁育体系1.近交系数

26、近交系数近交系数是用以计算在一定近亲交配形式下各代近交系数是用以计算在一定近亲交配形式下各代减少杂合基因的百分率从而了解不同代次基因纯化减少杂合基因的百分率从而了解不同代次基因纯化程度。程度。2.近交系繁育的基本方法近交系繁育的基本方法a.单线法单线法b.平行线法平行线法c.选优法选优法选优法选优法在红绿灯繁育体系中，近交系动物可分为在红绿灯繁育体系中，近交系动物可分为基础群、基础群、血缘扩大群血缘扩大群和和生产群生产群。3.近交系的繁育体系近交系的繁育体系（红绿灯繁育体系）（红绿灯繁育体系）4.杂交一代的繁育体系杂交一代的繁育体系两个近交品系杂交，只取第一代，不得留种两个近交品系杂交，只取第一代，不得留种注意近交品系的选择注意近交品系的选择注意名称的表述注意名称的表述三、重组近交系的繁育体系三、重组近交系的繁育体系 遵循近交系繁育方法遵循近交系繁育方法四、基因突变动物的繁殖体系四、基因突变动物的繁殖体系以突变基因或表型性状代代相传为原则以突变基因或表型性状代代相传为原则 以有利于繁殖生产为手段以有利于繁殖生产为手段结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！46