第二章 实验动物的基本概念

命名：在原品系名后用横线与突变基因符号相连。如129-dy
应用：突变系动物携带突变基因导致动物在某些方面的异常
与人相似的疾病表现，做动物模型进行研究遗传病、 免疫性疾病和肿瘤的主要试验材料。
三、封闭群（远交群）
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。 命名 保持者：种群名称
大写，以后字母小写。如： A/He ，表示 A 近交系的Heston 亚系。
近交系的特征及应用
1．特征
（1）基因位点的纯合性：高达99％，因而能繁殖出完全一致的 纯合子，品系内个体相互交配不会出现性状分离。 （2）遗传组成的同源性：基因型一致，遗传组成及特性亦相同 （3）表型一致性；
（4）长期遗传稳定性；
2018/12/14 2
二、实验用动物
实验用动物：泛指所有用于科学实验的动物。
它包括实验动物、家畜（禽）和野生动物。 家畜（禽）：以满足人类社会生活需要而生
产的动物。（动物疾病的控制、高生产性能的优良品种） 野生动物：直接从野外捕获的动物。
2018/12/14 3
第二节 实验动物的微生物学控制分类
二、清洁级动物
Clean animal
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 研究影响大的病原的动物。
饲养于屏障环境或IVC系统； 饲料、垫料、笼器具都要经过消毒灭菌处理； 饮用水除用高压灭菌外，也可采用pH值2.5～2.8的酸化水； 工作人员进入动物室：需更换灭菌工作服、鞋、帽、口罩。
• 在放射、烧伤等研究中具有特殊的价值。 • 国际标准级别的实验动物，适用于所有科研实验。
• 各种疫苗生产所采用的动物应为SPF级动物。
四、无菌动物
Germ Free animal
动物身上不可检出一切生命体的动物。
即：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。
无菌动物必须是生来就是无菌的动物 来源于剖腹产或无菌卵的孵化，饲育于隔离系统
Chapter 2
实验动物的基本概念
Points： 实验动物的定义 实验动物的微生物学控制分类 实验动物的遗传学控制分类及命名
第一节 实验动物的定义
一、实验动物
Laboratory animal
指经人工培育，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。 共性：生物学特性明确 遗传背景清楚、表型均一 对刺激敏感和反应一致
命名
（1）重组近交系的命名：近交系A X近交系B 育成的一组近交系用阿拉伯数字以区分。
例如：由 BALB/c 与C57BL 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：近交系A c 近交系B 回交的亲代近交系放前，供体近交系放后，育成的一组重组 同类用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l的重组同类系。
五、悉生动物
悉生动物也称已知菌动物或已知菌丛动物，是指在无菌动 物体内植入已知微生物的动物。必须饲养于隔离系统。
根据植入菌落数目的不同分为单菌、双菌、三菌和多菌动物
Байду номын сангаас
悉生动物的特性
肠道内存在能合成某种维生素和氨基酸的细菌，尽管经 高压灭菌饲料不能供给足量的维生素，也不会像无菌动 物那样发生维生素缺乏症。 悉生动物生活力较强，抵抗力明显增强，也易于饲养管 理，在有些实验中可作为无菌动物的代用动物。
要。
⑷比较遗传学研究：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：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：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。 对常用近交系小鼠的缩写命名规则如下： 近交系 缩写名称 C57BL/6 B6 BALB/c C DBA/2 D2 C3H C3 CBA CB
2．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，由基因突变形成
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。
分类 近交系
命名 C57BL
亚系
重组近交系 重组同类系
C57BL/6; C57BL/6J
CXB1(BALB/cXC57BL) CcB1(BALB/c为：亲代近交系； C57BL为：供体近交系)
同源突变近交系
DBA/Ha-D D为突变基因
同源导入近交系
B10.129-H-12b 导入C57BL/10sn
适用：大多数教学和科研实验及生物医学研究的各个领域。 它较普通级动物健康，又较 SPF 动物易达到质量标准，在动 物实验中可免受疾病的干扰，其敏感性与重复性亦较好。
三、无特殊病原体动物或称SPF动物
Specific Pathogen Free animal
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的动物。 来源于无菌动物，必须饲养在屏障系统中，实行严格的微生 物学控制。
⑺寿命：无菌动物寿命普遍长于普通动物。
（三）无菌动物的应用
1．在微生物研究中的应用
（1）某些疾病的病原研究 （4） 细菌学研究
（2）微生物间的拮抗作用研究
（3）病毒病研究
（5）真菌感染研究
（6）原虫感染研究
2．在免疫学研究中的应用
（1） 免疫系统功能和机体受感染后感受性改变的关系研究： 无菌动物机体内无生活必须的微生物，感染敏感性增强 （2）丙种球蛋白和特异性抗体研究
（二）无菌动物的特点
1．形态学改变
⑴消化系统：盲肠膨大（含内容物）的总重量可达到体重25％
⑵血液循环系统：心脏相对变小，白细胞数少，且数量波动范 围小，与无病原体入侵有关 ⑶免疫系统：没有受过抗原刺激，其免疫功能处于原始状态 胸腺和淋巴结处于功能静息状态，脾脏缩小，无次级淋巴小结
（二）无菌动物的特点
发生亚系的3种可能情况：
⑴兄妹交配代数达40代以前形成的分支（即发生于F20到F41之间） ⑵一个分支与其他分支分开繁殖超过100代。 ⑶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，即
一个近交系与非本品系动物之间杂交引起遗传改变。
亚系的命名
在原品系的名称后加一道斜线，斜线后标明亚系的符号。 亚系的符号有以下3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 （ 3 ）当一个近交系具有两个以上亚系时，可在数字后加保持 者的英文缩写表示亚系。如：C57BL/6J，C57BL/10J分别表示由 美国杰克逊研究所保持的C57BL近交系的两个亚系 。
3.同源导入近交系（同类近交系）
通过杂交—互交或回交等方式将一个基因导入到近交系中， 形成的新近交系与原来近交系只存在一个很小的染色体片段上 的基因不同，称同源导入近交系，简称同源导入系（同类系）。
命名：近交系A. 近交系B-导入基因
近交系A接受导入基因，近交系B提供导入基因 如：B10.129-H-12b，导入C57BL/10sn 的基因为H-12b，基因提 供者为129/J。
的基因是129/J的H-12b
二、突变系动物
定义 ：保持有特殊突变基因的品系动物
培育纯合子型的突变系：连续选择携带目的突变基因同时有繁殖能力的 兄妹进行交配，使其子代基因纯合，经过20代即可育成。 培育杂合子型的突变系：当突变基因的两性中的一性或两性不能繁殖时， 多采用育成杂合型的近交系，以保持其突变基因不被丢失。
（5）遗传特征的可分辨性、独特性； （6）背景资料的完整性。
2．应用
⑴避免个体差异：具有相同的遗传组成及特性，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。 ⑵组织移植：个体之间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。
⑶制作疾病动物模型：每个近交系都有各自明显的生物学特点，如先天性畸 形、肿瘤高发率、对某些因子的敏感和耐受等，这些特点在医学领域非常重
育而成的动物。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。近交系的近交系数应大于99％。
命名：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。
近交代数：F+代数，如F87指一个近交系的近交代数为87代
近交系亚系
指一个近交系内存在具有遗传差异的分支，称为亚系。
2. 生理学改变
⑴免疫功能：免疫功能处于原始状态，血清中IgM、IgG水平低 ⑵生长率： 无菌条件下对不同种属影响不同。
无菌禽类生长率高于同种普通禽类；无菌大小鼠与普通鼠差不多
⑶生殖：无菌条件对动物生殖影响不大。 ⑷代谢：血中含氮量少，肠管对水的吸收率低，代谢周期长。 ⑸营养：无菌动物体内不能合成维生素B和K。 ⑹抗辐射能力：抗辐射能力强
及表型一致，就某些生物学特征而言，杂交一代比近交系动
物具有更高的一致性，不容易受环境因素变化的影响。
F1代动物的优势： （1）遗传和表型上的均质性 （ 2 ）杂交优势：具有较强的生命力、适应性和抗病力强、 繁殖旺盛、寿命长、容易饲养等优点，在很大程度上可以克 服各种近交衰退现象。 （ 3 ）具有同基因型：杂交 F1 代虽然具有杂合的遗传组成，
（三）悉生动物在生物医学研究中的应用
由于悉生动物可排除动物体内带有各种不明确的微生物
对实验结果的干扰，因而可作为研究微生物与宿主、微生 物与微生物之间相互作用的动物模型。
1．微生物学研究
2．抗体制备研究 3．克山病病因学的研究 4．微生物和寄生虫相互关系的研究 5．其他方面的研究
第三节 实验动物的遗传学控制分类及命名
具有明确遗传背景并受严格遗传控制的遗传限定动物 根据其遗传特点不同，分为近交系、突变系、封闭群和杂交群
小鼠品系国际命名规则是由国际实验动物科学协会（ICLAS）
领导下的小鼠遗传标准化命名委员会管理的 其他实验动物的命名规则均以此规则为借鉴，无标准命名规则。
一、近交系动物
经至少连续20代的全同胞兄妹之间或亲代与子代之间交配培
保持者的缩写：第一个字母大写，后面小写，不超过 4 个字母。 封闭群：由2～4个大写英文字母命名 N：NIH表示由美国国立卫生研究院保持的NIH封闭群小鼠。 Lac：LACA表示由英国实验动物中心（Lac）保持的LACA封
闭群小鼠。
特征及应用
①有很高杂合性，遗传学上作基础群体，研究某些遗传性状 ②携带大量隐性有害基因，用于估计群体对自发和诱发突变的 遗传负荷能力； ③有与人类相似的异质性遗传组成，用于人类遗传研究、药物 筛选和毒性试验等；
实验动物微生物学质量控制是实验动物标准化
的主要内容之一
按微生物学等级分类：
普通级动物 实验动物 清洁级动物 无特定病原体动物SPF 无菌动物
2018/12/14 4
一、普通级动物
染病病原的动物。
饲养于开放环境
Conventional animal
定义：指不携带所规定的人兽共患病病原和烈性传
有良好饲养设施和饲养管理操作规程及规章制度 如饲料、垫料要消毒；饮水要符合城市卫生标准； 外来动物必须严格隔离检疫等； 房屋要有防野鼠、昆虫设备； 严格处理淘汰及死亡动物
④具有较强繁殖力，产仔多，胎间隔短，仔鼠死亡率低，生长
快，成熟早，抵抗力强，寿命长，生产成本低等优点。因而广 泛应用于预试验、学生教学等实验中。
四、杂交群
定义：由不同品系或种群之间杂交产生的后代称为杂交群
实验研究的杂交群用F1代动物
命名：（雌性亲代名称X雄性亲代名称）杂交代数
对品系或种群的名称可使用通用的缩写名称
例如：（C57BL/6XDBA/2）F1＝B6D2F1
近交系动物缺陷：生活力、对疾病的抵抗力以及对慢性实 验的耐受性都较差，对环境变异的适应能力也不强，而且也 较难繁殖和饲养。而F1具有杂交优势，可克服以上缺陷。
F1代动物的优势：与近交系动物一样，具有遗传均一性，
且生活力强，呈现杂交优势。 遗传和表型上的均质性：虽然它的基因不是纯合子，但遗传