《实验动物与管理教学课件》2.-实动分类及质量监控

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1、1,实验动物的分类及 其质量控制,2,实验动物的分类,实验动物按生物学方法分类 实验动物按遗传学控制分类 实验动物按微生物控制分类,3,1. 实验动物按生物学方法分类,界,门,亚门,总纲,纲,亚纲,总目,目,亚目,总科,科,亚科,属,亚属,种,亚种,Super;Sub,4,种名的命名：,双名法：属名种名 人类的学名：Homo sapiens (L),亚种的命名： 三名法：属名种名亚种名,5,2. 实验动物按遗传学控制分类,近交系动物 杂交群动物 突变系动物 封闭群动物,6,一、近交系动物 近交系动物（Inbred strain animals）也称纯系动物，是经至少连续20代的全同胞兄妹交配或

2、亲子交配培育而成，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，这时个体的近交系数大于98.6%，遗传物质高度纯合和稳定的品系的动物，称为近交系。,7,近交系数(Inbreeding Coefficient),近交系数是指：个体由于近交而造成的异质基因减少时，同质基因或纯合子的百分数。它反映动物在不同代次的纯和程度。 Falconer（1960）指出连续全同胞的兄妹交配，每代近交率平均上升19%，并提出近交系数的计算公式，即： Fn=1-(1- F )n （n：近交代数； F ：每一代近交系数上升率） 如： F =19%，兄妹连续交配第20代的近交率，即：F20 =1-（1-

3、0.19）20=98.96%,8,由于各种动物的耐受近交的能力不同，因而建立近交系的的近交系数的标准也不同。如，小鼠和大鼠可以忍受最大程度的近交，近交系数要求大于98.6%，而鸡则不同，过度近交很难成活保存，故鸡的近交系数一般为37.5%50%，相当于全同胞交配23个世代。我国学者培育出西双版纳小耳猪JB、JS近交品系，两品系个体的近交系数95.2%，相当于兄妹交配15代，是国际上第一株大型哺乳类动物的近交系。,9,近交系动物的特征,1. 基因纯合性。通过持续20代以上的近亲繁殖，基因已高度纯合化，在理论上应达到98.96%以上。 2. 遗传稳定性。由于近亲繁殖增加了在特定部位纯合子互相配合的

4、可能性，因而减少了遗传变异，因为基因高度纯合，所以纯合子基因可以极稳定地传给后代。 3. 同基因性。基因型或称遗传型是一切遗传基础的总和，是内在的遗传本质。同基因性，是指一个近交品系中所有个体在遗传上是同源的。 4. 表现型的均一性。表现型是基因在环境因素作用下表现出来的、可被直接观察到的亲代的性状。在相同环境因素的作用下，由于遗传是均质的，所以其表现型是均一的，反应性是一致的。,10,5. 个体性。由于不同品系都具有不同的遗传组成和生物学特性，所以不同品系各有不同的特性。 6. 分布的广泛性。许多近交系在国际上广泛分布，从而有可能在世界各国之间进行比较研究。 7. 资料可查性。近交品系的一个

5、最有价值的特点是具有相当数量的背景资料，在培育和保种的过程中都有详细的记录，目前已有相当数量的文献记载着各个品系的生物学特征。 8.可分辨性。每个近交品系都具有自己独特的生化标志基因等特点，研究工作者可定期进行检测，以识别所使用的近交品系动物是否可靠,11,近交系动物的应用,近交系动物应用于实验中，只需少量的动物。 近交系动物用于组织细胞或肿瘤移植的实验中。 近交系动物是进行基因连锁分析、比较遗传学、生理学和发育生物学研究的理想模型。 某些近交品系可成为肿瘤病因学、肿瘤药理学研究的重要模型。 多个近交品系同时使用，可使不同研究者分析不同遗传基因对某实验的影响，或者观察实验结果是否具有普遍意义。

6、,12,常用的近交系大小鼠,1常用的近交系小鼠 1）A；2）AKR；3）BALB/c ； 4）CBA ；5）C3H ；6）C57BL/6 ；7）DBA/1 ；8）DBA/2 2常用的近交系大鼠 1）ACI；2）BN；3）BUF ；4）COP；5）F344 ；6）SHR ；7）LEW。,13,14,15,杂交群动物的基本概念,两个不同近交系之间进行有计划的交配，杂交所产生的第一代动物，即F1代动物。具有两亲本遗传特性或产生新的遗传特性。,16,特点： 1、杂交一代的动物由于具有杂交优势，因此其生活能力，对外界环境的适应能力和抗病力等都较其亲代强。 2、避免了由于近亲交配所引起的衰退现象。 3、每

7、只动物具有相同的基因组合和基本一致的表现型，对外界刺激和实验具有一致的反应性和敏感性。,17,杂交群动物的特点及其应用,具有杂交优势，生命力强，表现为适应性和抗病力强，繁殖力高，没有近交系那种近交衰退的现象;适合于进行各种长期慢性实验 具有与近交系动物相类似的遗传均质性(遗传和表现型上)，因而动物试验的可重复性好 ,适用于营养、药物、病原和激素的生物评价。 具有杂合的遗传组成，适用于免疫学和发育生物学等领域的研究。 国内外广泛采用，分布广，研究结果便于类比和交流。,18,突变系正常染色体的基因发生了突变，从而具有某种特殊性状表型的各种遗传缺陷品系。 如，裸鼠、糖尿病大鼠等。 突变系动物可分为由

8、自发突变而来和人工诱变而来的两大类。,突变系动物（mutant strain animals）,19,可见突变，动物发生了可由肉眼观察到的变异。如，基本没有被毛及胸腺发育不全的裸小鼠、裸大鼠等. 生化突变，动物的某一生化功能发生改变，甚至丧失。如严重联合免疫缺陷小鼠。 致死性或条件致死性突变，致死性突变有显性和隐性两种，如镰状红细胞贫血症就是隐性致死性突变。也有一些致死性突变，在某种条件下动物可以存活，缺乏这种条件动物则会致死。,20,突变系动物的特点及其应用,遗传机制的研究，如作染色体的基因定位等; 人类疾病的动物模型，是其最主要的应用领域。有些突变使动物的免疫系统功能改变，有的使内分泌系统

9、、心血管系统功能发生改变。从而为医学生物学研究，提供了在实验动物身上复制各种人类疾病并加以研究的可能。 突变系动物还可以用于其他的领域，如，利用免疫缺陷动物作环境质量监测等。,21,常用的突变系动物,已报道的突变系小鼠有100多种， 常用的有： 联合免疫缺陷小鼠 裸小鼠 尿崩小鼠 侏儒症小鼠 糖尿病小鼠 肌萎缩症小鼠等,22,裸鼠 带有纯合裸基因（nu/nu）的小鼠具有两个主要的缺陷特征： （1）毛发生长发育异常，表现为全身形似无毛，呈裸体外表；（2）无胸腺，仅有胸腺残迹或异常的胸腺上皮，这种上皮不能使T细胞正常分化，缺乏成熟T细胞的辅助、抑制及杀伤功能，因而细胞免疫力低下。 主要应用于人类的

10、免疫细胞的移植和肺肿瘤的移植研究。,23,1962年英国格拉斯医院Grist 在非近交的小鼠中偶然发现有个别无毛小鼠， 后来证实是由于基因突变造成的并伴有先天性胸腺发育不良，称为裸小鼠(nude mice)，用“nu”表示裸基因符号。裸小鼠是由于染色体上等位基因(第11对染色体上)突变引起的，已失去正常胸腺，原胸腺残留结构部分上皮样细胞呈巢状排列而部分呈外分泌腺结构。裸鼠淋巴结胸腺依赖区的淋巴细胞消失，外周血中淋巴细胞数目减少。1969年丹麦Rygaard首先将人类结肠腺癌移植裸小鼠成功，为免疫缺陷动物研究和应用开创了新局面。,24,25,突变系大鼠有20多种,常用的有： 肥胖症大鼠 裸大鼠

11、新西兰高血压大鼠 糖尿病大鼠等,26,严重联合免疫缺陷小鼠（Severe Combined Immunodeficient Mice, 简称SCID小鼠）,1983年由美国学者Bosma首先发现于C.B-17近交系小鼠，是位于第16号染色体的称之为SCID的单个隐性突变基因所导致。 SCID小鼠外观与普通小鼠无异，体重发育正常。但胸腺、脾、淋巴结的重量一般均不及正常的30%，组织学上表现为淋巴细胞显著缺乏。其胸腺多为脂肪组织包围，没有皮质结构，仅残存髓质，主要由类上皮细胞和成纤维细胞构成。主要应用于人类肿瘤移植研究，尤其在免疫导向治疗抗白血病药物的筛选、残留白血病细胞的检出和淋巴瘤的研究当中。

12、,27,封闭群动物的基本概念,一个长期与外界隔绝、雌雄个体之间能够以非近亲随机交配，至少连续繁殖15代以上的一个动物种群。 通常把5年以上不从外部引种，只在群体内进行随机交配，为日常提供实验动物而进行生产的群体称之为封闭群。 优点：群体基因稳定和杂交优势 缺点：容易受到选择、近交和随机遗传漂变的影响而发生遗传上的改变。时空对封闭群也有很大影响。,28,封闭群,长期不引入新的血缘.虽然群内作随机交配繁殖，但“近亲系数”仍会逐渐上升； 为了防止“近亲系数”上升过快，要求群体数量不能过小，国际实验动物科学委员会规定，封闭群动物每代的“近交系数”递增不能超过1%，要求群体内具有生殖力的所有个体都能自由

13、参与交配繁殖，符合有效群体的要求。,29,常用的封闭群动物,昆明小鼠、 NIH小鼠、 ICR小鼠、 LACA小鼠、 Wistar大鼠、 SD（Sprague-Dawley）大鼠、 Dunkin Harleg豚鼠、 青紫蓝兔、 新西兰兔等。,30,现代遗传工程产生的新型品系转基因动物,以实验方法导入的外源基因在动物染色体基因组内稳定整合并能遗传给后代的一类动物。 使用细胞嵌合技术，雌核发育技术等遗传工程技术，可以培育出一些有特殊用途的新型品系。 如使两个不同近交系的早期胚胎粘合，形成嵌合胚胎，经胚胎移植产出后代，称为嵌合体小鼠。 又如，用两个不同的近交系交配，产出的早期受精卵，取出雄性原核，使雌

14、性原核加倍为二倍体，然后用胚胎移植技术产出后代。被称为单亲纯合双倍体动物，具有母本的纯合性状。,31,32,33,34,35,第三章 实验动物微生物质量控制,一、为什么要对实验动物进行微生物控制？ 1、微生物：是一群肉眼直接看不见的，必须用光学显微镜或电子显微镜放大几百倍，几千倍甚至几万倍才能观察到的微小生物。 2、微生物的分类： 病原微生物和非病原微大多数微生物对人类无害或有益，如：乳酸杆菌、双歧杆菌等。但有一些微生物对人类、动物，植物造成危害，引起各种疾病，甚至成为毁灭性的灾害，这些具有致病性的微生物称为病原微生物。 3、病原微生物侵入实验动物群，可发生以下几种情况： （1）急性传染病爆发

15、流行。（2）急性和隐性感染。 （3）成为潜在的传染源。,36,后果： 可引发动物疫病表现临床症状和病理改变，甚至发生死亡。 使动物繁殖率下降和动物发育不良，影响动物自身的稳定性和反应性。 引起人兽共患的病。人兽共患病也称为动物源性传染病，是指受感染动物为传染源传播给人类的疾病，其中还包括自然疫源性疾病。 沙门氏菌又名副伤寒是人兽共患病之一。急性型爆发，发病急，死亡快。亚急性型呈肠炎症。慢性型消瘦或下痢样稀便，产仔数减少，也有部分隐性感染，长期带菌者。因此，严重影响动物实验的正常进行，并对饲养人员和实验人员的健康和安全造成威胁。 人兽共患病原菌还有志贺氏菌、布氏杆菌、结核分枝杆菌等，因其影响实验

16、动物的质量，同时又威胁饲养人员和实验者的身体健康，应坚决予以排除。,37, 有的微生物污染生物制剂、肿瘤或细胞株以及种子动物等，还可将病原体扩大至其他单位、地区或国家，危害更大。,条件性致病菌 随着饲养管理水平的提高，动物的免疫力提高，有些细菌如金黄色葡萄菌等，一般不引起动物自然发病。当动物在某些诱因的刺激下（如射线照射、营养失调、潮湿、拥挤、氨浓度过高、动物处理和给药等），机体抵抗力下降时，导致疾病发生，甚至爆发流行。目前在我国，条件性致病菌在实验动物中影响较为严重，不仅影响动物生产，而且干扰动物科学实验。,38, 正常菌群的细菌：对实验动物即使是正常菌也会影响其生理数据和实验的重复性。 实验研究证明，许多正常菌群成员在受到内外环境的改变而发生菌群失调时，可发生数量的变化和位置的改变，由非致病菌转变成致病菌，从而对动物实验产生不同程度的干扰。,因此对实验动物进行微生物学、寄生虫学质量控制是实验动物标准化的重要内容之一。,39,实