第十一章遗传工程动物模型
动物模型
最多的动物是小鼠,国际公认的有250多个 。C3H系、 A 系、C57系。乳腺肿瘤、肺肿瘤、肝肿瘤、白血病等。大鼠品系 有130多种。有Wistar、SD、F344。自发瘤以肉瘤居多。大鼠 容易诱发肝癌。
二、按系统范围分类 1、疾病基本病理过程动物模型(animal model of
fundamently pathologic processes of disease)
是指致病因素在一定条件下作用动物后,所出 现的共同性的功能、代谢和形态结构某些改变的动 物模型。 2、各系统疾病动物模型(animal model of different system
4、 转基因动物在肿瘤研究中的应用
先进性:
A、可针对性地诱发特定组织及器官的肿瘤。 B、诱发的肿瘤为宿主自身的肿瘤。 C、具有恒定性与可遗传性。 D、通过插入标记基因,可掌握肿瘤转移过程的迁移途径及器 官选择性。
二、心血管疾病动物模型(Animal Models of Atheromatous) 1、动脉粥样硬化症动物模型 在动物饲料中加入过量的胆固醇和脂肪,其 主动脉及冠状动脉处逐渐形成粥样硬化斑块,并 出现高血脂症。 大鼠、小鼠、猪、犬、非人灵长类等动物有 一定自发率。
• 3、老年痴呆动物模型(Alzheimer disease model AD) 病理突出改变是基底前脑胆碱能细胞的 大量丧失和胆碱能神经功能下降。 SD雌性大鼠:侧脑室注射胆碱能毒剂损 伤基底前脑胆碱能神经。
2020版赢在微点高考生物人教版一轮复习讲义:第十一单元第01讲 基因工程含答案
第十一单元 现代生物科技专题
第01讲 基 因 工 程
考点一 基因工程的基本工具及操作过程
1.基因工程的基本工具
(1)限制酶
(2)DNA 连接酶
①作用:将限制酶切割下来的DNA 片段拼接成DNA 分子。
②类型
(3)载体
①常用载体——质粒⎩⎪⎨⎪⎧ 化学本质:双链环状DNA 分子特点⎩⎪⎨⎪⎧ 能自我复制有一个至多个限制酶切割位点有特殊的标记基因
②其他载体:λ噬菌体衍生物、动植物病毒等。
③载体的作用:携带外源DNA 片段进入受体细胞。
2.基因工程的基本操作程序
答案不相同。DNA连接酶连接的是两个DNA片段,而DNA 聚合酶连接的是单个的脱氧核苷酸。走出误区误认为切取目的基因与切取载体时“只能”使用“同一种酶”
1.在获取目的基因和切割载体时通常用同种限制酶,以获得相同的黏性末端。但如果用两种不同限制酶切割后形成的黏性末端相同时,在DNA连接酶的作用下目的基因与载体也可以连接起来。
2.为了防止载体或目的基因的黏性末端自己连接即所谓“环化”可用不同的限制酶分别处理目的基因和载体,使目的基因两侧及
载体上具有两个不同的黏性末端。
(1)限制酶只能用于切割目的基因。(×)
(2)切割质粒的限制性核酸内切酶均能特异性地识别6个核苷酸
序列。(×)
(3)DNA连接酶能将两碱基间通过氢键连接起来。(×)
(4)E·coli DNA连接酶既可连接平末端,又可连接黏性末端。(×)
(5)限制酶也可以识别和切割RNA。(×)
(6)限制性核酸内切酶、DNA连接酶和质粒是基因工程中常用的三种工具酶。(×)
(7)载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因。(×)
[课件]教学——人类疾病动物模型及实验动物选择原则(上课)PPT
三、人类疾病动物模型分类
2.按系统范围分类
系统分类
(一)疾病的基本病理过程动物模型
(animal model of fundamentally pathologic processes of disease)
指各种疾病共有的一些病理变化过程模型。致病 因素在一定条件下作用于动物,使动物组织、器官或
教学——人类疾病 动物模型及实验动 物选择原则(上课)
学习题纲
一、人类疾病动物模型
——概念
人类疾病动物模型(Animal models of human disease, AMHD)
为生物医学研究而建立的,具有人类疾病模拟性表现的
动物疾病模型和相关的模型系统材料
具有人类疾病模拟性表现的动物疾病模型
指特定的疾病不会在某种动物身上发生。 因此可借以探讨为何该种动物对该疾病有天 然的抵抗力。
如哺乳类动物均感染血吸虫病,而洞庭湖流域
的东方田鼠却不能复制血吸虫病,故可用于血
吸虫感染和抗病的研究。
系统分类
(四)生物医学动物模型
(biomedical animal model)
是指利用健康正常的动物生物学特征来提供 人类疾病相似表现的疾病模型。
指与人类各系统疾病相应的人类疾病动物模
型。各系统疾病模型分为消化系统疾病动物模型 呼吸、心血管、泌尿、神经、血液与造血、内分 泌骨骼等系统的动物模型,还包括按科分类,如 传染病、妇科病、儿科病、皮肤科病、五官来自百度文库病 外科病、寄生虫病、地方病、维生素缺乏病物理 损伤疾病和职业病等动物模型。
动物的生物技术与遗传工程
遗传工程:通过基因编辑技术,如CRISPR/Cas9,修改动物基因,使其具有人类疾病的特征
研究目的:了解疾病机理,寻找治疗方法
应用实例:阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病的动物模型研究
药物研发与生产
利用动物遗传工程生产药物,如胰岛素、生长激素等
动物遗传工程的伦理问题
5
动物福利问题
动物实验的伦理问题:如何平衡科学研究与动物福利
疫苗开发:利用基因工程技术,开发新型疫苗,提高动物免疫力
基因治疗:通过基因编辑技术,修复或替换动物体内的致病基因
细胞治疗:利用干细胞或免疫细胞进行治疗,如骨髓移植、CAR-T细胞疗法等
药物研发:通过遗传工程手段,研究新的药物靶点,开发更有效的药物
人类疾病模型研究
动物模型:用于研究人类疾病的动物模型,如小鼠、大鼠等
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动物的生物技术与遗传工程
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动物生物技术的概述
动物遗传工程的原理
动物遗传工程的应用
动物遗传工程的伦理问题
动物遗传工程的前景与挑战
目录
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1
动物生物技术的概述
2
动物生物技术的定义
动物生物技术是指通过生物技术手段,如基因工程、细胞工程、蛋白质工程等,对动物进行遗传改良、疾病防治和生产性能提高的技术。
实验动物学第十一章影响动物实验结果的因素
饲养环境
其它: 供试品 仪器设备
实验操作
实验 动物
动物遗传
饲料营养
试验结果
第一节 环境因素
4
影响动物实验的环境诸因素
气候因素 温度 化学因素 饲料营养 生物因素 病毒
湿度
气流 物理因素
饮水
臭气 杀虫剂
细菌
寄生虫
光照
噪声 粉尘
消毒剂
污染毒物
社会因素
饲养密度
5
一、气候因素 (一)温度 不同动物适应的环境温度不同。 实验动物的最适环境温度为18-29℃,大小鼠屏障系统控制温度为20-25 ℃ 。
-
空气洁净度
落下菌数 氨浓度 噪声 工作照度 动物照度 昼夜明暗交替时间
级
个/平皿 毫克/立方米(mg/m3) 分贝(dB) 勒克斯(Lux) 勒克斯(Lux)
7
≤3 ≤14 ≤60 ≥200 15-20 12/12或10/14
≤3 ≤14 ≤60 ≥200 来自百度文库5-20 12/12或10/14
20
第二节 动物因素
500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0 1 2 3 4 饲喂周数 5 6
体重(g)
体重(g)
正常组 模型组
正常组 模型组
34
如何计算和调整配方中饲料蛋白质含量?
实验动物学知识点总结
实验动物学
一、选择:
1、DBA小鼠:世界上第一个近交系小鼠,听到铃声大面积死亡。
2、小鼠房/单位实验间的湿度:40-70%。
3、皮肤烧伤等实验模型选用:小型猪。
4、KM小鼠(昆明小鼠):封闭群小鼠。
5、豚鼠:青霉素敏感,给药后死亡;自身不能合成VitC,需补充;最早获得无菌动物实验模型的动物。
6、家兔:对多种细菌、病毒敏感,血清量多,常用来培育抗体;颈部减压神经独立行走;胸腔有纵膈胸膜,常用来作心、熊外科实验。
7、刺激性排卵的动物:家兔、猫。
8、消化道瘘的模型动物:犬。
9、常用的涂染化学药品:红色:0.5%中型红或品红溶液;黄色:3-5%苦味酸溶液或80-90%苦味酸酒精饱和溶液;咖啡色:2%硝酸银溶液;黑色:煤焦油酒精溶液。
10、继人类之后完成染色体基因组物理图谱的动物是:小鼠。
11、我国使用的实验猴,主要是猕猴属中的恒河猴。
12、毛色:遗传学分析的遗传标记和品系鉴定的依据之一。
13、裸小鼠:接受人类各种肿瘤细胞的植入。
14、豚鼠:结核病诊断病例研究的首选实验动物。
15、金黄地鼠:妊娠期最短的哺乳动物。
16、猫:脑神经电生理研究的极好动物。
17、洁净度:隔离环境100级,屏障环境1000级。
18、实验研究的基本条件(AEIR四要素):实验动物(A),设备(E),信息(I),和试剂(R)。
二、名词解释:
1、实验动物科学:是关于实验动物标准化和动物实验规范化的学科。
2、实验动物:指以实验动物本身为对象,如何培养出标准化的实验动物。
指经人工培育或人工改造,对其携带的微生物和寄生虫进行控制。遗传学背景明确或来源清楚,用于科学研究、教学、生物制品或药品生产与鉴定以及其他科学实验的动物,也称狭义的实验动物。
了解动物的遗传工程与基因编辑
在家畜遗传工程应用中,需要关注可能对人类健 康造成的影响,如转基因产品的安全性、抗生素 抗性基因的传播等。
05
野生动物保护与生态 修复策略
濒危物种保护现状挑战
生态环境恶化
随着人类活动的不断扩张,野生动物的栖息地受到严 重破坏,导致物种濒危。
非法捕猎与贸易
部分濒危物种被非法捕猎或贩卖,加剧了物种濒危的 程度。
将更加广泛和深入,有望为遗传疾病治疗、农业生产等领域带来革命性
突破。
TALENs和ZFNs等其他技术
TALENs
TALENs(Transcription Activator-Like Effector Nucleases)是一种基于转录激活因 子样效应物(TALEs)的基因编辑技术。TALEs能够特异性识别并结合DNA序列,通过 将其与核酸酶融合,可以实现对目标基因的切割和编辑。TALENs具有较高的灵活性和
动物模型的实验结果是否能在不同实验室、不同条件下得到重 复验证。
04
遗传工程在畜牧业中 应用
提高家畜生产性能策略
选育优良品种
基因组编辑
通过遗传工程技术,选育出具有高产 、优质、抗逆等优良性状的家畜品种 ,提高整体生产性能。
利用CRISPR/Cas9等基因组编辑技术 ,对家畜基因组进行精确编辑,实现 定向改良和优化。
系
建立严格的动物遗传工程监管体 系,包括实验动物管理、基因编 辑产品审批等方面,确保技术的 合规性和安全性。
制作动物细胞模型
04
动物细胞模型的局限性与发展前景பைடு நூலகம்
动物细胞模型的局限性及其原因
局限性
• 细胞来源和种类限制 • 培养环境和条件影响 • 模型的稳定性和可重复性
原因
• 生物学特性差异 • 技术手段和条件限制 • 模型设计和评价标准
动物细胞模型的发展前景与挑战
发展前景
• 多样化的细胞来源 • 精细化的培养技术 • 个性化的模型设计
挑战
• 提高模型的真实性和可靠性 • 优化模型的评价和验证 • 拓展模型的应用领域
动物细胞模型在未来科研与医学领域的应用潜力
科研领域
• 细胞生物学研究 • 分子生物学研究 • 生物技术研究
医学领域
• 疾病研究和治疗 • 药物开发和筛选 • 组织工程和再生医学
CREATE TOGETHER
DOCS
03 细胞核
• 储存遗传信息 • 控制细胞的生长和分化 • 参与基因表达和调控
细胞膜的结构与功能
细胞膜的结构
• 磷脂双分子层 • 蛋白质 • 糖类
细胞膜的功能
• 选择性通透性 • 信号传导 • 细胞识别和粘附
细胞内的生物合成与能量代谢
生物合成
• 蛋白质合成 • 核酸合成 • 脂质合成
能量代谢
• 糖代谢 • 脂肪代谢 • 能量转化和储存
谢谢观看
THANK YOU FOR WATCHING
医学遗传学绪论
44
(六)伴随性状研究:
如果某疾病常伴随另一已确定由遗传决定的 性状或疾病出现,则说明该病与遗传有关。
伴 随 性 状 分 为 基 因 连 锁 (linkage) 和 关 联 (association)。 如O血型者十二指肠溃疡患病率高。 Diabetes I: HLA-DR3
45
(七)动物模型:
34
二、医学遗传学的兴起
1865,Mendel,现代遗传学创始人 1903,Sutton and Boveri,染色体遗传学说 1908,Hardy,Weinberg,群体遗传学开始 1910,Morgan,《基因论》提出基因概念, 1944,Avery,证明遗传物质是DNA 1953,Watson和Crick,DNA双螺旋结构发现, 开辟了分子生物学新纪元, 1977,Sanger,DNA测序方法建立 2001,NIH和DOE,人类基因组计划
18
二、遗传病对人类健康的威胁
我国每年出生缺陷30万; 活产婴儿5%具遗传缺陷; 人群中约20~25%的人患遗传病:
单基因病 3 ~ 5% 多基因病 15~20% 染色体病 0.5~1%
先天愚型160万,地方性呆小症200万,3千万 程度不同的智力低下。 每人携带有5--8个致病基因。环境污染致突、 致癌、致畸因素对遗传物质损伤。
动物模型
动物模型的建立与应用
动物模型的定义
动物模型的分类
·按照模型功能的分类
常用模型动物简介
· 免疫缺陷动物 · 悉生动物 肿瘤动物模型 · 动物移植性肿瘤
·人体肿瘤的异种移植
· 按照模型性质的分类
· 动物疾病模型的分类
-诱发性疾病模型
-自发性疾病模型 -基因工程动物模型
· 动物原发性肿瘤
动物模型的建立与应用:动物模型的定义
临床研究束服了医学的发展
在时间和空间上存在着局限性
在道义上和方法学上受到限制
难于研究发病率低、潜伏期长和病程长的疾病 病人本身条件差异大,样本采集困难
应用动物模型克服了上述困难,推动了医学进步
18世纪以后医学知识的迅速增长主要归功于实验动物的应用,从 1901年开始,2/3的诺贝尔生理与医学奖的成果涉及应用实验动物的 研究。
动物模型的建立与应用:动物模型的定义
动物模型(animal models)是指在生物医学研究中所建立的可模
拟人类疾病或异常功能状态的动物实验对象和材料。 The U.S. National Research Committee on Animal Models for Research on Aging attempted to define the term “laboratory animal model” as “an animal model in which normative biology or
《实验动物学》教学大纲
《实验动物学》教学大纲
Ⅰ前言
实验动物学是一门专门研究实验动物和动物实验的新兴边缘学科,它是现代科学技术的重要组成部分,是生命科学的技术和条件,是衡量现代医学科学的重要标志。实验
动物学内容极为丰富,是一门理论与实际结合密切的学科。它涉及到医学的各个领域,
如遗传学、生理学、解剖学、病理学、生物化学、微生物学、免疫学、营养学、毒理学
等学科与实验动物学都有密切关系。实验动物学的发展促进了实验动物品种的多样化、
标准化,另一方面生物医学领域的发展对实验动物提出更高的要求,促使实验动物学
不断发展和提高。
通过学习,使学生能掌握实验动物科学的基本理论和知识,学会正确选择和应用实
验动物进行实验研究,掌握开展动物实验的一般方法与技能,为今后开展有关专业研究
工作打下扎实的基础。
现将大纲使用中有关问题说明如下:
一、为了使教师和学生更好地掌握教材,大纲每一章节均由教学目的、教学要求和
教学内容三部分组成。教学目的注明教学目标,教学要求分掌握、熟悉和了解,教学内
容与教学要求对应,并统一标示( 核心内容即知识点以下划实线,重点内容以下划虚线,一般内容不标示 )便于学生重点学习。
二、教师在保证大纲核心内容的前提下,可根据不同教学手段,讲授重点内容和介
绍一般内容。
三、总教学参考学时为36 学时。
四、课程性质为基础选修课,适用于研究生各专业。
五、使用教材:《医学实验动物学教程》东南大学出版社邵义祥主編,2003 年
12 月。
II正文
第一章绪论
一、教学目的:掌握实验动物科学的概念,了解实验动物科学的研究范围、
实验动物在医学领域中的作用及实验动物科学的发展趋势。
遗传学(第二版)刘庆昌重点整理2
第九章
★无性繁殖(Asexual reproduction)
指通过营养体增殖产生后代的繁殖方式,其优点是能保持品种的优良特性、生长快。
★有性繁殖(Sexual reproduction)
指通过♀、♂结合产生的繁殖方式,其优点是可以产生大量种子和由此繁殖较多的种苗。大多数动植物都是进行有性生殖的。
★近交(Inbreeding)
指血缘关系较近的个体间的交配,近亲交配。近交可使原本是杂交繁殖的生物增加纯合性(homozygosity),从而提高遗传稳定性,但往往伴随严重的近交衰退现象(inbreeding depression)。
★杂交(crossing or hybridization)
指亲缘关系较远,基因型不同的个体间的交配。可以使原本是自交或近交的生物增加杂合性(heterozygosity),产生杂种优势。
一、近交的种类
★自交(Selfing)
指同一个体产生的雌雄配子彼此融合的交配方式,它是近交的极端形式,一般只出现在植物中(自花授粉植物),又称自花受粉或自体受精(self-fertilization)。
★回交(Back-crossing)
杂交子代和其任一亲本的杂交,包括亲子交配(parent-offspring mating)。
★全同胞交配(Full-sib mating)
相同亲本的后代个体间的交配,又叫姊妹交。
★半同胞交配(Half-sib mating)
仅有一个相同亲本的后代个体间的交配。
★自花授粉植物(Self-pollinated plant)
天然杂交率低(1-4%):如水稻、小麦、大豆、烟草等;
细胞基因治疗的实验动物模型选择指南
细胞基因治疗的实验动物模型选择指南
细胞基因治疗是一种应用基因工程技术,通过修复或改变人体细胞的基因来治
疗疾病。在细胞基因治疗的研究和开发过程中,选择合适的动物模型非常重要。动物模型的选择直接影响到研究的可行性和结果的可靠性。本文将介绍细胞基因治疗实验中常用的动物模型选择指南。
一、选择与目标疾病相似的动物模型
在细胞基因治疗的研究中,选择与目标疾病相似的动物模型是首要考虑因素。
这样做的目的是确保研究得出的结论在人类疾病治疗中具有可靠性和实用性。例如,如果研究的是心脏病治疗,可以选择由心脏病引起的小鼠模型或猪模型。与目标疾病相似的动物模型能够更好地模拟人体疾病的生理和病理特征,并为治疗效果的评估提供参考。
二、考虑动物模型的遗传稳定性
在选择细胞基因治疗实验动物模型时,需要考虑其遗传稳定性。遗传稳定性是
实验结果的可靠性的基础。在动物模型的选择过程中,应尽量选择遗传背景稳定的动物,以减少因遗传差异带来的结果误差。例如,选择经过多代胚胎干细胞传代的小鼠,可以确保其遗传背景的稳定性。
三、注意动物模型的生理与解剖特征
动物模型的生理与解剖特征对于细胞基因治疗的研究至关重要。例如,在某些
疾病治疗中,研究器官的大小、形态、组织结构和血液供应等特征对于治疗效果的评估至关重要。因此,在选择动物模型时,应该考虑到其器官和组织结构是否与人类相似,并且是否可用于评估和验证治疗方法的有效性。
四、确定细胞递送方式和途径
细胞基因治疗中细胞递送方式和途径的选择直接影响到治疗效果的评估。在选
择动物模型时,需要考虑模型的可操作性和适用程度。不同的治疗方法需要不同的递送方式和途径,如体内递送、局部递送和给药途径等。因此,在选择动物模型时,需要确保目标组织或器官可以方便地进行细胞递送。
遗传工程动物的描述
遗传工程动物的描述
引言:
遗传工程动物是指通过基因工程技术对动物基因进行修改和调控,以实现特定目的的动物。这一领域的发展为科学研究和医学应用带来了许多新的机会和挑战。本文将从不同角度对遗传工程动物进行描述。
一、遗传工程动物的起源和发展
遗传工程动物的起源可以追溯到20世纪70年代,当时科学家们开始尝试通过基因工程技术改变动物的遗传信息。随着技术的进步,人们逐渐能够精确地编辑动物的基因,并在其后代中传递这些改变。目前,遗传工程动物已经涵盖了多个物种,包括小鼠、猪、牛等。
二、遗传工程动物的应用领域
1. 科学研究:遗传工程动物被广泛应用于科学研究中,例如在基因功能研究中,科学家可以通过敲除或敲入特定基因来观察其对动物生理和行为的影响。这些研究有助于揭示基因与生物现象之间的关系,推动科学的进步。
2. 疾病模型:遗传工程动物也被用作疾病模型,以帮助研究人类疾病的发生机制和治疗方法。例如,通过改变小鼠的基因,科学家可以模拟人类遗传疾病,如癌症、心脏病等,从而加深对这些疾病的理解。
3. 药物研发:遗传工程动物在药物研发过程中也扮演着重要的角色。科学家可以利用遗传工程技术,使动物表达特定的人类药物靶点,以评估药物的疗效和安全性,并为临床治疗的研发提供参考。
三、遗传工程动物的技术方法
1. 基因敲除:基因敲除是指通过引入特定的DNA序列,使目标基因发生突变或完全失活。这一技术常用于研究基因功能和疾病模型的构建。
2. 基因敲入:基因敲入是指将外源基因导入目标动物的基因组中,使其表达特定的蛋白质。这一技术常用于研究蛋白功能和基因治疗的研发。
动物模型谢强敏 141页PPT文档
人类疾病动物模型的研究,本质上是比较医学的应用 科学。研究人员可利用各种动物的生物特征和疾病特点 与人类疾病进行比较研究。长期以来,生物医学研究的 进展常常依赖于使用动物作为实验假说和临床假说的基 础。人类各种疾病的发生发展是十分复杂的,疾病的发 病机制和预防、治疗机制是不可能也不允许在人体上试 验研究的,但可以通过应用动物复制出人类疾病的动物 模型,对其生命现象进行研究,进而推论到人类,以便 探索人类生命的奥秘,控制人类的疾病和衰老,延长人 类的寿命。
2. 重复性
理想的动物模型应该是可重复的,甚至是可以标准 化的。例如用一次定量放血法可百分之百造成出血性 休克,百分之百死亡,这就符合可重复性和达到了标 准化要求。又如用狗做心肌梗死模型照理很合适,因 为它的冠状动脉循环与人相似,而且在实验动物中它 最适宜做暴露心脏的剖胸手术,但狗结扎冠状动脉的 后果差异太大,不同狗同一动脉同一部位的结扎,其 后果很不一致,无法预测,无法标准化。相反,大小 白鼠、地鼠和豚鼠结扎冠脉的后果就比较稳定一致, 可以预测,因而可以标准化。
4.适用性和可控性 设计复制人类疾病动物模型,应尽量考虑今后的临 床应用和易于控制其疾病发展过程,以便于开展研究 工作。例如雌激素能中止大鼠和小鼠的早期妊娠,但 不能中止人的妊娠,因此选用雌激素复制大鼠和小鼠 的中止早期妊娠动物模型是不适用的;用大鼠和小鼠 筛选带有雌激素活性的避孕药物时也会带来错误的结 论。又如选用大鼠和小鼠复制实验性腹膜炎也不适用, 因为他们对革兰阴性菌具有较高的抵抗力,不易形成 腹膜炎。
动物模型的建立与应用
三、性连锁免疫缺陷小鼠
(X-linked immune deficiency mouse ,XID)
1、CBA/N小鼠,B细胞功能缺陷,基因符号Xid,位于X性染色体 2、纯合雌鼠和杂合雄鼠对非胸腺依赖性II型抗原没有体液免疫
反应,血清中IgG和IgM含量降低,其T细胞功能正常。 分泌IgG和IgM的的B细胞数量减少 3、该模型是研究B淋巴细胞的发生、 功能与异质性理想的动物
四、Beige小鼠
1、为NK细胞活性缺陷的突变系小鼠,bg是隐性突 变基因,位于13号染色体。纯合的小鼠被毛完整, 但毛色变浅。 2、内源性NK细胞功能缺乏,是由于细胞溶解作用 的识别过程受损所致。纯合的bg基因同时还损伤细 胞毒T细胞功能,降低粒细胞趋化性和杀菌活性。
3. bg基因影响溶酶体的发生过程,导致溶酶体膜缺 损,由于溶酶体功能缺陷,bg对化脓性细菌感染非 常敏感,对各种病原因子也较敏感。这种小鼠要在 SPF环境中才能较好地生存,繁殖采用纯合子交配。
药物性糖尿病模型——链脲佐菌素STZ 诱发性动脉粥样硬化模型——高脂饲料诱导 豚鼠支气管痉挛模型—— 组胺诱导
自发性动物模型:指不加任何人工诱发,在自然条件下动物 自然产生的疾病,或者由于基因突变的异常表现通过遗传育 种保留下来的动物疾病模型。其中包括近交系的肿瘤疾病模 型和突变系的遗传性疾病模型。突变系的遗传性疾病很多, 可分为代谢性疾病、分子性疾病、特种蛋白合成异常性疾病等, 如裸鼠。
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2010-9-1
8
转基因动物的命名
例: C57BL/6J-TgN(CD8Ge)23Jwg BL/6J 表示:来源于美国杰克逊研究所(J)的 表示:来源于美国杰克逊研究所( BL/6J品系小鼠被转入 TgN)CD8基因 品系小鼠被转入( C57BL/6J品系小鼠被转入(TgN)CD8基因 Ge);转基因在JonW.Gordon Jwg) );转基因在JonW.Gordon( (Ge);转基因在JonW.Gordon(Jwg)实 验室完成, 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。 23的小鼠 的序号为23的小鼠。
2010-9-1 2
模式动物
在过去一个世纪的研究中,小鼠的基因组改 在过去一个世纪的研究中, 造技术成熟, 造技术成熟,且生理生化和发育过程和人类 相似,基因组和人类99 同源, 99% 相似,基因组和人类99%同源,所以人类疾 病的小鼠模型基本上可以真实模拟人类疾病 的发病过程及对药物的反应; 的发病过程及对药物的反应;小鼠作为遗传 学研究材料的另一优势还在于其基因组计划 已基本完成。 已基本完成。 遗传工程小鼠模型是基因功能、人类疾病发 遗传工程小鼠模型是基因功能、 病机制及新药研究开发的最重要的模式生物 之一。 之一。
第十一章
遗传工程动物模型
模式动物
模式动物通常指人们研究生命现象过程中长期、 模式动物通常指人们研究生命现象过程中长期、 果蝇、小鼠、 反复作为研究材料的动物, 反复作为研究材料的动物,如:果蝇、小鼠、 线虫等。人们在对这些物种的形态、解剖、 线虫等。人们在对这些物种的形态、解剖、生 生化、 理、生化、细胞及遗传进行全面分析和归纳的 基础上,把它们作为典范, 基础上,把它们作为典范,将对其研究得出的规 推演到相关的生物物种中, 律,推演到相关的生物物种中,从而加快了对其 他各种生物的研究。 他各种生物的研究。 由于小鼠和人类的高度同源,更多的研究以小 由于小鼠和人类的高度同源, 鼠为对象。 鼠为对象。
2010-9-1
6
显微注射转基因动物
转基因动物的概念:通过实验手段将外源遗传物 转基因动物的概念: 质导入到动物胚细胞中,并能稳定遗传, 质导入到动物胚细胞中,并能稳定遗传,由此获 得的动物称为转基因动物 转基因动物。 得的动物称为转基因动物。
导入外源DNA,动物基因组产生可以遗传的改变包括: 导入外源DNA 动物基因组产生可以遗传的改变包括: DNA, 外源DNA片段至少整合到一条染色体的一个位点上; DNA片段至少整合到一条染色体的一个位点上 1. 外源DNA片段至少整合到一条染色体的一个位点上; 2. 外源DNA片段的插入使基因组中任何一个基因的结构 外源DNA片段的插入使基因组中任何一个基因的结构 DNA 发生改变; 发生改变; 外源DNA片段的插入使染色体发生重排; DNA片段的插入使染色体发生重排 3. 外源DNA片段的插入使染色体发生重排; 导入可以持久存在的遗传实体。 4. 导入可以持久存在的遗传实体。
2010-9-1 18
ENU诱变小鼠的应用 ENU诱变小鼠的应用
转基因动物,基因定点突变动物都是有计划,有目 转基因动物,基因定点突变动物都是有计划, 的地研究已知基因的表达,功能及互作效应, 的地研究已知基因的表达,功能及互作效应,而 ENU诱变小鼠出发点不是任何特定的基因 诱变小鼠出发点不是任何特定的基因, ENU诱变小鼠出发点不是任何特定的基因,而是从 大量的随机突变中筛选感兴趣的表型, 大量的随机突变中筛选感兴趣的表型,或获得与 人类疾病临床症状相似的模型动物, 人类疾病临床症状相似的模型动物,再利用此模 型动物进行定位,克隆,鉴定新的基因。 型动物进行定位,克隆,鉴定新的基因。在此基础 上,还可以再通过转基因技术和基因敲除技术来 验证该基因的功能, 验证该基因的功能,作用以及在个体发育中的表 从而揭开模型性状的形成机制。因此, 达,从而揭开模型性状的形成机制。因此,遗传工 程动物模型制作技术的交互运用, 程动物模型制作技术的交互运用,将极大地推进 基因组学研究的进程。 基因组学研究的进程。
2010-9-1
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乙酰基亚硝基脲) ENU (乙酰基亚硝基脲) 诱变小鼠
ENU诱变是近三十年来发展起来的研究功能 ENU诱变是近三十年来发展起来的研究功能 基因的新手段。由于ENU ENU处理后雄鼠精子基 基因的新手段。由于ENU处理后雄鼠精子基 因组发生点突变, 因组发生点突变 , 使得后代小鼠有可能出 现突变表型, 现突变表型 , 经筛选及遗传试验能够得到 突变系小鼠。 通过对突变小鼠的深入研究、 突变系小鼠 。 通过对突变小鼠的深入研究 、 对突变基因定位及位置候选法克隆突变碱 基就会得到突变基因的功能信息。 基就会得到突变基因的功能信息。
2010-9-1 3
遗传工程动物模型
定义:随着现代生物技术方法的不断进步, 定义:随着现代生物技术方法的不断进步, 人们可以人为的运用各种技术手段有目的 的干预动物的遗传组成, 的干预动物的遗传组成,导致动物新的性 状的出现,并使其能有效的遗传下去, 状的出现,并使其能有效的遗传下去,形 成新的可供生命科学研究和其他目的所用 的动物模型,这类动物可被称为遗传工程 的动物模型,这类动物可被称为遗传工程 动物模型。 动物模型。
2010-9-1 10
2010-9-1
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转基因动物在医学研究中 的应用
1. 转基因动物是对多种生命现象本质深入了解的 工具,如研究基因结构与功能的关系, 工具,如研究基因结构与功能的关系,细胞核 与细胞质的相互关系, 与细胞质的相互关系,胚胎发育调控以及肿瘤 等; 可以用来建立多种疾病的动物模型, 2. 可以用来建立多种疾病的动物模型,进而研究 这些疾病的发病机理及治疗方法; 这些疾病的发病机理及治疗方法; 3. 转基因动物可作为医用或食用蛋白的生物反应 器。
2010-9-1
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基因定位突变动物模型
基因定位突变又称基因敲除、基因剔除或基因打 基因定位突变又称基因敲除、 又称基因敲除 它是应用一段外源DNA 通过DNA同源重组, DNA, DNA同源重组 靶,它是应用一段外源DNA,通过DNA同源重组, 使得ES ES细胞特定的内源基因被破坏而造成其功能 使得ES细胞特定的内源基因被破坏而造成其功能 丧失,然后再通过ES ES细胞介导得到该基因丧失的 丧失,然后再通过ES细胞介导得到该基因丧失的 动物模型的过程 的过程。 动物模型的过程。 目前研究最多、最深入的是基因敲除小鼠。通过 目前研究最多、最深入的是基因敲除小鼠。 建立基因剔除小鼠来观察与外源DNA DNA相对应的正 建立基因剔除小鼠来观察与外源DNA相对应的正 常基因失活、 常基因失活、不表达的情况下会对动物个体产生 哪些影响。 哪些影响。
2010-9-1 13
基因定位突变动物的应用
1. 它可提供遗传病和其他疾病的诊断的遗 传信息, 传信息,可以指导对这些疾病的致病基 因和对病症病因的分析与认识; 因和对病症病因的分析与认识; 在人类器官移植方面具有重大的意义; 2. 在人类器官移植方面具有重大的意义; 3. 免疫分子基因敲除动物模型将免疫学研 究特别是免疫耐受的研究推进到一个新 的阶段。 的阶段。
2010-9-1
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显微注射转基因动物
在建立遗传工程模型的众多方法中,显微注射法 在建立遗传工程模型的众多方法中, 是目前国际上公认的制备转基因动物模型的首选。 是目前国际上公认的制备转基因动物模型的首选。 1980--1981年产生 转基因动物自1980--1981年产生后,迅速发展。 转基因动物自1980--1981年产生后 迅速发展。 它克服了物种之间的生殖隔离, 它克服了物种之间的生殖隔离,实现了动物物种 之间遗传物质的交换和重组, 之间遗传物质的交换和重组,这不仅为遗传物质 的研究提供了新的手段,丰富了物种的基因库, 的研究提供了新的手段,丰富了物种的基因库, 也扩大了生命科学的视野,现已广泛应用于医药、 也扩大了生命科学的视野,现已广泛应用于医药、 农业及生物学领域。 农业及生物学领域。
2010-9-1
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遗传工程动物模型
目前获得遗传工程动物模型的技术手段: 目前获得遗传工程动物模型的技术手段: 显微注射转基因技术——将外源性基因或DNA片 将外源性基因或DNA 1. 显微注射转基因技术 将外源性基因或DNA片 段插入动物基因组获得转基因动物的方法。 段插入动物基因组获得转基因动物的方法。 基因定位突变技术——包括基因剔除、基因插 包括基因剔除、 2. 基因定位突变技术 包括基因剔除 入和其他一些操作。 入和其他一些操作。 化学或放射诱变技术——造成DNA序列碱基改变 造成DNA 3. 化学或放射诱变技术 造成DNA序列碱基改变 并可通过复制而遗传的化学或物理方法。 并可通过复制而遗传的化学或物理方法。
2010-9-1 9
显微转基因注射基本方法
以单细胞受精卵为靶细胞,利用显微注射 以单细胞受精卵为靶细胞, 技术将构建好的载体DNA DNA直接注射入受精 技术将构建好的载体DNA直接注射入受精 卵的原核, 卵的原核,再将接受注射的受精卵移入 假孕母体输卵管继续发育获得转基因动 物个体。 物个体。 受精卵雄原核的显微注射是目前应用最 为广泛、常用、有效的方法。 为广泛、常用、有效的方法。
2010-9-1 17
Biblioteka Baidu
ENU诱变小鼠的应用 ENU诱变小鼠的应用
ENU诱变小鼠的研究利用基因组研究的最新 ENU诱变小鼠的研究利用基因组研究的最新 诱变小鼠的研究 成果,不仅能促进分子遗传学的发展, 成果,不仅能促进分子遗传学的发展,为人 类疾病的发病机制, 类疾病的发病机制,功能基因及相关学科研 提供大量不同表型的动物模型,而且,ENU 究提供大量不同表型的动物模型,而且,ENU 诱变是近年来被公认的最有潜力的制造突 变型动物的手段, 变型动物的手段,新的动物模型的建立有可 能导致新的疾病基因的发现和克隆, 能导致新的疾病基因的发现和克隆,对开发 具有独立知识产权的药物标靶和相应药物 至关重要,具有潜在的商业价值. 至关重要,具有潜在的商业价值.
2010-9-1 16
ENU诱变小鼠 ENU诱变小鼠
ENU 诱变开始于上个世纪70年代,初期主 ENU诱变开始于上个世纪70 年代, 诱变开始于上个世纪70年代 要集中于突变机制的研究。 要集中于突变机制的研究 。 目前全世界 的研究机构总数在10 个左右, 10个左右 的研究机构总数在 10 个左右 , 集中在西 方发达国家。 在美国、 英国、 德国、 方发达国家 。 在美国 、 英国 、 德国 、 澳 大利亚及日本等发达国家, 大利亚及日本等发达国家 , 已得到数千 种突变系小鼠, 种突变系小鼠 , 有近百种突变基因在染 色体上定位, 色体上定位 , 部分已经找到发生点突变 的碱基并克隆了相应的基因。 的碱基并克隆了相应的基因。
2010-9-1 15
ENU诱变小鼠 诱变小鼠
ENU(乙酰基亚硝基脲)是公认的最强的小鼠 ENU(乙酰基亚硝基脲) 乙酰基亚硝基脲 诱变剂, 诱变剂 , 由于雄鼠生殖细胞的突变率远远 大于母鼠, 故一般用ENU 处理雄鼠。 ENU进 ENU处理雄鼠 大于母鼠 , 故一般用 ENU 处理雄鼠 。 ENU 进 入雄鼠体内, 导致精原细胞大量死亡, 剩 入雄鼠体内 , 导致精原细胞大量死亡 , 余精原细胞通过分裂重建睾丸结构,ENU不 余精原细胞通过分裂重建睾丸结构,ENU不 借助任何代谢过程, 借助任何代谢过程 , 直接渗入精原细胞的 细胞核与碱基结合,影响生殖细胞的DNA DNA复 细胞核与碱基结合,影响生殖细胞的DNA复 导致精子的碱基发生点突变, 制 , 导致精子的碱基发生点突变 , 突变的 种类包括碱基间的颠换、 转换或移码突变。 种类包括碱基间的颠换 、 转换或移码突变 。
2010-9-1 7
转基因动物的命名
1. 2. 3. 4. 转基因符号组成: 转基因符号组成: TgX(YYYYYY)#####Zzz TgX表示方式 TgX表示方式 (YYYYYY)表示插入片断 (YYYYYY)表示插入片断 #####表示实验室指定的动物序号 #####表示实验室指定的动物序号 Zzz表示实验室注册代号 Zzz表示实验室注册代号