2、大学应该培养什么样的学生?重视小型讨论重视小型讨论重视学生动手能力 主要学习方式以学生为中心的小组教学主要教学模式以问题为中心的小组教学1.实验动物学绪论 2.实验动物微生物质量的标准化3.实验动物遗传学质量的标准化 4.实验动物的环境5.实验动物的设施6.实验动物的生物学特性及应用 7.实验动物的选择与应用8.疾病动物模型 9.实验动物学技术 自主学习计划 每次讨论课前由各个小组提出讨论题目,全班讨论各组教学讨论内容由各组代表抽签决定每次课前组长与教师审查讨论稿你还有什么好的建议?问题 2 学生的全程参与开展自主学习后,学生的全程参与开展自主学习后,同学们的学习积极性极大提高,但是同学们的学习积极性极大提高,但是大部分同学仅参与本组的教学内容学大部分同学仅参与本组的教学内容学习,对于其它组负责的章节仍然没有习,对于其它组负责的章节仍然没有积极主动学习积极主动学习解决的方法解决的方法 课堂提问讨论,不讨论的同学该项目不得分,课堂提问讨论,不讨论的同学该项目不得分,促进学生的全程参与该小组的同学不发言,促进学生的全程参与该小组的同学不发言,成绩受影响成绩受影响问题 3目前的考核,不注重知识的综合应目前的考核,不注重知识的综合应用和能力的培养(创新能力,自学能用和能力的培养(创新能力,自学能力),不能体现自主式学习教学效果力),不能体现自主式学习教学效果的评估。
的评估不能考核学生的综合应用知识不能考核学生的综合应用知识教学相长p 教学是一个不断探索创新的过程,在这个过程中我们必须善于观察、善于学习,尤其要善于向学生学习p 学生中蕴藏中丰富的想象力和活力,教师要帮助学生发掘自己的潜能,让学生清楚地明白自己的需要和问题教学相长,关键是解放思想p培养创新人才不仅要重视学生批判性思维、创造性习惯的养成,而且还应特别重视动手能力的培养,培养富有想象力和创造力的人才p教师上讲台不仅要给学生传授高深学问,还要让学生在与老师平等的零距离接触中,在平凡的学习中领悟科学、宇宙和人生的真谛在具体的课程教学中,教师和学生应该是合作伙伴,有意识的发现教学中的问题,积极探索教学改革三、实验动物学的基本要求课堂课堂学习学习课外自课外自主学习主学习课堂课堂讨论讨论自主学习自主学习鼓励学习综述论文综述论文 15分分科学论著科学论著 20分分专利专利 20分分仪器制作仪器制作 10分分加分加分从现在开始让我们进入学习情景本课程期间同学们要完成的核心任务就是为一个科研课题进行动物设计23人组成一个学习小组,每组共同完成一份课题自拟情景实例:小李硕士毕业后,进入某研究所工作,课题组长张教授交给小李一项科研课题:银杏叶提取物抑制脊髓损伤后细胞凋亡的机制研究张教授请小李负责本课题动物实验相关的规划工作。
现在小李需要做什么呢?选择实验动物:查资料了解课题的研究情况,尤其是常用动物的种类,确定使用哪种实验动物大鼠?小鼠?犬?.了解实验动物的基本知识进一步明确实验动物如何选择,以确定课题应使用的实验动物品种规划动物实验如何饲养实验动物场所、营养、饲养管理实验怎么做?所选实验动物的生物学特性、动物实验基本技能(麻醉、给药、手术、采血)、动物模型如何复制动物设计方案的要求具有正式计划书的形式,形式自拟包含对实验中,以下内容的设计:动物选择的设计(遗传学和微生物学标准化)动物饲养的设计(环境与营养条件标准化)动物实验方法的设计(动物模型复制方法、技术路线)讨论课题目示例实验动物伦理学是否应该使用实验动物?并对你的论点做出阐述如果你认为应该使用实验动物,请问在使用实验动物时应该如何体现对生命的尊重?如果你认为不应该使用实验动物,请问应该如何解决人类科学进步与不能使用实验动物的矛盾?讨论课题目示例实验动物的质量控制如何选择实验动物?需要考虑实验动物质量的哪些因素?以科研实例说明在进行科研实验的动物设计时实验动物遗传学质量控制的重要性以科研实例说明在进行科研实验的动物设计时实验动物微生物学质量控制的重要性。
学习目标学习目标掌握:掌握:实验动物、实验用动物的概念;实验动物按微生物实验动物、实验用动物的概念;实验动物按微生物控制分类及四种级别动物的概念;实验动物按遗传学分类控制分类及四种级别动物的概念;实验动物按遗传学分类及各种动物的概念实验动物标准化的定义、意义和研究及各种动物的概念实验动物标准化的定义、意义和研究内容熟悉:熟悉:清洁级动物、清洁级动物、SPF级动物、无菌动物、悉生动物的级动物、无菌动物、悉生动物的特征和应用;近交系动物、封闭群动物、突变系动物的应特征和应用;近交系动物、封闭群动物、突变系动物的应用实验动物遗传学质量标准化的方法实验动物遗传学质量标准化的方法了解:了解:近交系动物、封闭群动物、突变系动物的命名法则近交系动物、封闭群动物、突变系动物的命名法则实验动物微生物学质量检测的方法实验动物微生物学质量检测的方法实验动物的特点:实验动物的特点:1.1.从遗传角度讲,实验动物必须经人工培从遗传角度讲,实验动物必须经人工培育,育,来源清楚其科学涵,来源清楚其科学涵义应是义应是人工培育的遗传限定的动物人工培育的遗传限定的动物依据基因纯合的程度,常把实验动物划分依据基因纯合的程度,常把实验动物划分为:近交系为:近交系 inbred strain;封闭群(远交;封闭群(远交群)群)outbreed stock;杂交群;杂交群 hybrids实验动物的特点:实验动物的特点:2.2.所有实验动物的微生物、寄生虫都是所有实验动物的微生物、寄生虫都是在人工严格监控之下繁育的。
对其携带的在人工严格监控之下繁育的对其携带的根据对微生物、寄生虫控制程度,我国将根据对微生物、寄生虫控制程度,我国将实验动物划分为四个等级:普通动物、清实验动物划分为四个等级:普通动物、清洁动物、无特定病原体动物洁动物、无特定病原体动物、无菌动物无菌动物实验动物的特点:实验动物的特点:3.3.从应用角度看,可以认为所有的实验动从应用角度看,可以认为所有的实验动物主要物主要都是都是目前,几乎所有的生命科学实验,如:医学、目前,几乎所有的生命科学实验,如:医学、制药、化工、畜牧、农业、环保、商检、军制药、化工、畜牧、农业、环保、商检、军工、宇航乃致实验动物本身的研究,实验动工、宇航乃致实验动物本身的研究,实验动物总是作为人类的替身进行各种科学实验,物总是作为人类的替身进行各种科学实验,是最精密的仪器也无法替代的是最精密的仪器也无法替代的综上所述:实验动物虽然来源于大综上所述:实验动物虽然来源于大自然,但已经不同于大自然的动物从自然,但已经不同于大自然的动物从某种意义上讲,实验动物是经人类用现某种意义上讲,实验动物是经人类用现代手段创造的,用于为人类科学实验服代手段创造的,用于为人类科学实验服务的,并具有新的生物学特性的动物品务的,并具有新的生物学特性的动物品种。
种实验动物需满足基本要求实验动物需满足基本要求对实验处理因素有较高的对实验处理因素有较高的敏感性敏感性 对实验处理因素的个体反应具有对实验处理因素的个体反应具有均一性均一性 模型性状具有遗传上的模型性状具有遗传上的稳定性稳定性动物来源具有动物来源具有易获得性易获得性保证动物实验的保证动物实验的准确性、敏感性和重复准确性、敏感性和重复性性二、实验动物在实验动物学中的分类方法二、实验动物在实验动物学中的分类方法1.按遗传学控制原理分类按遗传学控制原理分类2.按微生物学控制等级分类按微生物学控制等级分类近交系(近交系(inbred straininbred strain)突变系(突变系(mutant strainmutant strain)封闭群(封闭群(closed colonyclosed colony)杂交群杂交群 (hybrid colony)(hybrid colony)品种和品系是实验动物遗传学分类的单位品种和品系是实验动物遗传学分类的单位什么是品种和品系?什么是品种和品系?品种品种(stock)stock)是种以下的进一步的分类品种一是种以下的进一步的分类品种一般系指具有一些般系指具有一些,而且可以基本,而且可以基本的的动物群体。
动物群体KM小鼠小鼠青紫蓝兔青紫蓝兔Wistar大鼠大鼠品系品系(strain)strain)在实验动物学中把基因高度纯合的动物在实验动物学中把基因高度纯合的动物称作品系动物称作品系动物C C5757BL/6BL/6是近交系动物中的一个品系,是近交系动物中的一个品系,属低癌、高补体活性的动物属低癌、高补体活性的动物C57BL/6 动物分类学中,种动物分类学中,种(species)(species)是分类是分类的基本单位而实验动物学中把同一种的基本单位而实验动物学中把同一种动物中具有不同遗传特性的动物分成不动物中具有不同遗传特性的动物分成不同的品种同的品种(stock)stock)、品系、品系(strain)strain)品种、品系的概念超出了一般动物品种、品系的概念超出了一般动物学分类的概念,是实验动物分类的基本学分类的概念,是实验动物分类的基本单位近交系近交系 (inbred strain)突变系(突变系(mutant strain)杂交群(杂交群(hybrid colony)封闭群(封闭群(closed colony)各遗传控制类群有各遗传控制类群有什么特点?什么特点?有什么应用价值?有什么应用价值?(1 1)近交系)近交系(inbred strain)至少经过至少经过2020代以上的连续全同胞交配或代以上的连续全同胞交配或亲子交配,品系内所有个体都可追溯到起源亲子交配,品系内所有个体都可追溯到起源于第于第2020代或以后代数的一对共同祖先的动物代或以后代数的一对共同祖先的动物群。
群代表动物:代表动物:BALB/cBALB/c、C57BL/6C57BL/6、DBA/2DBA/2一些的动物情况有所不同一些的动物情况有所不同犬犬 全同胞兄妹交配全同胞兄妹交配8 8代代鸡鸡 近交系数达到近交系数达到5050 血缘系数血缘系数8080以上以上近交系的命名近交系的命名近交系一般以大写英文字母命名,亦可以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用大写英文字母加阿拉伯数字命名符号应尽量简短如尽量简短如A系、系、C3H系等自自1952年以来,国际近交系小鼠标准命名年以来,国际近交系小鼠标准命名委员会(委员会(Committee Standardized Nomenclature for Mice)对国际承认的近)对国际承认的近交 系 小 鼠 进 行 标 准 命 名,每 隔交 系 小 鼠 进 行 标 准 命 名,每 隔 4 年 在年 在Cancer Research 杂志上公布一次杂志上公布一次近交系动物的特征近交系动物的特征 遗传基因位点的纯合性遗传基因位点的纯合性(homozygosity(homozygosity)近交系动物培育成后,其任何一个基因位近交系动物培育成后,其任何一个基因位点上的纯合概率高达点上的纯合概率高达98.698.6以上,导致动物以上,导致动物群体不再携带未知的隐性基因(群体不再携带未知的隐性基因(HidenHiden),品),品系将会保留和表现所有的遗传性状。
系将会保留和表现所有的遗传性状表型一致性表型一致性(uniformity)(uniformity)由于遗传上的同源性,近交品系内个体由于遗传上的同源性,近交品系内个体在表型上极为相同,尤其是那些高度由遗传在表型上极为相同,尤其是那些高度由遗传决定的生物学特征决定的生物学特征遗传组成的同源性遗传组成的同源性(isogenicity)遗传组成独特性遗传组成独特性(individuality)长期遗传稳定性长期遗传稳定性(stability)遗传特征的可辨性遗传特征的可辨性(identifiability)对外界因素的敏感性对外界因素的敏感性(sensitivity)生活力下降生活力下降 国际分布广泛性国际分布广泛性背景资料完整性背景资料完整性生产饲养成本高生产饲养成本高应用:应用:节省样本量节省样本量组织细胞或肿瘤移植组织细胞或肿瘤移植,个体间相容性一致个体间相容性一致隐性纯合基因的暴露,获得先天性畸形隐性纯合基因的暴露,获得先天性畸形及先天性疾病的动物模型,如糖尿病、高及先天性疾病的动物模型,如糖尿病、高血压等某些品系自发或诱发肿瘤,成为肿瘤病某些品系自发或诱发肿瘤,成为肿瘤病因学,肿瘤药理学模型。
因学,肿瘤药理学模型多个近交系同时使用,分析不同的遗传多个近交系同时使用,分析不同的遗传组成对某项实验结果的影响,或观察实验组成对某项实验结果的影响,或观察实验结果是否具有普遍意义结果是否具有普遍意义亚系亚系(substrain(substrain)是指育成的近交系在培育过程中,由于是指育成的近交系在培育过程中,由于残留杂合子基因的分离,基因突变的产生残留杂合子基因的分离,基因突变的产生以及以及遗传污染遗传污染导致导致部分遗传组成改变而形部分遗传组成改变而形成遗传差异的近交系动物群成遗传差异的近交系动物群亚系的命名亚系的命名亚系的命名方法是在原品系的名称后加一亚系的命名方法是在原品系的名称后加一道斜线,斜线后标明亚系的符号道斜线,斜线后标明亚系的符号亚系的符号有以下亚系的符号有以下3种:种:(1)数字,如数字,如DBA1、DBA2等2)培育或产生亚系的单位或人的缩写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例如:公布过的名称重复例如:AHe,表示,表示A近交系的近交系的Heston亚系;亚系;CBAJ表示由美国表示由美国杰克逊研究所保持的杰克逊研究所保持的CBA近交系。
近交系3)当一个保持者保持的一个近交系具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如:持者的缩写英文名称来表示亚系如:C57BL/6J,C57BL/10J分别表示由美国杰克分别表示由美国杰克逊研究所保持的逊研究所保持的C57BL近交系的两个亚系近交系的两个亚系例外情况是一些建立及命名较早,并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,如写英文字母表示,如BALB/c、C57BR/cd等支系支系(subline(subline)当当饲养环境改变,或对动物进行某些技饲养环境改变,或对动物进行某些技术性处理术性处理时,也有可能对近交系的某些生物时,也有可能对近交系的某些生物学特征产生影响,这些特征可能是遗传性的,学特征产生影响,这些特征可能是遗传性的,也可能是非遗传性的这些处理在某些实验也可能是非遗传性的这些处理在某些实验中会影响实验结果,因此有必要对同一品系中会影响实验结果,因此有必要对同一品系或亚系进行区分,这些经过处理的动物可视或亚系进行区分,这些经过处理的动物可视为这些近交系或亚系的支系。
为这些近交系或亚系的支系支系支系(subline(subline)经人为技术处置,如:代乳、受精经人为技术处置,如:代乳、受精卵或胚胎移植、卵巢移植、冷冻保存和人卵或胚胎移植、卵巢移植、冷冻保存和人工哺乳等工哺乳等种群转移到新的保持者种群转移到新的保持者支系的命名支系的命名(1)人为技术处理形成的支系,在原品系后加人为技术处理形成的支系,在原品系后加小写英文字母表明处理方式小写英文字母表明处理方式如:如:C3HfC57BL、AeB,C57BL/6peCBA/H代乳代乳f(Foster nursing)人工喂养人工喂养h(Hand-rearing)受精卵或胚胎移植受精卵或胚胎移植e(Egg or embryo transfer)卵巢移植卵巢移植o(Ovary transplant)人工代乳人工代乳fh(Foster onhand-rearing)冷冻保存冷冻保存p(Freeze preservation)(2)一个近交系引种到另一个单位时,用亚一个近交系引种到另一个单位时,用亚系名称后加一斜线表示例:系名称后加一斜线表示例:C5 7 BL/6 J/L a c 表 示 保 持 于表 示 保 持 于 L AC 的的C57BL/6J亚系的一个支系。
经过数次引种亚系的一个支系经过数次引种的支系,只在亚系名称后标明现在保种单的支系,只在亚系名称后标明现在保种单位的名称,而不累计中间引种单位的名称位的名称,而不累计中间引种单位的名称近交系动物的分类和应用普通近交系普通近交系重组近交系重组近交系同源近交系同源近交系 同源突变近交系同源突变近交系 同源导入近交系同源导入近交系 分离近交系分离近交系普通近交系普通近交系 普通近交系动物是通过至少(或相当)普通近交系动物是通过至少(或相当)2020代以上兄妹或亲子交配之后培育成的代以上兄妹或亲子交配之后培育成的重组近交系重组近交系 recombinant inbreed strain,RIrecombinant inbreed strain,RI 由两个无血缘关系的近交系杂交后,得由两个无血缘关系的近交系杂交后,得到到F F2 2代,分组分别经续代,分组分别经续2020代以上的兄妹交配代以上的兄妹交配而育成的近交系列组动物为重组近交系而育成的近交系列组动物为重组近交系提供亲代的两个近交系称为祖系该品系提供亲代的两个近交系称为祖系该品系动物既具有其双亲品系的特性,又具有重动物既具有其双亲品系的特性,又具有重组后一组内和每个重组近交系的特征组后一组内和每个重组近交系的特征 。
重组近交系的命名重组近交系的命名 由两个亲代近交系的缩写名称中间加大由两个亲代近交系的缩写名称中间加大写英文字母写英文字母X命名由相同双亲交配育成的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一组近交系用阿拉伯数字以区分例如:由例如:由BALBc与与C57BL两个近交系两个近交系杂交育成的一组重组近交系分别命名为杂交育成的一组重组近交系分别命名为CXB1、CXB2 C57BL/6XDBA/2 B6XD2同源近交系同源近交系 两个近交系除了个别位点上携带不同的基两个近交系除了个别位点上携带不同的基因外,而其它位点上的基因都一样,我们就称因外,而其它位点上的基因都一样,我们就称这两个近交系是同源近交系,即遗传上相同这两个近交系是同源近交系,即遗传上相同个别不同的基因称为差异基因个别不同的基因称为差异基因获得遗传上同源状态的近交动物途径有获得遗传上同源状态的近交动物途径有三种方式三种方式1)(1)同源突变近交系同源突变近交系 coisogeniccoisogenic inbred strain inbred strain 两个近交系除了一个指明位点等位基因两个近交系除了一个指明位点等位基因不同外,其它遗传基因全部相同的品系。
不同外,其它遗传基因全部相同的品系同源突变系一般由近交系发生基因突变同源突变系一般由近交系发生基因突变而形成同源突变近交系的命名同源突变近交系的命名在原来的品系或亚系符号后加连字符,再在原来的品系或亚系符号后加连字符,再写斜体的基因符号写斜体的基因符号如:如:DBA/Ha_D,129_dy(2 2)同源导入近交系)同源导入近交系 congeniccongenic inbred strain inbred strain 通过基因导入的方法将一个目的基因通过基因导入的方法将一个目的基因导入某个近交系的基因组内,由此形成的导入某个近交系的基因组内,由此形成的一个近交系与原来的近交系只是在一个很一个近交系与原来的近交系只是在一个很小的染色体片段上基因不同小的染色体片段上基因不同基因导入的方法:基因导入的方法:杂交互交杂交互交(cross(crossintercross)intercross)或回交或回交 同源导入近交系的命名B 1 0.1 2 9 _ H _ 1 2 b 表 示 由 近 交 系表 示 由 近 交 系C57BL/10sn 接受了由接受了由129/J提供的提供的H_12b基因基因(3)(3)分离近交系分离近交系 segregating inbred strainsegregating inbred strain 在培育近交系的过程中,采用一定的交配在培育近交系的过程中,采用一定的交配方法,迫使个别基因位点上的基因处于杂合状态,方法,迫使个别基因位点上的基因处于杂合状态,通过特殊的育种方法把这种处于杂合状态的基因通过特殊的育种方法把这种处于杂合状态的基因加以分离,能分离出该基因位点上带有不同等位加以分离,能分离出该基因位点上带有不同等位基因的两个近交系亚系。
基因的两个近交系亚系命名与同源突变近交系相似命名与同源突变近交系相似2)突变系(突变系(mutant strain)定义定义 保持有特殊突变基因的品系动物称保持有特殊突变基因的品系动物称为突变系动物为突变系动物(mutant strain animals)命名命名 在原品系名后加横线,横线后加上在原品系名后加横线,横线后加上突变基因的符号如突变基因的符号如129-dy1 9 7 3 年 丹 麦 的年 丹 麦 的C.W.Friis在在BALB/cA近近交系小鼠中发现自发性突交系小鼠中发现自发性突变的无毛小鼠,该突变小变的无毛小鼠,该突变小鼠胸腺发育不良,免疫鼠胸腺发育不良,免疫T细胞缺失,而培育成了细胞缺失,而培育成了BALB/cA-nu之后引至日本实验动之后引至日本实验动物中央研究所,物中央研究所,1989年自年自日本实验动物中央研究所日本实验动物中央研究所引入到中科院上海实验动引入到中科院上海实验动物中心物中心BALB/cA-nu突变系的应用突变系的应用 突变系动物有与人相似的疾病表现,各种突变系动物有与人相似的疾病表现,各种突变系动物是研究遗传病、免疫性疾病和突变系动物是研究遗传病、免疫性疾病和肿瘤的主要试验材料。
肿瘤的主要试验材料突变系动物所携带的突变基因通常导致动突变系动物所携带的突变基因通常导致动物在某些方面的异常,从而可成为生理学、物在某些方面的异常,从而可成为生理学、胚胎学和医学研究的模型胚胎学和医学研究的模型封闭群:以非近亲交配封闭群:以非近亲交配方式繁殖生产的一个实方式繁殖生产的一个实验动物种群,不引入任验动物种群,不引入任何外来血缘,在封闭条何外来血缘,在封闭条件下交配繁殖进行随机件下交配繁殖进行随机交配繁殖的动物群体,交配繁殖的动物群体,叫封闭群动物,或叫远叫封闭群动物,或叫远交群3)封闭群封闭群(closed colony)封闭群的命名封闭群的命名封闭群由封闭群由24个大写英文字母命名,种群名称前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,第一个字母需大写,标明保持者的英文缩写名称,第一个字母需大写,后面的字母小写,一般不超过后面的字母小写,一般不超过4个字母保持者与个字母保持者与种群名称之间用冒号分开种群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Lac:LACA表示由英国实验表示由英国实验动物中心动物中心(Lac)保持的保持的LACA封闭群小鼠。
封闭群小鼠常用的封闭群动物常用的封闭群动物SD大鼠大鼠毕格犬毕格犬ICR小鼠小鼠封闭群动物的特点封闭群动物的特点 具有较强的繁殖力和生活力,成本低,易生具有较强的繁殖力和生活力,成本低,易生产,可大量生产,充足供应广泛应用于实验,产,可大量生产,充足供应广泛应用于实验,一般实验及学生的教学一般实验及学生的教学SHR 封闭群动物的突变种携带的突变基因通封闭群动物的突变种携带的突变基因通常可导致动物某些方面的异常,成为生理常可导致动物某些方面的异常,成为生理学、胚胎学和医学研究的模型如高血压学、胚胎学和医学研究的模型如高血压大鼠由于其可携带大量的隐性有害基因,可由于其可携带大量的隐性有害基因,可用于估计群体对自发或诱发突变的遗传负用于估计群体对自发或诱发突变的遗传负荷能力SHR由不同品系或种群之间杂交产生的后代称由不同品系或种群之间杂交产生的后代称为杂交群为杂交群两个品系杂交叫二元杂交;两个品系以上两个品系杂交叫二元杂交;两个品系以上杂交叫多元杂交杂交叫多元杂交用于实验研究的杂交群是指两个近交系之用于实验研究的杂交群是指两个近交系之间交配所繁殖的子一代动物,简称杂交间交配所繁殖的子一代动物,简称杂交Fl代动物代动物 杂交杂交F1代动物(代动物(F1-hybrid)由两个由两个近交系杂交近交系杂交生育的生育的第一代第一代动物。
其遗动物其遗传组成均等地来自两个近交系,属于遗传均一并传组成均等地来自两个近交系,属于遗传均一并具有相同表现型的动物,是医学生物学研究中所具有相同表现型的动物,是医学生物学研究中所使用的相同基因型动物的一种使用的相同基因型动物的一种如:如:AKRAKRDBA/2DBA/2:AKD2FAKD2F1 1雌性亲代名称雌性亲代名称X雄性亲代名称,将以上部分雄性亲代名称,将以上部分用括号括起再在其后标明杂交代数用括号括起再在其后标明杂交代数(如如F1)对品系或种群的名称可使用通用的缩写名称对品系或种群的名称可使用通用的缩写名称例如:(例如:(C57BL6 X DBA2)FlB6D2Fl杂交杂交F F1 1代代动物的特点动物的特点 杂交杂交F F1 1代的基因不是纯合子,但个体间代的基因不是纯合子,但个体间基因型是整齐一致的,遗传性是稳定的,基因型是整齐一致的,遗传性是稳定的,表现型也一致故可获得精确度很高的实表现型也一致故可获得精确度很高的实验结果,广泛用于营养、药物、病原和激验结果,广泛用于营养、药物、病原和激素的生物学评价素的生物学评价杂交群动物虽然具有杂合的遗传组成,杂交群动物虽然具有杂合的遗传组成,但个体间基因是相同的但个体间基因是相同的,可接受个体间、亲可接受个体间、亲本品系细胞、组织、器官、肿瘤移植。
用本品系细胞、组织、器官、肿瘤移植用于免疫学、发育生物学研究于免疫学、发育生物学研究近交系动物的生活力、对疾病的抵抗力、近交系动物的生活力、对疾病的抵抗力、对实验的耐受性都较差,而且较难繁殖和对实验的耐受性都较差,而且较难繁殖和饲养,反之,饲养,反之,F F1 1代具有较强的生命力,对代具有较强的生命力,对疾病的抵抗力强,寿命较长,容易饲养疾病的抵抗力强,寿命较长,容易饲养在某些方面比近交系更适用于科学研究在某些方面比近交系更适用于科学研究可作为代乳动物,卵、胚胎、卵巢移植的可作为代乳动物,卵、胚胎、卵巢移植的受体杂交群动物已广泛应用于各类实验研杂交群动物已广泛应用于各类实验研究,实验结果便于国际上进行重复和交流究,实验结果便于国际上进行重复和交流第三节第三节 实验动物的标准化和质量控制实验动物的标准化和质量控制为什么要实现实验动物的标准化?为什么要实现实验动物的标准化?什么是实验动物的标准化?什么是实验动物的标准化?如何实现实验动物的标准化?如何实现实验动物的标准化?一、为什么要实现实验动物的标准化?一、为什么要实现实验动物的标准化?实验动物与设备和试剂同样重要实验动物与设备和试剂同样重要AEIR四要素四要素实验、工作人员的健康和生命的保证常见的人畜共患病:常见的人畜共患病:流行性出血热、狂犬流行性出血热、狂犬病、猴病、猴B病毒、淋巴病毒、淋巴细胞脉络丛脑膜炎病细胞脉络丛脑膜炎病毒、利什曼原虫等毒、利什曼原虫等动物生产和繁殖的保证动物生产和繁殖的保证动物一旦染上传染病,动物一旦染上传染病,则种群难以净化,一则种群难以净化,一些烈性传染病如鼠痘、些烈性传染病如鼠痘、兔病毒性出血症等可兔病毒性出血症等可导致动物全军覆没,导致动物全军覆没,造成巨大的经济损失。
造成巨大的经济损失实验结果准确性、规律性、重复性实验结果准确性、规律性、重复性的保证的保证 标准化标准化是指为适应科学发展和合理组是指为适应科学发展和合理组织生产的需要,在产品质量、品种规格、织生产的需要,在产品质量、品种规格、生产条件、实验条件等方面规定的统一技生产条件、实验条件等方面规定的统一技术标准什么是质量标准化?什么是质量标准化?什么是实验动物的标准化?什么是实验动物的标准化?二、实验动物的标准化二、实验动物的标准化二、什么是实验动物的标准化?二、什么是实验动物的标准化?实验动物的标准化是指在实验动物质量,品实验动物的标准化是指在实验动物质量,品种品系,生产和实验条件等各方面规定的统种品系,生产和实验条件等各方面规定的统一技术标准一技术标准三、实验动物标准化的研究内容三、实验动物标准化的研究内容实验动物标准化由以下四方面保证:实验动物标准化由以下四方面保证:1.1.实验动物遗传学质量的控制实验动物遗传学质量的控制2.2.实验动物微生物学质量的控制实验动物微生物学质量的控制3.3.实验动物的环境控制实验动物的环境控制4.4.实验动物的营养控制实验动物的营养控制四、实验动物遗传学质量的标准化四、实验动物遗传学质量的标准化各类实验动物繁殖育种体系是实现实验动物各类实验动物繁殖育种体系是实现实验动物遗传学质量标准化的重要手段(教材第四遗传学质量标准化的重要手段(教材第四章)章)实验动物学遗传学质量检测实验动物学遗传学质量检测是实现实验动物是实现实验动物遗传学质量标准化的保证遗传学质量标准化的保证由一个基因和多个基因决定的任何特征都能用来由一个基因和多个基因决定的任何特征都能用来检测一个品系。
检测一个品系常用的检测特征常用的检测特征 形态学特征:毛色基因检测法,下颌骨形态法,形态学特征:毛色基因检测法,下颌骨形态法,免疫学特征:皮肤移植法,混合淋巴细胞培养法免疫学特征:皮肤移植法,混合淋巴细胞培养法生化特征:生化标记法(酶和蛋白质)生化特征:生化标记法(酶和蛋白质)分子遗传特征:分子遗传特征:DNADNA分子多态性标记法分子多态性标记法 1.1.毛色基因检测毛色基因检测 被毛颜色的变化是位于细胞水平的生化过被毛颜色的变化是位于细胞水平的生化过程,它是由基因控制的程,它是由基因控制的鼠的毛色由鼠的毛色由AaAa、BbBb、CcCc、DdDd、SsSs、PpPp六六个等位基因控制,平时主要由个等位基因控制,平时主要由A A、B B、C C、D D四四个控制,其中个控制,其中cccc是其他等位基因的上位基因,是其他等位基因的上位基因,纯合时表现为白化毛色基因检测时最简单纯合时表现为白化毛色基因检测时最简单的遗传质量监测方法主要用于白化小鼠的的遗传质量监测方法主要用于白化小鼠的毛色基因监测毛色基因监测形态学方法例:以例:以DBA/2DBA/2小鼠为标准,检测小鼠为标准,检测A A系小鼠是否被污染系小鼠是否被污染A A系个体系个体aa bb cc DDaa bb cc DD aa bb CC dd aa bb CC dd DBA/2 DBA/2 (白化小鼠)(白化小鼠)(淡棕色)(淡棕色)F1F1代的毛色基因应为代的毛色基因应为 aa bb Cc Ddaa bb Cc Dd 表型应为:毛色棕色。
表型应为:毛色棕色如果如果F1F1代出现了其他毛色的代出现了其他毛色的小鼠说明该品系被其他品系的小鼠污染小鼠说明该品系被其他品系的小鼠污染 2.2.下颌骨形态分析法下颌骨形态分析法 1972 1972 英国实验动物中心英国实验动物中心FestingFesting 取同日龄或取同日龄或20201g1g小鼠的头骨,将其小鼠的头骨,将其煮沸煮沸3 3分钟以上,然后取下右侧下颌骨,放分钟以上,然后取下右侧下颌骨,放入入0.2%0.2%胰蛋白酶或胃蛋白酶中,胰蛋白酶或胃蛋白酶中,3737消化消化2424小时后用清水洗净,将下颌骨置于小时后用清水洗净,将下颌骨置于L L形直形直角坐标板上测量角坐标板上测量1111个位点个位点下颌骨形态分析图下颌骨形态分析图 其中其中1-61-6为高度测量点,为高度测量点,7-117-11为长度测量点,为长度测量点,记录各测量点的值,与参考标准或以前测定记录各测量点的值,与参考标准或以前测定的同一品系数据比较,就可以判断被测动物的同一品系数据比较,就可以判断被测动物的纯度3.皮肤移植法皮肤移植法 Billing 1959提出提出 检测组织相容性(检测组织相容性(H-2)基)基因的差异,皮肤移植法的依据是高度纯合的近交因的差异,皮肤移植法的依据是高度纯合的近交系,其组织相容性抗原应该是纯合的它是一个敏系,其组织相容性抗原应该是纯合的它是一个敏感、使用广泛的方法,以尾部皮肤移植法为好感、使用广泛的方法,以尾部皮肤移植法为好 皮片在第一周内苍白、干瘪、脱落,则为皮片在第一周内苍白、干瘪、脱落,则为技术失败。
对照自体移植,技术失败率不技术失败对照自体移植,技术失败率不得少于得少于10%10%皮片在第皮片在第2 23 3周内发炎、水肿、坏死、结周内发炎、水肿、坏死、结痂直至脱落,则为急性排斥遗传污染通痂直至脱落,则为急性排斥遗传污染通常引起急性排斥常引起急性排斥皮片在第皮片在第3 39 9周内逆毛逐渐脱落,直至无周内逆毛逐渐脱落,直至无毛;或者因排斥留下凹陷疤痕,都为慢性毛;或者因排斥留下凹陷疤痕,都为慢性排斥遗传突变通常引起慢性排斥遗传突变通常引起慢性排斥皮片在皮片在100d100d的观察期内,始终有逆毛,则的观察期内,始终有逆毛,则为永久接受的标志为永久接受的标志 移植类型与移植物的命运移植类型与移植物的命运名名 称称遗遗 传传移植物命运移植物命运基因型基因型个体个体品种品种自体移植自体移植同同同同同同长期存活长期存活同基因型的移植同基因型的移植同同不同不同同同长期存活长期存活同种异体移植同种异体移植不同不同不同不同同同移植物于短期内排移植物于短期内排斥斥同种近交系同种近交系F1F1代代移植移植同同不同不同同同长期存活长期存活亲代与亲代与F1F1代移植代移植不同不同不同不同同同F F1 1亲代亲代排斥排斥亲代亲代FF1 1存活存活生化标记法生化标记法 依据基因的产物的差别依据基因的产物的差别 异构蛋白和酶在特定电场内携带的电荷异构蛋白和酶在特定电场内携带的电荷不同采用电泳的方法将它们区分。
不同采用电泳的方法将它们区分一些遗一些遗传差异性明显的同工酶和异构蛋白可以作传差异性明显的同工酶和异构蛋白可以作为品系鉴别的标志,它们所表现出来的遗为品系鉴别的标志,它们所表现出来的遗传差异性成为生化标记传差异性成为生化标记我们可以根据电泳带型即蛋白质的表现我们可以根据电泳带型即蛋白质的表现型推断被检测小鼠的基因型,建立各种近型推断被检测小鼠的基因型,建立各种近交系的遗传概貌交系的遗传概貌分子标记法分子标记法 现代分子生物学技术的发展,为实验动现代分子生物学技术的发展,为实验动物遗传检测提供了更为有力的手段物遗传检测提供了更为有力的手段优点:多态性高,已鉴定的分子标记数优点:多态性高,已鉴定的分子标记数量多,检测方便,样品异保存和运输等量多,检测方便,样品异保存和运输等RFLP RFLP标记标记 RFLPRFLP是限制性片断长度多态性是限制性片断长度多态性(reflection fragment length polymorphismreflection fragment length polymorphism)的简称例:例:EcoREcoR 识别识别 5-GAATTC-35-GAATTC-3 BamH BamH 识别识别 5-GGATCC-3 5-GGATCC-3 微卫星微卫星DNADNA标记法标记法 微卫星微卫星(microsatellite MS)(microsatellite MS)是指重复是指重复单位为单位为1 15bp5bp重复十数次至数十次的一类重复十数次至数十次的一类DNADNA序列,又称为短串联重复(序列,又称为短串联重复(short short tandem repeat,STRtandem repeat,STR)。
微卫星在真核细胞)微卫星在真核细胞中广泛存在,分布均匀,平均中广泛存在,分布均匀,平均6 660kb60kb就有就有1 1个重复序列个重复序列它的多态性称为简单序列长度多态性它的多态性称为简单序列长度多态性(simple sequence length polymorphism,simple sequence length polymorphism,SSLPSSLP)微卫星标记法采用从小鼠基因组中微卫星标记法采用从小鼠基因组中PCR扩增扩增出微卫星侧翼序列,进行电泳以后对结果进出微卫星侧翼序列,进行电泳以后对结果进行分析,从而判别小鼠遗传是否发生改变行分析,从而判别小鼠遗传是否发生改变微卫星被用作基因作图的标记,在接近完成微卫星被用作基因作图的标记,在接近完成的小鼠遗传图中,的小鼠遗传图中,73777377个遗传标记中有个遗传标记中有65806580个是微卫星的遗传标记个是微卫星的遗传标记RAPD RAPD标记标记 建立在建立在PCRPCR技术基础上,利用一系技术基础上,利用一系列不同的随机片段为引物,对所研究的列不同的随机片段为引物,对所研究的基因组基因组DNADNA进行进行PCRPCR扩增。
这些扩增产物扩增这些扩增产物的多态性反映了基因组的差异性的多态性反映了基因组的差异性随机随机引物对引物对纯纯系系RAPD分析分析随机随机引物对非选引物对非选育系育系RAPD分析分析五、实验动物微生物学质量的标准化五、实验动物微生物学质量的标准化意义意义1、保护人员健康、保护人员健康2、保证动物质量、保证动物质量3、确保动物实验结果准确可靠、确保动物实验结果准确可靠三、实验动物微生物学质量的标准化三、实验动物微生物学质量的标准化实验动物微生物质量控制标准实验动物微生物质量控制标准实验动物微生物质量检测实验动物微生物质量检测1.实验动物微生物质量控制国家标准实验动物微生物质量控制国家标准GB14922.12001 实验动物微生物学等级及监测实验动物微生物学等级及监测GB14922.22001实验动物实验动物 寄生虫学等级及检测寄生虫学等级及检测 2.实验动物微生物质量检测实验动物微生物质量检测实验动物细菌学检测实验动物细菌学检测实验动物真菌学检测实验动物真菌学检测实验动物病毒学检测实验动物病毒学检测实验动物寄生虫学检测实验动物寄生虫学检测。