实验动物的基本概念..

第二章实验动物的基本概念第二章实验动物的基本概念第一节实验动物的定义第二节实验动物的微生物学控制分类第三节实验动物的遗传学控制分类及命名第四节不同遗传背景实验动物的繁育体系第一节实验动物的定义一、实验动物(laboratoryanimal)实验动物是指经人工培育的、对其携带的微生物实行控制、遗传背景明确或来源清楚，用于科学研究、教学、生物制品或药品鉴定以及其他科学实验的动物。实验动物≠实验用动物二、实验用动物(experimentalanimal)野生动物实验动物家畜（禽）野生动物、观赏动物按微生物学控制程度分类普通级(conventionalanimal)清洁级(cleananimal)无特定病原体动物(specificpathogenfreeanimal)无菌动物(germfreeanimal）第二节实验动物的微生物学控制分类一、普通级动物(conventionalanimal)不携带所规定的人兽共患病病原和动物烈性传染病病原。饲养于开放环境中。是微生物等级要求最低的动物。二、清洁级动物(cleananimal)除普通动物应排除的病原外，不携带对动物危害大和对科学研究干扰大的病原。饲养于屏障环境中或IVC系统中。所用的饲料、垫料、笼器具都要经过消毒灭菌处理。饮用水用高压灭菌水或pH2.5-2.8的酸化水。工作人员需换灭菌工作服鞋、帽、口罩进入动物室操作。三、无特定病原体动物（Specificpathogenfreeanimals,SPF）或称SPF动物除清洁级动物应排除的病原外，不携带主要潜在感染或条件致病和对科学实验干扰大的病原。国际上公认SPF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。SPF动物来源于无菌动物。必须饲养在屏障环境中。实行严格的微生物学控制。微生物学检测报告常规检测项目四、无菌动物（Germfreeanimals）无菌动物指无可检出一切生命体的动物。进一步说，是指用现有的检测技术在动物体内外的任何部位均检不出任何微生物和寄生虫的动物。无菌动物来源于剖腹产或无菌卵的孵化，饲育于隔离环境。五、悉生动物（Gnotobioticanimals）也称已知菌动物或已知菌丛动物（Animalwithknownbacterialufora），是指在无菌动物体内植入已知微生物的动物。必须饲养于隔离器中。根据植入无菌动物体内菌落数目的不同，悉生动物可分为单菌（Monoxenie）、双菌（Dixenie）、三菌（Trixenie）和多菌（Polyxenie）动物。第三节实验动物的遗传学控制分类及命名根据其遗传特点的不同分类突变系封闭群杂交群近交系（一）定义近交系是指至少连续20代的全同胞兄妹交配培育而成，品系内所有个体都可追溯到起源于第20代或以后代数的一对共同祖先。经连续20代以上亲代与子代交配与全同胞兄妹交配有等同效果。近交系的近交系数(inbreedingcoefficient)应大于99%。一、近交系动物（二）命名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A系、TA1系等。（三）近交代数近交系的近交代数用大写英文字母F表示。例如当一个近交系的近交代数为87代时，写成(F87)。（四）亚系（substrain）1．定义亚系是指一个近交系内的各个分支的动物之间，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：1）在兄妹交配代数达40代以前形成的分支(即发生于F20到F40之间)；2）一个分支与其他分支分开繁殖超过100代；3）已发现一个分支与其他分支存在差异。产生这种差异的原因可能是残留杂合、突变或遗传污染(geneticcontamination)(即一个近交系与非本品系动物之间杂交引起遗传改变)。由于遗传污染形成的亚系，通常与原品系之间遗传差异较大，因此对这样形成的亚系应重新命名。在原品系的名称后加一道斜线，斜线后标明亚系的符号。亚系的符号应是以下三种：1）数字，如DBA/1、DBA/2等。2）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3)当一个保持者保持的一个近交系具有两个以上的亚系时，可在数字后再加保持者的缩写英文名称来表示亚系。4)作为以上命名方法的例外情况是一些建立及命名较早，并为人们所熟知的近交系，亚系名称可用小写英文字母表示，如BALB/c、C57BR/cd等。（五）近交系的特征及应用基因位点的纯合性遗传组成的同源性表型一致性长期遗传稳定性遗传特征的可分辨性遗传组成的独特性分布的广泛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遗传特性，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。（2）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验中最为理想的材料。3．应用（3）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成对某项实验的影响，还可观察实验结果是否有普遍意义。（六）其他近交系类型1.重组近交系和重组同类系1)重组近交系(RI)：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。2)重组同类系(RC)：由两个近交系杂交后，子代与两个亲代近交系中的一个近交系进行数次回交(通常回交2次)，再经过对特殊基因选择的近亲交配而育成的近交系。命名1)重组近交系的命名由两个亲代近交系的缩写名称中间加大写英文字母X命名。由相同双亲交配育成的一组近交系用阿拉伯数字以区分。例如：由BALB/c与C57BL两个近交系杂交育成的一组重组近交系，分别命名为CXB1、CXB2……2)重组同类系的命名由两个亲代近交系的缩写名称中间加小写英文字母c命名，用其中做回交的亲代近交系(称受体近交系)在前，供体近交系在后。由相同双亲育成的一组重组同类系阿拉伯数字予以区分。如CcS1，表示由以BALB/c(C)为亲代近交系，以STS(S)品系为供体近交系，经2代回交育成的编号为1的重组同类系。2.同源突变近交系1）同源突变近交系：两个近交系，除了在一个指明位点等位基因不同外，其他遗传基因全部相同，简称同源突变系。同源突变系一般皆由近交系发生基因突变而形成。命名由发生突变的近交系名称后加突变基因符号(用英文斜体印刷体)组成,二者之间以连接号分开，如：DBA/Ha-D。当突变基因必须以杂合子形式保持时，用“+”号代表野生型基因，如：A/Fa-+/c。3．同源导入近交系(同类近交系)1)通过杂交-互交（cross-intercross）或回交（backcross）等方式将一个基因导入到近交系中，由此形成的一个新的近交系与原来的近交系只是在一个很小染色体片段上的基因不同，称为同源导入近交系（同类近交系），简称同源导入系（同类系）。命名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（2）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（3）导入基因的符号（用英文斜体），与（2）项之间以连字符分开。例如：B10.129-H-12b表示该同源导入近交系的遗传背景为C57BL/10sn，导入B10的基因为H-12b，基因提供者为129/J。二、突变系动物1.定义保持有特殊突变基因或具有特殊性状的品系动物。2.命名在原品系名后加横线，横线后加上突变基因的符号。如129-dy：ob；3.应用三、封闭群（远交群）1.定义以非近亲交配方式进行繁殖生产的一个实验动物种群，在不从其外部引入新个体的条件下，至少连续繁殖4代以上,封闭群亦称为远交群。2.命名封闭群由2~4个大写英文字母命名，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，后面的字母小写，一般不超过4个字母。保持者与种群名称之间用冒号分开。例如：N：NIH表示由美国国立卫生研究院保持的NIH封闭群小鼠。3.特征与应用可用于某些性状遗传力的研究；具有与人类相似的遗传异质性，用于药物研究、毒性试验、安全性评价；大量应用于教学及探索性实验遗传组成杂合性繁殖力强，产仔多生长快，抗病力强易于饲养管理，生产成本相对较低四．杂交群1.定义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F1动物。2.命名杂交群用以下方式命名：雌性亲代名称放在前，雄性亲代名称居后，二者之间以大写英文字母“X”相连表示杂交，将以上部分用括号括起，再在其后标明杂交的代数。例如：（C57BL/6XDBA/2）F1=B6D2F13.特征与应用研究外周血中干细胞的重要实验材料进行移植物抗宿主反应良好的实验材料细胞动力学研究单克隆抗体研究遗传和表型上的均质性具有杂交优势具有同基因型分布广泛第四节不同遗传背景实验动物的繁育体系一、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。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。2.随机交配的方法3.封闭群动物的维持与生产核心群根据雄种动物数目确定交配模式：10-25只时，最佳避免近交法；26-100只时，循环交配法；100只时，随选交配法。引种原则：遗传背景明确，引种不少于25对。繁殖原则：保持核心群，扩大繁殖群。管理原则品种品系不混淆，不交叉不引进新的种群与原种群配种记录完整二、近交系和杂交一代的繁育体系1.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减少杂合基因的百分率从而了解不同代次基因纯化程度。2.近交系繁育的基本方法a.单线法b.平行线法c.选优法选优法在红绿灯繁育体系中，近交系动物可分为基础群、血缘扩大群和生产群。3.近交系的繁育体系（红绿灯繁育体系）4.杂交一代的繁育体系两个近交品系杂交，只取第一代，不得留种注意近交品系的选择注意名称的表述三、重组近交系的繁育体系遵循近交系繁育方法四、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有利于繁殖生产为手段