特种实验动物

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五、严重联合免疫缺陷小鼠 SCID 小 鼠 （ severe combined immunodeficient mice）在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 小鼠在高度洁净的 SPF 条件下存 活1年左右.
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四、Beige小鼠 为NK细胞活性缺陷的突变系小鼠，bg 是隐性突变基因，位于第13号染色体上。 纯合的小鼠（bg/bg），表型特征与人的齐 -希二氏综合征（Chediak-Higashi syndrome）相似。由于溶酶体功能缺陷， bg对各种病原因子较敏感。在SPF环境中 才能较好地生存。采用纯合子繁殖。
三、制备转基因动物的方法
卵 Zygote
受精卵 2-细胞胚 Fertilized zgote 2-cell stage
4-细胞胚 4-cell stage
桑葚胚 Morula
早期囊胚 Blastocyte
精子载体导入法
显微注射法
逆转录病毒法
胚胎干细胞法
显微注射产生转基因小鼠
×
超数排卵母鼠 鼠 受精卵 外源基因已 注入受精卵 雄性原核 向假孕母鼠人 工植入受精卵 假孕母鼠 PCR/Southern-blot RT-PCR/Western-blot/ Immunohistochemistry 公
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第二节 转 基 因 动 物
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1982年，Richard Palmiter 和 Ralph Brinster 领导的研究 小组将大鼠的生长激素基因，显微注射到小鼠胚胎中，从而培 育出了世界上第一批转基因小鼠。
•Gordon（1980）等采用原核显微注 射法获得了第一例转基因小鼠。 •Palmiter（1982）等采用显微注射法 将带有小鼠mMt启动子的大鼠生长激 素基因注入小鼠的受精卵中，获得 “超级小鼠”，引起巨大轰动。
例如:C57BL/6J-TgN（CD8Ge）23Jwg 是来源于美国杰克逊研究所（J）的C57BL/6品系小 鼠被转入人的CD8基因组（Ge）；转基因在 JonW.Gordon(Jwg)实验室完成，获取于一系列显 微注射后得到的序号为23的小鼠。 根据转基因动物命名的原则，如果转基因动物的遗 传背景是由不同的近交系或远交群之间混合而成时， 则该转基因符号应不使用动物品系或种群的名称。 转基因符号可以缩写，即去掉插入片断标示部份， 例如TgN（GPDHIm）1Bir 可缩写为TgN 1 Bir 。 一般在文章中第一次出现时使用全称，以后再出现 时可使用缩写名称。
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一、转基因动物的研究历史
1、1960年代，将外源基因导入鸡的卵 巢和睾丸，得到性状改变的鸡，估 计是转基因鸡。 2、1974年，美国珍尼斯首次用显微注 射法获得体细胞有SV40病毒DNA的小 鼠。 3、1980年，戈登完善了显微注射技术。
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4、1982年，帕尔米特将大鼠生长激素基因 结构区融合在SM（金属巯蛋白基因（MT） 启动子）中，注射到小鼠受精卵雄性原 核内，获得体型似大鼠的转基因小鼠。 5、1985年，英国拉尔夫布林斯特研制出能 生成人类生长激素的转基因猪。 6、1989年，意大利拉维特拉纳运用精子载 体法转移外源性DNA，获得PSV2—CAT转 基因小鼠。
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基因敲除动物
一、概述 是指对一个结构已知但功能未知的基因， 从分子水平上设计实验，将该基因去除 （knock out），或用其它顺序相近基因 取代，然后从整体观察实验动物，推测 相应基因的功能。
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1987年，Martin Evans，Oliver Smithies 和 Mario Capecch 领导的几个研究小组对胚胎干细胞中特定目 标基因进行失活，培育出了第一只基因敲除小鼠。这 三位科学家因为这项工作在2001获得了Lasker奖。接 下来，科学家们用同样的技术又培育出了几千只基因 敲除小鼠。
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二、 免疫缺陷动物的分类
从单一的T淋巴细胞免疫缺陷到几种 免疫细胞联合缺陷动物；从自发突变的 先天性免疫缺陷到后天获得性免疫缺陷。
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三 常用免疫缺陷动物的生物学特征
一、裸小鼠 指先天性无胸腺无毛的裸体小鼠(Nude mice)。导致这种异常状态的裸基因(nu)是一个 位于11号染色体上隐性突变基因。纯合裸基因 （nu/nu）小鼠具有典型缺陷特征：
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中国科学院上海实验动物中心
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转基因荧光兔
转基因荧光鱼
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（Chan AWS, et al. Science 2001; 291:309-312）绿色荧光蛋白（GFP）基因 猴的组织被证明含有绿色荧光蛋白质的转基因表达，“安迪” 于２０００年１ 33 ０月２日诞生
“安迪”与其妈妈
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基因敲除动物的建立 在体外先构建一个打靶载体，这个载体上含有一 段与欲敲除的基因具有高度同源性外源基因，在 外源基因中插入一带有启动子的选择标记基因， 把这个含有修饰后外源基因的载体利用转染的方 法导入ES 细胞中，这样导入细胞中的外源基因就 有机会与染色体上的靶基因发生同源重组，把修 饰的外源基因置换到ES细胞中，通过筛选标记基 因而检出发生同源重组的ES 细胞并在体外扩增， 将此ES细胞注入供体过进一步杂交传代的方法，使外源基因纯 合，即建立成基因敲除动物。
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3、遗传病研究： 导入遗传疾病外源基因，制作遗 传疾病转基因动物模型；导入正常基 因，弥补基因缺陷所致遗传疾病。 4、免疫学研究： 用转基因HBsAG小鼠模型研究免疫 耐受性的问题。
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（三）改良和培育动物新品种： 使用重组DNA的转基因技术，培育 出生长快、产肉、产毛、产奶更多而耗 料极少的转基因家畜。 （四）研制和生产生物活性物质： 将具有医学价值的生物活性物质 （如组织型纤溶蛋白元激活因子，tPA） 导入家畜或家禽的受精卵，从转基因 动物的体液如乳汁、血液、尿液、腹 水中收获基因产物。
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二、裸大鼠
裸大鼠(Nude rat)，在1953年由英国 Rowett首先发现，基因符号为rnu。纯合子裸 大鼠（rnu/rnu）具有与裸小鼠基本相似的特征， 能接受人类正常组织和肿瘤的异种移植，体型 大可为常规血液学和血清生物化学分析实验提 供足够的血样，也可为各种研究提供足够的瘤 组织。易于进行外科手术，为各部位保瘤移植 和肿瘤供血研究提供了方便。
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（二）转基因动物命名 转基因的命名遵循以下原则： 符号：一个转基因符号由以下三部分组成，均以罗 马字体表示： TgX （YYYYYY）# # # # # Zzz， 其中各部分符号表示含意为： TgX = 方式（mode） （ YYYYYY） = 插入片段标示（ insert designation ） # # # # # = 实验室指定序号 （laboratoryassigned number）及 Zzz = 实验室注册代号(laboratory code)
第八章 特种实验动物
杜小燕（Ph.D） email： duduyan@
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第一节 免疫缺陷动物
一、概念 1962年，苏格兰医师Issacson等发现无胸 腺裸小鼠。 1969 年， Rygaard 首次成功将人类 恶性肿瘤移植于裸小鼠体内。 免疫缺陷动物(immunodeficient animal)是 指由于先天性遗传突变或用人工方法造成一种或 多种免疫系统组成成分缺陷的动物。
体外表无毛，无胸腺。不能使T细胞正常分 化，细胞免疫力低下。B细胞功能基本正常， 成年裸小鼠（6~8周龄）较普通鼠有较高水平 的NK细胞 活性，但幼鼠（3~4周龄）的NK细 胞活性低下，裸小鼠粒细胞数比普通小鼠低。
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应用： （一）在微生物学方面 感染麻风杆菌裸小鼠的病理组织学特征与人的结 节性麻风非常相似。 （二）在免疫学方面 有人用BALB/c品系的裸小鼠制备单克隆抗体。 （三）在寄生虫学方面 胸腔内接种卡氏肺囊虫，能成功复制出卡氏肺囊 虫疾病模型。 （四）在遗传学方面 裸小鼠因遗传背景的不同，所表现的细胞免疫反应 和实验室检查指标也不同。
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三、性连锁免疫缺陷小鼠
(X-linked immune deficiency mouse XID) 起源于CBA/N品系。B细胞功能缺陷，基因 符号xid，位于X性染色体上。纯合子雌鼠 （xid/xid）和杂合子雄鼠（xid/Y）对非胸 腺依赖性Ⅱ型抗原没有体液免疫反应，是研 究B淋巴细胞的发生、功能与异质性理想动 物。
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第三节 克隆动物
一、克隆动物的概念 cloning animal —— 动物通过体细胞进行的无性生殖（也 称无性繁殖）以及由无性生殖形成的基因 型几乎完全相同的后代个体组成的群体。 世界卫生组织在关于克隆的非正式声 明中定义为： 遗传上同一的机体或细胞系（株）的 无性生殖。
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（三）胚胎干细胞法 （1）获取胚胎干细胞（ES细胞）； （2）将外源基因导入ES细胞； （3）获取囊胚期胚胎； （4）将含有外源基因的ES细胞注入 囊胚期胚胎的腔内； （5）将其移植到假孕动物子宫。
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（四）电脉冲法 利用外界高电压短脉冲使细 胞膜产生可逆性穿孔，外源性 DNA通过此孔可进入细胞。 （五）精子载体导入法 以精子作为外源性DNA的载 体，通过受精作用将外源性DNA 导入受精卵。
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7、我国1980年代开始转基因动物 研究，成功研制出转基因牛、小 鼠、猪、羊、兔、金鱼。
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二、转基因动物的概念
通过基因工程对DNA进行体外操作，添 加或删除一个特殊的DNA序列，然后导入早期 的胚胎细胞，所产生遗传结构得以修饰的动物， 其改变的性状可以遗传给后代。这些“New Animal”统称为转基因动物。
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3、代谢疾病转基因动物模型 （1）高歇氏病转基因动物模型 （2）家族性神经多发性淀粉样变 （FAP）转基因小鼠 （二）基因治疗的动物模型： 将外源生长激素基因导入“侏儒 症”小鼠——个头增大3倍，恢复生育 能力。