遗传工程小鼠
基因工程小鼠命名规则
基因工程小鼠命名规则实验小鼠是目前应用最为广泛的一种实验动物，在探寻基因基础功能，疾病发病机制以及药物临床前筛选等方面有着十分重要的作用。
其原因在于小鼠和人的基因具有极高的相似度（小鼠99%的基因能在人类基因组中找到同源基因），同猴子、猪等实验动物相比，由于小鼠体型小，饲养管理方便，易于控制，生长繁殖快，因此拥有了大量的封闭群和近交系，成为目前用量最大，用途最广，品种最多，研究最清楚的实验动物。
目前，实验小鼠有许多不同的品系，在发表各种peper中所用的小鼠也不尽相同，各位伙伴是不是经常会疑惑自己的实验到底应该用哪种小鼠？本文接下来将重点介绍国内用量较大的几种小鼠品系，以供参考。
封闭群：非近交交配方式进行交配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，称为一个封闭群；杂合率高，群体基因频率基本稳定，个体存在差异性。
①KM小鼠（昆明小鼠）1926年美国Rockfeller研究所培育，我国最开始引进到昆明，故称"昆明小鼠"，一直是我国生产量、使用量最大的封闭群小鼠。
特点∶昆明小鼠面部剑突，触须较长，畏强光，体型较小。
肿瘤自发率较高。
根据KM小鼠的各种自发性肿瘤等特征，在肿瘤学研究试验中，通过诱导剌激，让其生成相应的肿瘤模型，主要作为研究人类肿瘤生长发育、转移和治疗参考应用。
由于其繁殖力强，生长速度快等特点，为人类研究多代遗传性疾病提供了快捷便利的研究条件，例如人类白化病、系统性红斑狼疮和尿崩症等人类遗传性疾病研究。
②ICR小鼠是国际通用的封闭群小鼠。
Hauschka用Swiss小鼠群选育而来，后美国癌症研究所（Institute of Cancer Researcch）分送各国饲养实验，各国称为ICR。
特点：适应性强，体格健壮，繁殖力强，生长速度快，实验重复性较好，是进行免疫药物筛选，复制病理模型较常用的实验动物。
其外周血液和骨髓细胞，具有较好的稳定性，是良好的血液学实验用动物。
准入证培训：遗传工程鼠繁殖管理 20200723
雄性
雌
性别鉴定方法
性
3、小鼠年龄的鉴定方法
➢ 第3天 ➢ 第4天 ➢ 第8天 ➢ 第9-11天 ➢ 第13-15天 ➢ 第21天 ➢ 第35天
耳壳脱出表皮 脐带脱落 四肢发育，能到处爬行 听觉长成，全身长毛 眼睛睁开，能跑跳 可以断奶分笼 雌性小鼠阴道张开
刚出生小仔的形态特征
新生小仔全身 没有毛，皮肤赤 红，两眼不睁， 耳廓和皮肤粘连， 头大尾短，可发 出声音，有触觉、 嗅觉与味觉。 新 出生小仔胃里 没 有奶块，如是 凌 晨出生小仔， 胃 里奶块较小。
繁殖鼠的合笼要求
小鼠的一般寿命为1-2年，生育期为1年。 随着年龄的增长，其繁殖能力将逐渐下降。而且有的雌鼠
会出现难产、食仔、幼仔畸形等情况。 繁殖鼠的年龄为8-10个月，超过10个月时应淘汰。
并根据实验计划合理安排小鼠繁殖笼的数量。
提醒：繁育期的计算是从小鼠出生日开始，而不是从合笼 日期开始。
救济，需由课题负责人向学校动管会书面申请。
关于接受鼠
必须学生到现场
小鼠基本知识
小鼠基本知识
内容
小鼠的生 物学特性
小鼠基本 的操作方 法简介
1、一般特性
• 体型小，易于饲养管理 • 毛色多种 • 昼伏夜出：傍晚和黎明前最活跃，采食、交 配 与分娩多在此时，喜欢群居于较黑暗的环 境。 • 性情温顺，易于捕捉，对外来刺激敏感。 • 对环境适应性差，对疾病抵抗力低。 • 不耐饥饿，不耐热，是杂食性动物。
产后口渴在舔食胎盘时引发吃仔。 母鼠以维持种群的正常生存。对出生后不健康、畸形的幼仔
会产生吃仔的习惯，。 刚产仔的母鼠受到惊吓感到危险也会吃仔。包括噪音、光照
和人为经常性的观察等。 有些繁育鼠是首次产仔，不知道如何处理自生幼仔，吃仔是
小鼠光遗传 实验方法
小鼠光遗传实验方法
光遗传学实验方法是一种利用光来控制特定神经元活动的技术，通常在动物模型如小鼠中进行。
以下是进行小鼠光遗传实验的一般步骤：
1. 准备实验动物：选择适当的转基因小鼠，通常是通过基因工程技术将光敏蛋白基因导入小鼠的基因组中，以实现神经元的可光控性。
2. 显微镜观察和光纤放置：在实验开始前，使用显微镜观察小鼠的大脑结构，确定光纤放置的位置。
光纤的作用是将外部激光器发出的光传输到小鼠的大脑中。
3. 光纤植入：将光纤通过小鼠的颅骨和硬脑膜植入到目标大脑区域中，通常选择对目标神经元有高表达光敏蛋白的区域。
4. 行为训练：在小鼠植入光纤后，对其进行适当的行为训练，以适应实验操作。
这可能包括训练小鼠在特定的实验箱内活动，或者训练其执行特定的任务。
5. 实验操作：在实验过程中，使用激光器发出的特定波长的光来激活或抑制目标神经元的活动。
这可以通过控制光纤中的光强和照射时间来实现。
6. 数据记录和分析：使用专门的记录设备，记录小鼠在光遗传刺激下的行为和生理变化。
这些数据将被用于分析光遗传刺激对神经元活动和动物行为的影响。
7. 结果解释与结论：分析实验结果，确定光遗传刺激对神经元和动物行为的具体影响。
根据这些结果，得出相应的结论，并解释其意义。
请注意，这只是一个概述性的步骤，具体的实验过程可能会因研究目标、实验条件和研究设计而有所不同。
在进行光遗传学实验时，应遵循相关伦理和法规的要求，确保实验的合理性和合法性。
敲除小鼠模型应用于疾病研究的实验设计建议
敲除小鼠模型应用于疾病研究的实验设计建议实验设计建议：敲除小鼠模型在疾病研究中的应用引言：近年来，基因敲除小鼠模型在疾病研究中扮演着不可或缺的角色。
通过使用遗传工程技术，研究人员能够敲除或修改小鼠基因，模拟人类疾病的发展及机制，从而为疾病的预防、诊断和治疗提供重要的理论基础。
本文将探讨敲除小鼠模型在疾病研究中的应用，并提出实验设计建议，以帮助研究者更好地利用这一模型。
一、敲除小鼠模型的概述敲除小鼠模型是通过基因敲除或敲入技术，对小鼠基因进行改变，来模拟人类疾病的发展和机制。
这一模型的优势在于小鼠与人类的基因组高度相似，其生物学特性和器官结构也与人类相似，因此成为疾病研究的理想模型。
二、敲除小鼠模型在疾病研究中的应用1. 疾病机制研究敲除小鼠模型可以帮助研究人员深入了解疾病的发展机制。
通过敲除特定基因，可以观察到小鼠是否出现与人类相似的疾病症状，从而揭示该基因在疾病发生发展中的作用。
例如，敲除小鼠模型被广泛应用于研究肿瘤和遗传性疾病等领域。
2. 药物筛选和治疗评估敲除小鼠模型可以用于评估新药的疗效和毒副作用。
通过与野生型小鼠进行对比，可以观察到敲除小鼠是否对药物产生特异性反应，从而为药物的开发和临床使用提供重要依据。
三、敲除小鼠模型实验设计建议1. 确定研究目标在开始设计敲除小鼠模型实验前，研究人员应明确研究的目标和疾病模型的特点。
例如，确定是否需要针对特定基因敲除，或是敲入人类特定基因的模型，以及设计实验要素等。
2. 选择敲除方法敲除小鼠模型的创建有多种方法，包括组织特异性基因敲除、胚胎干细胞敲除和基因座敲除等。
研究人员应根据具体需求选择合适的敲除方法。
3. 选择合适的鼠株和胚胎干细胞选择合适的鼠株和胚胎干细胞对于敲除小鼠模型的成功很关键。
鼠株的选择应基于其易感性和适应性，而胚胎干细胞的选择应基于其稳定性和再生能力。
4. 设计合适的实验组和对照组根据研究问题的需要，设计敲除小鼠模型的实验组和对照组。
基因工程小鼠饲养繁育及鉴定策略
基因工程小鼠饲养繁育及鉴定策略基因工程小鼠是研究基因功能和疾病机制的重要模型生物，它们通过基因工程技术进行特定基因的敲除、突变或过表达，从而模拟人类疾病的发生和发展过程。
然而，饲养和繁育基因工程小鼠以及对其进行鉴定是一个复杂而关键的过程。
本文将介绍基因工程小鼠饲养繁育及鉴定的策略。
一、基因工程小鼠饲养繁育策略1. 选择合适的饲养环境：基因工程小鼠对其饲养环境的要求较高，应提供适宜的温度、湿度和光照条件，以及清洁的饮水和饲料。
饲养箱应定期消毒，确保小鼠的健康生长。
2. 选择合适的饲料：基因工程小鼠的饲料应根据其基因改造的特点进行调整。
例如，敲除特定基因的小鼠可能需要特殊的饲料补充物来维持其生存和生长。
3. 繁殖管理：基因工程小鼠的繁殖需要进行严格的管理。
通常采用配对交配的方式进行繁殖，确保后代的基因遗传稳定。
此外，对于一些特殊基因型的小鼠，可能需要进行人工授精或胚胎移植等技术手段来实现繁殖。
4. 健康监测：定期对基因工程小鼠进行健康监测，包括体重、行为观察和疾病筛查等。
如发现异常情况，应及时采取相应的处理措施，以保证小鼠的健康状况。
二、基因工程小鼠鉴定策略1. 基因型鉴定：通过PCR、Southern blotting、Western blotting等技术来检测基因工程小鼠是否成功敲除、突变或过表达目标基因。
这些技术可以通过检测目标基因的DNA或蛋白质来确定小鼠的基因型。
2. 表型鉴定：基因工程小鼠的表型鉴定是评估其外部表现和生理特征的过程。
通过观察小鼠的行为、外貌、器官形态等方面的变化，可以初步判断基因改造对小鼠的影响。
3. 功能鉴定：基因工程小鼠的功能鉴定是评估其基因改造对生物学功能的影响。
可以利用行为学实验、生理学指标测定、组织学分析等技术手段来评估小鼠的功能变化，进一步揭示基因改造对生物过程的影响机制。
4. 遗传稳定性鉴定：基因工程小鼠的遗传稳定性鉴定是评估其基因改造是否稳定传递给后代的过程。
制备转基因小鼠的原理
制备转基因小鼠的原理
制备转基因小鼠的原理是通过基因工程技术将外源基因导入小鼠的基因组中。
具体步骤如下：
1. 选择目标基因：根据研究需求选择要导入小鼠基因组的外源基因。
这个外源基因可以来自其他物种，也可以是已存在于小鼠中但表达量较低的基因。
2. 构建质粒：将选择的目标基因与载体DNA（如质粒）连接。
质粒通常含有特定的启动子、终止子和选择性标记基因（如抗生素抗性基因），以便检测和筛选成功导入外源基因的小鼠。
3. 体外培养：将构建好的质粒导入细胞培养物中，利用细胞的自身复制和修复机制，使质粒与小鼠细胞的染色体发生重组，将外源基因导入到小鼠的基因组内。
4. 选择性筛选：为了筛选成功导入外源基因的细胞，可以添加抗生素等选择性标记物质，只有带有外源基因的细胞能够存活下来。
5. 胚胎干细胞注射：将筛选出的带有外源基因的细胞注射到小鼠的早期胚胎中。
这些细胞会参与胚胎发育，在小鼠的成体组织中形成细胞系，继续表达外源基因。
6. 交配和繁殖：将带有外源基因的小鼠进行交配和繁殖，使外源基因在小鼠种群中得以传递和稳定遗传。
通过以上步骤，外源基因成功导入小鼠基因组，并表达在小鼠的细胞和组织中，从而达到制备转基因小鼠的目的。
基于遗传工程技术的动物模型研究
基于遗传工程技术的动物模型研究随着现代科技与医学的不断发展，动物模型研究已成为医学领域研究的重要手段之一。
人类的疾病常常需要利用动物模型进行进一步的研究，这使得基于遗传工程技术的动物模型研究尤为重要。
什么是动物模型？动物模型就是指利用动物模拟人体疾病的过程，从而达到研究疾病机制和开发治疗方法的目的。
例如，利用小鼠模型研究肿瘤的发生机制、使用猪模型研究人类心脏病等。
为什么需要动物模型？从根本上来说，人类和动物的生物进化起源相似，人和动物在基因、生理、行为等方面也存在诸多相似之处。
因此，利用动物模型可以使得研究人员更加深入地探究人类疾病的本质和治疗方法，获取更多的有效数据。
基于遗传工程技术的动物模型目前，随着遗传工程技术的发展，以及CRISPR-Cas9这一基因编辑技术的不断成熟，利用遗传工程技术的动物模型研究也成为了现代医学领域的热点之一。
遗传工程技术可以通过切除、插入等手段，针对动物基因序列进行控制和编辑，进而制造出模拟不同疾病特征的动物模型。
利用遗传工程技术的动物模型研究与人类疾病研究的关联人类疾病的研究需要严密的实验环节支撑，而动物模型就是其中至关重要的一环。
例如，利用遗传工程技术可以在小鼠基因中引入特定基因，制造出模拟人类肝病和肌肉疾病的小鼠模型，从而在疾病机制和治疗方法研究方面提供更广泛、更真实的数据；将有人类疾病遗传基因状态的单一变异体基因型融合到老鼠模型中，从而在研究人类疾病模型的进化方面提供更好的数据。
利用基于遗传工程技术的动物模型研究率先实现的重要成果目前，许多与疾病有关的遗传变异位点和突变基因已被发现。
而遗传工程技术则使得这些变异位点和突变基因变得更加容易实验，更容易制造出与现实生活中的疾病相似的动物模型，提供基础理论以及治疗手段上的的研究。
在有关网络安全领域的研究中，通过CRISPR技术将人体脑部细胞的基因与小鼠细胞基因融合后，成功地实现了将大鼠DNA嵌入到人类情感和记忆中的目标；在手术和治疗模拟的实验中，利用了小鼠、犬、豚鼠等模型，对于大量的人体器官疾病提供了独特的治疗手段。
小鼠、大鼠、豚鼠的生物学特性及应用
3. 生物医学中的应用
4. 日常饲养管理
大鼠是野生褐家鼠的变种，起源于北美洲，于 17世纪初期传到欧洲。18世纪后期开始人工饲养， 19世纪，美国费城Wistar研究所开发大鼠作为实验 动物，目前世界上使用的许多大鼠品系品种均起源 于此，是使用量仅次于小鼠的实验动物。
脊椎动物门
哺乳纲
啮齿目 鼠科 家鼠属 褐家鼠种
精子和卵子在输卵管壶腹部受 精开始卵裂发育，受精3天后， 胚胎进入子宫。
小鼠体重增长的快慢，因品种品系、母鼠健 康状况、仔鼠多少、生产胎次、饲料营养和 环境条件的不同而有所差异。
阶段 涂片 卵巢 发情前期雌鼠性成熟后，卵巢产生卵细胞并分泌 仅有有核上皮细胞 卵泡增大
发情期 雌性激素，出现明显的发情周期。根据 角质化上皮细胞 排卵 发情后期阴道涂片所观察到的阴道上皮细胞变化， 有核上皮细胞混有白细胞 卵泡闭锁，生成黄体
体温 调节
由于小鼠的蒸发表面与整 个身体相比所占的比例大。
饮水不足比其他哺乳动物更为敏感，
水分 呼出的气体在鼻腔内冷却以及尿液的 代谢 高效浓缩，都有助于水分保持。小鼠
尿量少，每次排尿仅1-2滴。
大鼠染色体（42） 小鼠与人类功能基因的同 豚鼠染色体（32） 源性高达90%以上。 小鼠有20对染色体(2n=40) ，推测
各种动物一次灌胃能耐受的最大容积
动物种类 体重（g） 最大容积（ml） 动物种类 体重（g） 最大容积（ml） 小鼠 20-24 25-30 0.5 0.8 豚鼠 250-300 >300 4-5 6.0
>30
大鼠 100-199 200-249 250-300 >300
1.0
3.0 4-5 6.0 8.0
遗传 特性
小鼠
实验动物研究所
四、近交系小鼠
1. 我国常用近交系小鼠：
(1).DBA 小鼠: 最古老的近交系小鼠，外来引进品系，淡棕色，有DBA/1 和DBA/2两个亚系，目前常用的是DBA/2 DBA/l 小鼠的主要特性
①对实验室结核杆菌的易感性高，对鼠斑伤寒补体C5敏感；对鼠伤寒 沙门氏菌补体抗性较强； ②P1534肿瘤株的生长率为50%； ③老年雌鼠有乳腺癌的发生，经产母鼠的乳腺癌发病率为61.5%； ④对疟原虫感染有抵抗力； ⑤老龄雌鼠部份心脏有钙质沉着
实验动物研究所
2. 按特征和使用目的分类：
(3).按各种人类疾病需要培育： 心血管疾病小鼠--DBA等品系； 自身免疫性疾病小鼠--NZB/N、NZB×NZW等； 脑积水病小鼠--C57BL/KaLwN、B10、D2/nSnN等； 白内障小鼠--STAR/N等； 多尿症小鼠--STR/N、STRIN等； 疟疾小鼠--C58/LWN、DBA/1JN、C57L/N等；
实验动物研究所
2. 按特征和使用目的分类：
(4).供药物和代谢研究需要培育： 免疫球蛋白缺乏小鼠--CBA/N等； 胰岛素敏感小鼠--C57BR/CdJN等； 维生素K缺乏小鼠--CBA/CaHN等
(5).不同研究领域需要培育： 肿瘤研究：BALB/c、C57BL、C57BR等； 生理学研究：SWR、C3H、BALB/c、C57BL、C57BR等； 遗传学研究：C57BL等； 免疫研究：C3H、C57BL、DBA/2等
低癌株--C57BL/6N、C58、津白Ⅰ号。 诱发癌品系：乳腺癌小鼠--C3H、A品系；
胸腺癌小鼠--BALB/c、C57BR、R111等； 肺癌小鼠--BALB/c、C57BL、SWR、A等； 肝癌小鼠--C3H、C3He、C3Hf等； 白血病小鼠--C57BL、C58、AKR等； 卵巢癌小鼠--C3H等
如何进行小鼠肿瘤模型的建立及鉴定
如何进行小鼠肿瘤模型的建立及鉴定小鼠肿瘤模型的建立及鉴定是癌症研究中非常重要的一步，可以用于研究肿瘤的发生机制、治疗策略以及评估新的抗癌药物。
下面将详细介绍小鼠肿瘤模型的建立及鉴定的方法并提供一些实用的技巧。
肿瘤模型建立的方法主要包括人工移植方法、化学物质诱导方法和遗传工程方法。
一、人工移植方法：1.将人类肿瘤细胞、移植物肿瘤组织或细胞株移植到小鼠体内，可以通过裸鼠或免疫缺陷小鼠模型建立人类肿瘤模型。
当细胞或组织取出并经过相关处理后，通过给小鼠注射或将其移植到小鼠体内，研究人类肿瘤的生长和发展。
2.移植人体肿瘤片段。
3.使用免疫缺陷小鼠模型，如裸鼠、严重联合免疫缺陷小鼠等，可以接受外源组织移植而不会引发排斥反应。
二、化学物质诱导方法：1.化学物质诱导肿瘤模型是通过给予小鼠致癌物质或诱导剂来诱发肿瘤发生。
2.应遵循相关伦理原则使用易获得且时间成本低的致癌物质。
3.诱导剂可通过各种途径给予小鼠，如口服、皮下注射、腹腔注射等。
4.对于使用化学物质诱导的肿瘤模型，需要在给药期间和给药后对小鼠进行定期观察和血液检测，以评估肿瘤的发生和发展情况。
三、遗传工程方法：1.遗传工程方法可利用转基因技术将特定肿瘤相关基因引入小鼠体内，例如，通过敲除或激活肿瘤抑制基因或癌基因等，产生特定类型的肿瘤模型。
2.通过基因敲除、敲入或点突变技术，可改变小鼠体内特定基因的表达水平，以模拟人类肿瘤的发生和发展。
确定小鼠肿瘤模型建立成功后1.观察和检测小鼠是否出现明显的肿瘤体积增大和质地变硬等症状。
2.定期观察小鼠的体重变化，以评估肿瘤对小鼠健康状况的影响。
3.使用体重表、肿瘤质量表等测量工具定期测量肿瘤体积，以评估肿瘤生长速度。
4.进行组织学检测，通过活体组织活检或解剖后进行病理学检测，以确定肿瘤种类和分级。
5.对肿瘤样本进行免疫组织化学染色、分子生物学检测等，以确定肿瘤的分子特征。
总结：建立和鉴定小鼠肿瘤模型是一项复杂的工作，需要专业的知识和技术支持。
C57BL／6品系小鼠精子冷冻保护剂的选择
C57BL／6品系小鼠精子冷冻保护剂的选择遗传工程技术的快速发展，遗传修饰小鼠的获得越来越容易，如何高质量保存这些小鼠资源已经成为一个重要的问题。
精子冷冻保存是指将精子保存于超低温状态下，使精子新陈代谢速度减慢或停止，一旦恢复正常生理温度又能继续发育的过程。
小鼠精子冷冻保种法由于其操作简单、经济、并且产生后代的潜在能力强，已经在国外很多实验动物中心广泛使用，但国内动物中心普遍还是采用传统的小鼠活体保种法。
由于活体保种法非常不经济，又存在种源动物易污染，珍贵品系易丢失等潜在风险。
鉴于目前遗传修饰小鼠大部分是C57BL/6品系背景的，因此，建立和健全完善的C57BL/6品系小鼠精子冻存保种系统迫在眉睫。
本文通过对比三种不同的精子冻存保护剂，找出适合C57BL/6品系小鼠的精子冻存保护剂。
标签：C57BL/6品系；精子冻存；冷冻保护剂1 遗传修饰小鼠的获得现状作为常用的模式生物之一，小鼠在现代生物医学研究中发挥着不可或缺的作用。
随着遗传工程技术的快速发展，遗传修饰小鼠的获得越来越容易，如何高质量保存这些小鼠资源已经成为一个重要的问题，建立和健全完善的小鼠保种体系是生物医学发展的迫切需求。
小鼠保种方法主要有活体保种、胚胎冷冻、卵母细胞冷冻、精子冷冻、精子冻干等。
目前国际上比较常用的是胚胎冷冻和精子冷冻[1-2]。
但由于小鼠精子有较大的镰刀状头部和较长的尾部，对冷冻造成的机械损伤非常敏感，同时小鼠精子质膜成分特殊导致其对冷冻渗透压耐受性低[3-4]，所以小鼠精子冷冻完后成活率与复苏率非常低。
直到Nakagata发明的“Nakagata冷冻法”）[5-8]。
尽管Nakagata冷冻法对于部分小鼠品系的精液的冷冻保存具有很好的效果，但对于实验室广泛使用的C57BL/6、BALB/C等近交系小鼠的精子用Nakagata冷冻法冻完后的成活率和受精率远远低于封闭群和杂交小鼠[3，9]。
C57BL/6等实验室常用近交系小鼠的精子冷冻已成为当前急剧增加的遗传工程小鼠保种的一个瓶颈，同时也是国内外研究的热点。
小鼠遗传学及其分类命名
BALB/cByJ
A 278bps deletion of the acyl-Coenzyme The Jackson A dehydrogenase, Laborator y short chain, (Acads )locus The NIH Locus intact
小鼠遗传学及分类命名
顾鹏宇 2008-8
• • • • •
遗传学基础知识 实验小鼠起源 实验小鼠的分类及其命名 遗传监测 繁育体系
分子遗传学
基因（GENE）
•编码特定蛋白产物的DNA序列 •基因可能存在可变形式，称为等位基因（allele）
等位基因(Alleles)
homozygous heterozygous hemizygous
实验小鼠起源
家鼠起源
M. musculus 各亚种的地理分布
History of the Laboratory Mouse
• • • • • • • 1100 BC- color-variant mice (China) 1909first inbred strain 1929The Jackson Laboratory 1962nude mouse 1980first transgenic mouse 1989first knockout mouse 1990sconditional/inducible knockouts, knock-in, mouse genome project • 2002RNA interference knockouts?
近交系的命名
• 基于毛色
DBA (Dilute Brown nonAgouti, first inbred mouse) 基于起源 NZW (New Zealand White) 基于表型 NOD (Non-Obese Diabetic) 其它 BALB/c, C57BL, 129
基因工程小鼠繁殖方案设计
基因工程小鼠繁殖方案设计一、选用适当的小鼠品系及基因工程小鼠模型1.1 品系选择小鼠是常见的实验动物，由于其体型小、繁殖能力强、寿命较短、易于获取等特点，成为了科学研究中常用的实验动物之一。
在选择品系时，需要考虑繁殖力、易于操作及与需要研究的基因工程小鼠模型的适配性。
一般来说，常用的小鼠品系有C57BL/6、BALB/c、NOD、NSG等。
1.2 基因工程小鼠模型选择基因工程小鼠是将外源基因导入小鼠基因组中，以模拟人类疾病或进行相关功能研究的实验动物。
在繁殖方案的设计中，需要首先明确需要研究的基因工程小鼠模型，例如疾病模型、基因敲除/敲入模型等。
在选择基因工程小鼠模型时，需要考虑研究需求、目标基因的特性以及研究的可行性。
二、基因工程小鼠繁殖流程设计2.1 基因工程小鼠的繁殖方法基因工程小鼠的繁殖方法通常包括自然交配和人工授精两种方式。
自然交配适用于一般基因工程小鼠，人工授精适用于特定需要的基因工程小鼠模型。
在实际操作中，需要根据具体情况选择合适的繁殖方法，以保证后代的质量和数量。
2.2 基因工程小鼠的繁殖管理基因工程小鼠的繁殖管理包括母鼠配种、妊娠期、分娩及幼年期的管理。
在母鼠配种时，需要根据所选用的品系和基因工程小鼠模型合理安排配种群，以保证繁殖效率；在妊娠期，需要给予母鼠适当的饲养管理和监护，确保母鼠及胎儿的健康；在分娩时，需要提供安全、干净的产房和适量的营养物质，帮助母鼠顺利分娩；在幼年期，需要给予幼鼠适当的饲养条件和管理，以确保幼鼠的正常生长和发育。
2.3 基因工程小鼠的遗传育种基因工程小鼠的遗传育种是基因工程小鼠繁殖方案的重要组成部分。
在遗传育种中，需要根据所需的基因型选择合适的配种组合，进行合理的交配计划，以获得符合研究需求的后代。
在实际操作中，需要结合基因工程小鼠模型的特点，合理设计遗传育种方案，并进行相应的实验验证。
2.4 基因工程小鼠繁殖质量监控基因工程小鼠繁殖质量监控是基因工程小鼠繁殖方案中的重要环节。
基因工程小鼠肿瘤模型介绍
基因工程小鼠肿瘤模型介绍自发或诱导肿瘤模型都带有相当的随机性、不确定性，产生的肿瘤类型、特征也经常不能满足研究的需要。
随着基因工程技术的发展成熟，对小鼠进行遗传修饰—包括转入新基因、删除基因、基因替换等成为可能。
研究发现，在小鼠上过表达某些致癌基因或者敲除某些抑癌基因可以导致小鼠易发肿瘤。
于是利用基因工程手段来研发各类小鼠肿瘤模型的工作越来越多。
比如 p53 基因敲除的小鼠，纯合体一般在 3、4 个月内发生各类肿瘤，杂合体在6 个月之后也多发肿瘤。
组织特异性地敲除 Pten 基因，则导致这种特定的组织中高发肿瘤。
过表达 Ras、Myc 等这些癌基因的转基因鼠也易发各种肿瘤。
人们可以把在临床研究中发现的与肿瘤相关的基因突变通过基因工程手段，如转基因、基因编辑等方法复现在小鼠基因组上，验证这种突变的致癌作用，以及探寻该种基因突变驱动的肿瘤的生物标志物（Biomarker）、诊断和治疗方法等。
基因修饰小鼠模型（genetically engineered mouse model, GEMM）产生的肿瘤也可以移植到相同遗传背景的其它小鼠体内，建立异体移植瘤模型，这被称为 GDA（GEM-derived allograft）模型。
这里有个非常好的栗子：GEM 肿瘤模型的例子即KPC（LSL-KrasG12D/+; LSL-Trp53R172H/+; Pdx-1-Cre）小鼠。
KrasG12D是人类肿瘤中常见的Kras 基因的活化突变体，Trp53R172H则是 p53 基因的突变体。
在这两个基因编码区和启动子之间插入 loxp-Stop-loxp 序列，然后将这两个基因构件转入小鼠基因组，制作出双转基因小鼠。
由于「Stop」序列的存在，这两个基因并不会被转录。
当双转基因小鼠再与Pdx-Cre 小鼠配在一起，Pdx 驱动表达元件使Cre 重组酶得以在胰腺组织特异表达，切除一对loxp 之间的「Stop」序列，KrasG12D和Trp53G12D基因开始表达，其结果是小鼠在2、3 个月内几乎都有胰腺肿瘤发生，并有肿瘤转移现象。
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。
3. 基因编辑：基因编辑是指通过CRISPR/Cas9等技术精确地修改动物基因组中的特定位点。
这一技术可以实现基因的精确修饰，有望为遗传疾病的治疗提供新的途径。
四、遗传工程动物的伦理和安全问题随着遗传工程动物的发展，人们也开始关注其伦理和安全问题。
首先，遗传工程动物可能会引发新的生物安全风险，例如遗传改变可能导致动物的异常生长和生殖能力等问题。
小鼠术语
C56BL/6N与129S6/SvEvTac差异C56BL/6N及129S6/SvEvTac。
他们的区别在于： 129来源的ES培养相对容易，有较强的GLT潜力，即容易得到可遗传的F1代flox杂合子。
但是，129品系的亚系非常多，遗传背景差异大，因此表型差异也比较大，有研究证明129品系不适合做神经学、免疫学等方面的研究。
因此，用129背景做出来的敲除模型一般都需要回交到C57BL/6等清晰的近交系背景，这需要5-10代，也就是2年左右的时间。
C57BL/6是应用最为广泛的近交系，遗传背景也很清晰，因此，在实验中的反应和表型更一致，得到的结果重复性也会更好。
但是，相对于129品系，C57BL/6来源的ES培养要求更高，而且GLT的能力较弱，比129背景更难得到可遗传的F1代杂合子。
C57BL/6来源的敲除模型直接与C57BL/6回交就是纯的近交系，不需要像129那样回交5-10代，因此，会节省时间。
C56BL/6J与B6CBF1差异C56BL/6J及B6CBF1。
他们的区别在于：B6CBF1是杂合背景，有杂交优势，生殖能力比较好；B6是纯背景的近交系，繁育能力要弱一些，对于我们来说B6背景在制作转基因小鼠上技术难度会大一些，所以费用也相对贵一些。
我们认为杂合背景可能对某些基因的表达会有一定影响，而纯背景对基因表达的反应程度比较均一，也就是说不同背景对某些基因的表达的反应程度应该是不一样的，后期出现的表型可能也有区别。
B6背景是目前国际上运用的最广泛的小鼠，遗传背景非常清楚，公共数据库中的小鼠基因组全序列也是用 C57BL/6基因组为模板测出来的，您可以根据您的实验来选择品系背景。
常规敲除（Traditional KO或Conventional KO）常规敲除（Traditional KO或Conventional KO）是通过同源重组技术，将基因组上的目的片段替换成一个Antibiotic SelectionMarker，如PGK-Neomycin等。
基因敲除小鼠原理
基因敲除小鼠原理基因敲除是一种常用的遗传工程技术，它通过人为地改变生物体的基因组，使得某个特定基因在生物体中失去功能。
基因敲除技术在动物模型研究中得到了广泛的应用，特别是在小鼠模型的构建中发挥着重要作用。
下面将介绍基因敲除小鼠的原理及其应用。
基因敲除小鼠原理。
基因敲除小鼠是指通过基因工程技术，将小鼠的某个特定基因进行改变，使得该基因在小鼠体内失去功能。
基因敲除小鼠的构建通常分为以下几个步骤：1. 选择目标基因，首先需要选择需要敲除的目标基因，通常选择与某种疾病或生理过程相关的基因作为目标。
2. 构建敲除载体，将目标基因的敲除载体导入到小鼠的胚胎干细胞中，使得目标基因在胚胎干细胞中发生敲除。
3. 胚胎干细胞筛选，经过敲除载体导入后，对胚胎干细胞进行筛选，筛选出发生了基因敲除的干细胞。
4. 小鼠胚胎的移植，将发生了基因敲除的胚胎干细胞移植到受精小鼠卵母细胞内，通过体外培育和移植到母体小鼠子宫内，使得基因敲除小鼠的胚胎发育成熟。
5. 基因敲除小鼠的鉴定，对出生的小鼠进行基因型分析，确认是否成功构建了基因敲除小鼠模型。
基因敲除小鼠的应用。
基因敲除小鼠模型在生物医学研究中有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 功能基因研究，通过敲除特定基因，可以研究该基因在生物体内的功能及其对生物体生理过程的影响，为相关疾病的研究提供重要的实验模型。
2. 疾病模型构建，基因敲除小鼠模型可用于构建各种疾病模型，如肿瘤模型、免疫缺陷病模型等，用于研究疾病的发病机制及寻找治疗方法。
3. 药物筛选，基因敲除小鼠模型可用于药物的筛选和评价，通过观察敲除某个基因后对药物疗效的影响，为新药的研发提供重要参考。
4. 基因治疗研究，基因敲除小鼠模型可用于基因治疗的研究，通过敲除某个致病基因或导入正常基因，探索基因治疗的可行性及疗效。
总结。
基因敲除小鼠模型是一种重要的生物医学研究工具，通过对特定基因的敲除，可以研究该基因在生物体内的功能及其对生理过程的影响，为相关疾病的研究提供重要的实验模型。
遗传工程动物
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
将经筛选的外源基因定点整合 的ES细胞注射到囊胚内
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4.基因敲除小鼠的建系
♂嵌合体 ♀野生型
杂合子
杂合子
1/4纯合子
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由于常规的ES细胞注入到2倍体囊胚获得ES细胞遗传背景 的子代需要经过嵌合体阶段，使得研究成本昂贵，研发周 期长。近年来发展的四倍体补偿技术可以绕过嵌合体小鼠 阶段，直接获得ES细胞遗传背景的小鼠。
mRNA
Protein
2. 编码RNA：DNA
rRNA & tRNA
3. 调控序列
基因组（Genome）：储存有生物体内全部遗传信息的全 套染色体，称之为基因组。
外源基因（Foreign gene or Transgene）：外来的、非 自身基因成分。
2
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• 基因型： 生物所具有的基因成分，叫基因型（Genotype)
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第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
概述 转基因动物技术的发展概况 遗传工程动物的制备方法 遗传工程动物的建系和保种 遗传工程动物的应用
1
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第一节 概 述
概念
基因（Gene）：位于染色体上具有遗传效应的DNA片断。
三类：
1. 编码蛋白质：DNA
遗传工程动物的建系和保种
一、遗传工程小鼠的建系过程中的交配方式
遗传工程小鼠建系的目的是使外源基因能够稳定地遗传给 后代。
转基因小鼠导入的外源基因可以在半合子状态表达，但表 达的程度因整合位点的不同有所差异。
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人类后基因组计划（post genome project，PGP ） --对基因组生物学功能的研究和应用
人类基因组计划的完成是生命科学的里 程牌，从这一时刻开始，人类真正认识了自己， 人类已从基因组时代步入后基因组时代。 在后基因组时代，人类后基因研究涉及的 主要内容包括人类基因的识别与鉴定、基因功 能的研究、蛋白质组学的研究、基因组与生命 形成和生物形态进化的关系研究等内容, 目前 功能基因组学和蛋白质组学的研究是弄清基因 功能与实际应用的重中之重。
4.原核载体序列的影响：影响整合的效率和整合后目的基因 的表达
全身表达绿色荧光蛋白的转基因小鼠
示例：
DNA construct making is based on
► financial
value ► scientific value
► time
duration
can be done by own lab with technical assistance of other lab use of scientific collaboration to make construct for you commercial company, very costly, but get it done on time
3、基因的表达调控：
在基因转录表达及其调控的研究方面, 已知 一个细胞的转录表达水平能够精确而特异地反映 其类型、发育阶段以及反应状态, 是功能基因组 学的主要研究内容之一。
4、生物信息学和数据库：
生物信息学是以计算机为工具, 用数理及信息科学 的理论和方法研究生命现象, 对生物信息进行储存、检索 和分析的一门学科。在后基因组时代, 如果在已完成基因 组测序的物种之间进行整体的比较、分析, 希望在整个基 因组的规模上了解基因组和蛋白质组的功能意义, 包括基 因组的表达与调控、基因组的多样化和进化规律以及基因 及其产物在生物体生长、发育、分化、行为、老化和治病 过程中的作用机制都必须发展新的算法以充分利用超级计 算机的超级计算能力。
作用结果：产生黏性末端或平末端
②基因的针线——DNA连接酶 DNA连接酶可把黏性末端之间的缝隙“缝合”起来，使之成为完 整的DNA分子
作用位点：磷酸二酯键（形成）
③基因的运载工具——运载体
将外源基因送入受体细 胞的运输工具 最常用的：细菌质粒
运载体必须同时满足四个要求：①能在受体细胞中
稳定存在并且能自我复制；②具有标记基因；③具有一 到多个特定酶切位点；④对宿主无害
► 显微注射法；
► 逆转录病毒感染法；
► 胚胎干细胞介导法（knock-out/in）； ► 精子载体法；
► 体细胞核移植法（clone）;
► 转座酶介导的基因转移.
制备转基因小鼠一般程序
基因操作的工具
①基因的剪刀——限制性内切酶（限制酶） 一种限制酶只能识别一种特定的核苷酸序列， 并且能在特定的切点上切割DNA分子。 作用位点：磷酸二酯键（打开）
二.显微注射实验室
离心机
二.显微注射实验室
体式显微镜
二.显微注射实验室
显微注射操作系统
二.显微注射实验室
拉针仪
二.显微注射实验室
锻针仪
二.显微注射实验室
虽然肿瘤计划失败了，但是让人们认识 到基因研究是攻克多种疾病的基础，而测出基 因的碱基序列又是基因研究的基础。当时，世 界各国有许多的实验室在对自己感兴趣的基因 做研究。
人类基因组计划 （human genome project,HGP）
1986年3月，杜伯克在美国《Science》 杂志上发表了一篇题为《癌症研究的转折点： 人类基因组》的文章。杜伯克说，科学家们面 临两种选择：要么“零敲碎打”地从人类基因 组中分离和研究出几个肿瘤基因，要么对人类 基因组进行全测序，这样大的基础上也应当由 世界各国的科学家携手完成。
► 人类基因组计划的主要科学目标：
搞清人类基因组序列和结构, 确定人类基 因组携带的全部遗传信息, 建立人类遗传 物质的一整套信息数据库, 是人类基因组 计划的主要科学目标。具体体现在遗传图、 单核苷酸多态性图(SNP) , 物理图、序列 图和转录图5 张图谱上。
2000年6月26日,生命登月计划——人类基 因组计划，终于在新世纪钟声敲响的半年时间 内即取得突破性进展：绘制出人类基因组草图。 参与“国际人类基因组计划”的美、英、日、 法、德、中6个国家16个研究中心联合宣布人 类基因组“工作框架图”画好了。
功能基因组学（functional genomics ）
定义：功能基因组学是利用结构基因组学提 供的信息和产物, 通过在基因组或系统水平 上全面分析基因的功能, 使得生物学研究从 对单一基因或蛋白质的研究转向对多个基因 或蛋白质同时进行系统的研究。
功能基因组学的核心问题
1、基因组多样性的研究：
人类是一个具有多态性的群体。不同群体和个 体在生物学性状以及在对疾病的易感性上的差别, 反映了进化过程中基因组与内、外环境相互作用的 结果。开展人类基因组多样性的系统研究, 无论对 了解人类的起源、进化和迁徙, 还是对生物医学, 均会产生重大的影响。
测出来。
TgX（YYYYYY）# # # # # Zzz
其中各部分符号表示含义为： TgN（Mx1-cre）1Cgn-J Tg：transgene 代表转基因 X：H—代表同源重组；R—代表经过逆转录病毒载体感染的插入；
N—代表非同源插入 （YYYYYY）=插入片段标示（insert designation） # # # # # =实验室指定序号（laboratory-assigned number）
2、疾病的基因组学：
绝大多数人类疾病是基因组信息与环境因子 相互作用的结果。1997年, 美国提出了环境基因 组学计划( EGP) , 其目的是了解环境对人类疾病 的影响和意义。 过去的30多年里, 科学家们已经在人类基因 组的2. 3万个基因中发现了350多个与癌症有关的 基因。2008年, 人们在乳腺癌和结直肠癌、胰腺 癌、白血病以及胶质瘤的全基因组序列分析上取 得重要的进展。
转基因技术概念：转基因技术来自称重组 敲除了免疫排斥基因的小猪
DNA技术,指利用分
子生物学和基因工程
的手段,将某种生物
的基因转移到其他生
物物种中,使其出现
原物种不具有的新性 状的技术。
转基因技术的类型
转基因技术可分多个层次：
广义的讲，最基本的转基因技术就是基 因工程，即将高等生物的基因通过体外重组后， 转化入细菌或酵母细胞。 真正意义上的转基因技术是指转基因植 物和转基因动物。它们多是将外源基因注入生殖 细胞或受精卵子中，并让外源基因整合到其基因 组中，并使其在胚胎及发育成熟的个体中获得表 达，形成具有新特性的个体。
显微注射制备转基因小鼠
Mouse Transgenesis
Microinjection Method
一.设计转基因构件
二.显微注射实验室
三.雄原核显微注射实验步骤 四.显微注射转基因小鼠的筛选与品系建立 五.显微注射法的优缺点
一.设计转基因构件
1.转基因调控序列
启动子（promoter）：是一段位于结构基因5’端上游区域的DNA序列，能活化 RNA聚合酶，使之与模板DNA准确的相结合并具有转录起始的特异性。 增强子（enhancer）：和启动子一样常由一个或多个具有特征性的独立DNA序列 组成，以单拷贝或多拷贝串联的形式存在，通过与特定的转录因子结合而实 现对结构基因转录的增强作用。
过程
1 获取目的基因
2 体外重组DNA分子
3 重组DNA分子导入受体细胞 通过运载体把目的基因带入受
体细胞内，并使目的基因在受体细 胞内能准确地转录和翻译。 常用方法：显微注射法等 扩增 4 筛选和鉴定 大量的受体细胞接受不多的目的基 因。处理的受体细胞中真正摄入了 目的基因的很少，必须将它从中检 导入
启动子的选择——管家基因启动子、组织特异性启动子
一.设计转基因构件
2.目的基因的选择克隆扩增cDNA / 基因组DNA目的基因序列
3.报告基因
如：lacZ
GFP RFP
荧光成像具有操作简单、所得结果直观、灵敏度高等特点, 在活 体动物体内成像中可得到广泛应用，如示踪基因表达，标记转基因动 物，研究肿瘤的生物学行为，跟踪干细胞的分化与定位等.
2):223-31. Nature. 1981 Nov 5;294(5836):92-4.
）
►
1982 Palmiter et al., 在小鼠中过度表达人生长激素 基因，获得超级小鼠 （Nature. 1982 Dec 6;300(5893):611-5.）
超级小鼠：人生长激素转基因小鼠
转基因小鼠的制备方法
5、模式生物体研究：
模式生物体是功能基因组学的研究工具。模式生物包 括: 酵母( yeast)、大肠杆菌( Escherichia coli)、果蝇 ( Drosophila m elanogaster )、线虫( Caenorhabdit is elegans)、小鼠(M us m usculus )、拟南芥、水稻、玉米 等等。 随着遗传工程技术（大规模诱变技术、转基因技术、基 因敲出技术等）的发展成熟与应用 ，更加推动了功能基因 组学在模式生物研究中的应用。 如条件基因剔除术,已可达到对任何基因在不同发育阶 段和不同器官、组织的选择性剔除。用化学诱变剂或插入突 变方法随机诱导模式生物体的基因突变, 对产生表型变化者 利用快速基因定位法识别致病基因。
“这一计划的意义，可以与征服宇宙的 计划媲美。我们也应该以征服宇宙的气魄来 进行这一计划”；“这样的工作是任何一个 实验室难以承担的，它应该成为国家级的计 划，并且使它成为国际性的计划”。
这一篇文章后来被称为全人类基因组计 划的“标书”，引起了美国政府及世界科学 界的极大重视。由于这一计划要耗用大量的 纳税人的钱，所以经历了长达四年的反复论 证的过程。 1990年10月1日，经美国国会批准，美 国正式启动跨世纪的“人类基因组计划”， 计划历时15年，斥资30亿美元，进行人类全 基因组的分析，破译人类自身遗传秘密 。