現(xiàn)代實驗動物與比較醫(yī)學(xué)研究xx現(xiàn)代實驗動物是指經(jīng)遺傳學(xué)和微生物學(xué)嚴(yán)格控制的動物近交系動物突變系動物雜交群動物或稱雜交一代動物(F1)封閉群動物01經(jīng)遺傳學(xué)控制分類無菌動物悉生動物無特定病原體動物(Speceficpathogen-freeanimlas,SPF)和清潔動物02經(jīng)微生物學(xué)控制分類第一節(jié)

近交系動物在比較醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用近交系動物在比較醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用1929年美國C.C.Little在研究小鼠毛色基因時,采用了近親育種繁殖,培育出世界上第一株DBA近交系小鼠,從而揭開了現(xiàn)代實驗動物科學(xué)的序幕。成功地解決了哺乳動物遺傳、生理、病理、藥理學(xué)、免疫學(xué)等方面機理的諸多問題。同時建立了多種用于研究人類疾病動物模型,對生物醫(yī)藥學(xué)發(fā)展起了不可估量的作用。(一)概念正因為近交系動物遺傳純合度高,個體差異小,特征穩(wěn)定,越來越廣泛地應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)的各個領(lǐng)域。近交系動物的近交系數(shù)達98.6%以上,雜合基因小于1.4%,群體內(nèi)個體間遺傳差異小,其遺傳相似程度與一卵孿生子幾乎一致。近交系動物是指至少經(jīng)過20代以上連續(xù)全同胞或親子交配,品系內(nèi)所有個體都可追溯到起源于第20代或以后代數(shù)的一對共同祖先的動物群。單擊此處添加標(biāo)題小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠、兔等近交系都是經(jīng)過長期高度的近親交配和逐代反復(fù)嚴(yán)格選擇、淘汰而培育的。01雞、鵪鶉、豬、犬、貓等若進行高度近親交配,其繁殖力很快下降,若按其他動物的要求達到20代以上的近交程度是很困難的,因此,有人主張,雞等動物的近交系數(shù)達到50%,血緣系數(shù)80%以上者,即可認為是近交系。02目前各類實驗動物中已培育的近交系動物的數(shù)目有小鼠300、大鼠111、地鼠35、中國地鼠4、美國地鼠4、豚鼠15、兔12、雞40、魚9、兩棲類4。03(二)特征

基因純合性01遺傳穩(wěn)定性02遺傳組成的同源性03表型均一性04遺傳組成的獨特性05遺傳特征的可分辨性06分布的廣泛性07資料可查性08亞系亞系特點和形成亞系(Substrain)是由同一個近交系分離出來的具有各不相同特性的品系。育成的近交系可能由于突變和殘余雜合基因而導(dǎo)致部分遺傳組成的改變,從而形成亞系。亞系可由下列途徑形成:①在同一研究室里,從近交品系中分離出來,從兄妹交配繁殖達8~19代之后分開飼養(yǎng),不與其他品系混交,再兄妹或親子近交12代以上者。如此可獲得具有一定特殊性狀的亞系。②一個近交品系從一個研究機構(gòu)或研究者轉(zhuǎn)送另一個機構(gòu)或研究者,經(jīng)相當(dāng)代數(shù)的飼養(yǎng),并與其他品系混交者。③當(dāng)發(fā)現(xiàn)有某些基因變異時,可培育成具有某些特殊性狀的亞系動物。(四)使用優(yōu)點3.國際上分布廣泛便于學(xué)術(shù)交流4.有大量的歷史資料可查2.由于近交,隱性基因純合性狀得以暴露,使各品系均有其獨特的特性1.具有相同的基因型,表現(xiàn)型也一致,所以其反應(yīng)是一致的,實驗結(jié)果正確、可靠輸入你的智能圖形項正文近交系動物其基因的高度純合,反應(yīng)一致,克服了普通動物的個體差異,因此,實驗結(jié)果準(zhǔn)確可靠,有規(guī)律性,重復(fù)性好,能精確地判斷實驗結(jié)果,得出正確結(jié)論。二、重組近交系1.定義

以兩個無關(guān)的高度近交的品系進行交配,產(chǎn)生F2代后,再進行全同胞交配達20代以上而育成的一個近交品系稱為重組近交系重組近交系動物即具有其雙親品系的特性,又具有重組后一組內(nèi)和每個重組近交系的特征,其具體特點為:①重組近交系由于各染色體上基因的自由組合和同一染色體上基因的交換,而發(fā)生基因重組。②重組近交系的遺傳成分雖然限于兩個親代近交系,但并不均等。③重組近交系和近交系一樣,具有極高的純合性。（一）概念封閉群(遠交群)是以非近親交配方式進行繁殖生產(chǎn)的實驗動物種群,在不從其外部引入新個體的條件下,至少連續(xù)繁殖4代以上。三、封閉群特征及應(yīng)用封閉群動物的遺傳組成具有很高的雜合性,因此在遺傳學(xué)上可作為選擇實驗的基礎(chǔ)群體,用于某些性狀遺傳的研究。封閉群具有類似于人類群體遺傳異質(zhì)性的遺傳組成,因此在人類遺傳研究、藥物篩選和毒性試驗等方面起著不可替代的作用。01封閉群動物具有較強的繁殖力和生活力,表現(xiàn)為每胎產(chǎn)仔多,胎間隔短,仔鼠死亡率低等、生長快、成熟早、對疾病抵抗力強、壽命長、生產(chǎn)成本低優(yōu)點。因而廣泛應(yīng)用于預(yù)實驗、學(xué)生教學(xué)等實驗中。02突變種所攜帶的突變基因通常導(dǎo)致動物在某些方面的異常,從而可成為生理學(xué)、胚胎學(xué)和醫(yī)學(xué)研究的模型。03第二節(jié)免疫缺陷動物在比較醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用免疫缺陷病(immunodeficiencydiseases)可分為原發(fā)性免疫缺陷病、獲得性免疫缺陷綜合征和繼發(fā)性免疫缺陷病三類。1．原發(fā)性免疫缺陷病原發(fā)性免疫缺陷病(PID)是由于先天性免疫系統(tǒng)發(fā)育不全而引起的免疫障礙，絕大多數(shù)有遺傳背景，與造血細胞的分化和發(fā)育有關(guān)。2．繼發(fā)性免疫缺陷病主要因惡性腫瘤、抗癌藥物、放射性治療、營養(yǎng)不良和老年等導(dǎo)致嚴(yán)重的免疫缺陷。3．獲得性免疫缺陷感染ADIS時出現(xiàn)廣泛的缺陷，包括細胞免疫、體液免疫、吞噬細胞和淋巴因子的缺陷免疫缺陷動物是指由于先天性遺傳突變或用人工誘導(dǎo)的方法建立的一種或多種免疫系統(tǒng)組成成分缺陷的動物。單擊此處添加標(biāo)題免疫缺陷動物的特點及其在比較醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用1.裸小鼠1962年由英國格拉斯哥醫(yī)院的Grist在非近交系小鼠培育中偶爾發(fā)現(xiàn)無毛小鼠1968年P(guān)antelouris研究發(fā)現(xiàn)該無毛小鼠沒有胸腺因而引起了醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究工作者的廣泛興趣,裸小鼠的培育成功,為研究胸腺功能、免疫學(xué)機理提供了理想的動物模型。裸小鼠的主要缺陷特征被毛生長發(fā)育異常,表現(xiàn)為全身形似無毛,呈裸體狀;1無胸腺,僅有胸腺殘跡或異常的上皮細胞,這種上皮細胞不能使T細胞正常地分化,因而免疫力低下;2B細胞正常,成年裸小鼠的NK細胞活性較高,但幼鼠的NK細胞活性相對低下。3雌鼠乳腺上皮發(fā)生角化,乳腺分泌障礙,因此表現(xiàn)母性差。必須采用nu/nu♂×nu/+♀繁殖生產(chǎn)。4裸大鼠的特點和應(yīng)用裸大鼠是1953年由英國的阿伯丁Rowett研究所發(fā)現(xiàn),基因符號為rnu,11975年又發(fā)現(xiàn)了純合子的裸大鼠(nu/nu),并于1977年在英國的MRC實驗動物中心建立了裸大鼠種群。2此后逐步引入美國、日本等。1983年引人中國。3嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷小鼠SCID嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷小鼠SCIDSCID小鼠于1983年由美國的FoxChase癌癥中心的Bosma發(fā)現(xiàn)于C.B-17Icr近交系(BALB/c的同類系)中,是位于第16號染色體的稱之為scid的單個隱性突變基因所導(dǎo)致。由于基因發(fā)生突變,造成了編碼免疫球蛋白重鏈(IgH)和T細胞抗原受體(TcR)的基因重排異常,抑制了B細胞和T細胞前體的正常分化,導(dǎo)致小鼠成熟的功能T、B淋巴細胞數(shù)量大幅度減少,循環(huán)中的免疫球蛋白減少或缺損。第三節(jié)

悉生動物和無菌動物在比較醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用（一）悉生動物悉生動物是動物有機體與其攜帶的寄生物或生命體(細胞、真菌、病毒、原生、寄生蟲)借助于哺乳動物胎盤的屏障作用,臨產(chǎn)前通過剖腹凈化,消除動物機體攜帶的各種寄生物或生命體,并將幼仔飼育在無菌屏障系統(tǒng)中,經(jīng)人工哺乳或代乳培育出的動物,它是悉生生物學(xué)的一個分支,完全是經(jīng)人工培育的動物。是用來研究實驗動物本身,特別是研究各種動物與微生物及環(huán)境之間相互依存、相互制約、相互適應(yīng)關(guān)系為主要內(nèi)容,是現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)研究的重要手段。單擊此處添加標(biāo)題從而使人為凈化各種實驗動物疾病成為現(xiàn)實。也為實驗動物設(shè)施凈化,開拓凈化醫(yī)學(xué)在技術(shù)上奠定了基礎(chǔ)。繼后人們又培育出無菌大鼠、小鼠、兔、豬、猴等,開辟了悉生動物的先河?，F(xiàn)代悉生生物技術(shù)的發(fā)展,首先成功地培育了無菌豚鼠,單擊此處添加文檔標(biāo)題內(nèi)容悉生動物也稱已知菌動物或已知菌叢動物,是指在無菌動物體內(nèi)植入已知微生物的動物。1按我國的微生物學(xué)控制分類,同無菌動物一樣,也屬于四級動物,必須飼養(yǎng)于隔離系統(tǒng)。2根據(jù)植入無菌動物體內(nèi)菌落數(shù)目的不同,悉生動物可分為單菌、雙菌、三菌和多菌動物。3二、特點01悉生動物來源于無菌動物,其體內(nèi)有不同種類的幾種微生物定居,形成動物與微生物的共生復(fù)合機體。悉生動物腸道內(nèi)存在能合成某種維生素和氨基酸的細菌,盡管經(jīng)高壓滅菌的飼料不能供給足夠的維生素,也不會像無菌動物那樣發(fā)生維生素缺乏癥。悉生動物的生活力較強,抵抗力明顯增強,也易于飼養(yǎng)管理,在有些實驗中可作為無菌動物的代用動物。中國藥檢所的五聯(lián)菌悉生動物是將大腸埃希氏菌、表皮葡萄球菌、白色葡萄球菌、糞鏈球菌和乳酸桿菌五種細菌接種無菌小鼠,可代替無菌小鼠進行藥物檢定。在免疫學(xué)實驗中,無菌動物不發(fā)生遲發(fā)性過敏反應(yīng),而感染一種大腸桿菌的悉生動物就可以發(fā)生遲發(fā)性過敏反應(yīng)。02030405三、應(yīng)用由于悉生動物可排除動物體內(nèi)帶有各種不明確的微生物對實驗結(jié)果的干擾，因而可作為研究微生物與宿主、微生物與微生物之間相互作用的動物模型。1．微生物學(xué)研究只有選用悉生動物，才有可能了解到單一微生物和抗體之間的關(guān)系。多種微生物存在于同一機體內(nèi)，可以觀察微生物與微生物之間及其與機體之間相互關(guān)系和菌群失調(diào)的現(xiàn)象。2．免疫學(xué)研究所感染的微生物或寄生蟲和種類可根據(jù)實驗?zāi)康亩?因此適宜做某些特定的實驗,如在免疫學(xué)實驗中,無菌動物不能發(fā)生遲發(fā)性過敏反應(yīng),而感染一種大腸菌的悉生動物就可以發(fā)生了。使無菌動物感染某種細菌后(即成為悉生動物)其抵抗力明顯增強。悉生動物可以彌補無菌動物的某些缺點。無菌動物抵抗力很弱,飼養(yǎng)管理的難度大。3．抗體制備研究單擊此處添加文本具體內(nèi)容，簡明扼要地闡述您的觀點。根據(jù)需要可酌情增減文字，以便觀者準(zhǔn)確地理解您傳達的思想。單擊此處添加文本具體內(nèi)容，簡明扼要地闡述您的觀點。1普通動物消化道內(nèi)約有100~200種細菌,每克腸內(nèi)容物約有106~1012個菌,菌就是一種抗原,因此用普通動物很難制備較純的抗體。2無菌動物缺乏抗原刺激,免疫系統(tǒng)處于“休眠”狀態(tài),對外來的抗原刺激,有迅速、單一和持久做出反應(yīng)的特性。3如果將單一菌株植入無菌動物,那么可制備抗該菌的、較純的、效價較高的、且不會污染其他微生物的抗體。4(二)無菌動物01無菌動物是指不能檢出一切生命體的動物,用現(xiàn)有的檢測技術(shù)在動物體內(nèi)外的任何部位均檢不出任何活的微生物和寄生蟲的動物。此微生物指病毒、立克次體、細菌(包括螺旋體、支原體)、真菌和原蟲。這里的無菌是一個相對概念,不過是根據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)知識和檢測方法在一定時期內(nèi)不能檢出病原體而已。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在認為是無菌的動物或許將來可以檢出病原體而不是無菌動物。因此,這個無菌是相對而言的。無菌動物來源于剖腹產(chǎn)或無菌卵的孵化,飼育于隔離系統(tǒng)。02030405單擊此處添加文檔標(biāo)題內(nèi)容01用大量抗菌素也可以使普通動物暫時無菌,但這種動物不是無菌動物。因為這種無菌狀態(tài)往往是一時性的,某些殘留的細胞在適當(dāng)?shù)臈l件下又會在體內(nèi)增殖,即使把體內(nèi)細菌全部殺死,它們給動物造成的影響卻是無法消除的。如特異性抗體的存在、網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的活化、某些組織或器官的病理變化等。因此無菌動物必須是生來就是無菌的動物。0203單擊此處添加頁面的標(biāo)題等級飼養(yǎng)環(huán)境空氣潔凈度要求無