实验动物学基本概念

基本概念：实验动物：指经人工培育，对其携带的微生物实行控制，遗传背景明确，来源清楚，用于科学研究、教学、生产、检定及其他科学实验的动物。

实验用动物：指一切用于科学实验的动物。

动物实验：为科研、教学、药物检定等目的，对实验动物进行物理、化学、生物等因素处理，观察其反应，获得实验数据，解决科研中问题的过程。

实验动物学：研究动物实验和实验动物的科学。

近交系及特点；经至少连续20代的全同胞兄妹交配或亲代与子代交配培育而成，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。

比较医学：对实验动物与人类基本生命现象的异同，进行比较研究。

通过研究实验动物与人类的共性探讨人类相应疾病的发生、发展规律。

通过研究实验动物与人类的差异寻找治病的方法和手段。

动物福利：就是让动物在康乐的状态下生存,在无痛苦的状态下死亡。

即动物无任何疾病、无行为异常、无心理紧张压抑和痛苦等。

基本原则包括:让动物享有不受饥渴的自由、生活舒适的自由、不受痛苦伤害的自由、生活无恐惧感和悲伤感的自由以及表达天性的自由。

实验动物学在生物医学研究中的意义：AEIR——实验动物、设备、信息、试剂。

实验动物的营养需要包括：维持需要（即维持动物正常体温、呼吸、心跳、基础代谢等各项基本生命活动及满足动物随意活动的需要）；生产需要（就是供给动物生长、妊娠、泌乳、产肉、产蛋等生产活动的需要。

）封闭群及特点；以非近亲交配方式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，称为一个封闭群，或叫远交群。

品种与品系；指具有相似的外貌特征，独特的生物学特性以及稳定的遗传性能，共同遗传来源和一定遗传结构的动物群体。

近交系数；指群体中某个个体通过遗传携带两个同源等位基因的概率。

Fn=〔1-(1-△F)n 〕×100%（越亲越高）全同胞△F=19.1%同父异母△F=11.0%堂兄妹△F=8%亲子交配△F=19.1%近交衰退；指在近交过程中动物群体由于基因分离和纯合而产生的不利于个体和群体发育的现象。

包括：1.由于有害隐性基因的纯合，出现遗传缺陷或某种疾病发生率的提高。

2.影响繁育如产子数下降、母性不良。

3.个体发育不良，对环境的适应性差。

近交的结果：1、增加基因纯合性，即降低杂合性，导致动物群体分离为不同基因型的品系；2、必然导致近交衰退。

表现为生长、成活、生育、抗病、适应等能力减退。

主要原因：隐性有害基因的暴露；多基因平衡遭到破坏。

按实验动物遗传学分类：近交系（含突变系）、封闭群、杂交群。

亚系；育成的近交系在繁育过程中，由于残余杂合基因的分离、基因突变的产生、抽样误差导致部分遗传组成改变而形成遗传差异的近交系动物群体。

支系；由于饲养环境的改变，或对动物进行人为的技术处理，对某些动物特征产生影响，形成不同的支系。

同源性；在近交系中（突变系），所有动物可追溯到原始的一对共同祖先。

遗传同源性使近交系有3个重要特征：⏹⑴品系内个体间可接受组织移植⏹⑵品系内单个个体的监测可得知品系整体基因类型⏹⑶从一个群体内可分离出遗传上相同的亚群体重组近交系；由两个无血缘关系的近交系杂交后得到F2代，分组分别连续20代以上全同胞交配而育成的一组近交系。

系统杂交动物；由不同品系或种群之间杂交产生的后代转基因动物；指用实验的方法导入的外源基因,在其染色体基因组内稳定整合并可以表达和传给后代的一类动物；整合在动物基因组内的外源基因称为转基因。

嵌合体动物；只有部分组织细胞基因组中整合有外源基因的动物，称为嵌合体动物。

如果整合的部分组织细胞恰为生殖细胞，也可将外原基因遗传给子代。

克隆动物；不经过有性生殖过程，而是通过核移植生产的遗传结构完全相同的动物，称动物克隆。

免疫缺陷动物；免疫缺陷动物(Immunodeficientanimal):由于先天性遗传突变或用人工的方法造成一种或多种免疫系统组成成分缺陷的动物。

SCID鼠；严重的联合免疫缺陷小鼠(Severecombined immunodeficient mice, SCID)为严重的免疫缺陷疾病,动物临床表现为低γ球蛋白血症、低淋巴细胞血症。

●裸鼠；裸小鼠(Nude mice): 指先天无胸腺的小鼠,简称裸小鼠。

●特点：11号染色体上的裸基因(nu)发生突变,导致出现裸体异常状态。

●纯合裸基因的小鼠(nu/nu)临床表现为2个主要缺陷特征：●毛发缺乏呈裸体外表；●仅有胸腺上皮，使T淋巴细胞不能正常分化，导致细胞免疫功能低下。

●B细胞功能正常，NK细胞活力增强。

●繁育能力差，乳腺发育缺损，以雄性纯合子与雌性杂合子繁育。

●T细胞缺陷可通过移植成熟T细胞、胸腺细胞得到恢复。

渗漏现象。

少数SCID小鼠的免疫功能可出现极小程度的恢复,把这种现象称为渗漏现象。

简答题和问答题：近交系，系统杂交动物和封闭群小鼠的遗传分类命名，特点，应用。

☞近交系：常用近交系：小鼠： A、AKR、BALB/c、CBA、C3H、C57BL、DBA、615、TA1、TA2、C-1等。

大鼠：BN F344 SHR等。

命名：由1～4个大写英文字母组成；大写英文字母开头，结合数字命名。

特点：基因纯合性，遗传稳定性，遗传同源性，表型一致性，独特性，可分变性，分布广泛性，资料可查性。

☞系统杂交动物：特点：1、杂交优势，克服了近交引起的近交衰退。

2、遗传与表型上的均质性；具有相同的基因型。

3、分布广泛。

应用：1、干细胞研究。

2、移植免疫研究。

3、细胞动力学研究。

4、单抗研究☞封闭群动物：常见的封闭群：小鼠：NIH小鼠，KM小鼠，ICR小鼠，LACA小鼠；大鼠：Wister大鼠，SD大鼠，Long-Evans, Brown-Norway;兔：New Zealand兔，日本大耳白，青紫蓝兔等。

⏹特点：1、一定的杂合性：不引入新的基因，又不使群体内基因丢失。

2、相对的稳定性：群体在一定范围内保持相对稳定的遗传特征。

3、个体差异取决于祖代动物。

4、较强的繁殖力、抗病力。

5、群体易保存有模型价值的突变基因。

⏹命名：用2－4个大写英文字母命名。

如:KM,ICR,LACAN：NIH 由美国国立卫生研究院保存的NIH小鼠。

⏹应用：1、类似人群体遗传的异质性组成，在药物筛选、毒性试验方面有不可替代的作用。

2、可大量供应，用于预试验、教学。

3、携带突变基因，评估群体对自发或诱发突变的遗传负荷能力。

实验动物选择的基本原则。

●一、相似性原则●二、特殊性（易化）原则●三、标准化原则●四、规格化原则●五、经济性原则先天性免疫缺陷动物分几种，其特点和应用；1、T淋巴细胞功能缺陷:裸鼠。

特点：11号染色体上的裸基因突变，出现裸体异常状态；毛发缺乏呈裸体；T淋巴细胞不能正常分化导致免疫功能低下；B细胞正常；繁殖能力差。

应用：肿瘤学，微生物学，免疫学，寄生虫学。

2、B淋巴细胞功能缺陷动物：性连锁性免疫缺陷小鼠（XID）。

特点：X染色体基因缺陷导致；血清中分泌免疫球蛋白IgG和IgM缺失,细胞免疫功能正常.与人的Bruton氏丙种球胆白缺乏症相似.；移植正常鼠的骨髓过来可恢复免疫。

应用：研究B细胞的发生、功能、异质性。

3、NK细胞功能缺陷动物Beige小鼠：13号染色体bg隐性基因突变，NK细胞缺乏。

特点：影响T细胞功能，溶酶体功能缺陷。

应用：色素缺乏易感性增高症。

4、严重的联合免疫缺陷小鼠（SCID）：位于第16号染色体的scid单个隐性基因突变所致。

特点：动物临床表现为低γ球蛋白血症、低淋巴细胞血症；白细胞缺乏，对抗原无细胞免疫和抗体免疫反应；纯合子血清中无免疫球蛋白，淋巴结、胸腺变小，缺乏体液、细胞免疫功能。

饲养于SPF环境中；通过移植人免疫组织或免疫细胞，可使SCID小鼠具有人类部分免疫系统，称为SCID-hu小鼠。

5、虫蛙小鼠：第6对染色体上的me基因发生突变，寿命不超过8周。

特点：出生后2天皮肤有脓肿出现,有严重的联合免疫缺陷，对抗原无反应，NK细胞活性低；纯合子(me/me) 小鼠有自身免疫倾向。

用于判断生命早期免疫功能缺陷和某种自身免疫性疾病的模型；C57BL/6J-me在1-2日龄表皮可见嗜中性白细胞集聚，表皮色素呈斑点状，故称虫蛙小鼠。

6、T、B和NK细胞三联免疫缺乏小鼠7、其他免疫缺陷动物。

转基因动物与克隆动物的区别；➢前者是将外源基因通过不同的方式引入受体细胞，随受体细胞经分化发育成为动物个体。

基因是人工合成的。

➢后者是供体细胞的细胞核与受体去核的细胞融合，移植到母体内发育成为动物个体。

基因是供体细胞核中包含的全部基因。

转基因动物的基本方法；✦外源基因的获得和构建；✦外源基因导入受体细胞（生殖细胞或胚胎干细胞）；✦选择适当的体外培养系统和宿主动物，使转基因的胚胎发育；✦鉴定和筛选所得的转基因动物。

✦目的基因的获得和构建；（1）基因组DNA的非特异性断裂；（2）染色体DNA的限制性内切酶酶解；（3）通过mRNA合成cDNA；（4）人工体外合成DNA片断；（5）通过载体在适当的宿主中克隆；（6）通过PCR反应克隆目的基因✦鉴定和筛选所得的转基因动物：Southernblotting(DNA印迹杂交）Nouthernblotting(RNA印迹杂交）特异性探针杂交法转基因的方法：●转基因方法：●显微注射法●逆转录病毒感染法●胚胎干细胞介导法●精子载体法显微注射技术制备转基因动物的基本过程；卵子在受精后，在卵子核内注入DNA序列，植入小鼠体内孕育。

动物克隆技术的基本方法；“核移植”是克隆动物的基本方法。

将身体某一部位的细胞核取出（如耳上皮或乳腺细胞的细胞核）,移植到去掉核的卵细胞中，再移植到雌性动物的子宫中孕育成与核供体动物在遗传上完全相同个体。

⏹实验动物学的基本内容。

☞实验动物的标准化：1、研究实验动物品系培育和遗传学控制；2、研究实验动物解剖和生物学特点；3、研究环境条件、饲料、垫料对实验动物的影响；4、研究实验动物微生物、寄生虫控制及疫病防治。

☞动物实验的标准化1、研究人类疾病动物模型或模型动物；2、研究动物实验的基本条件、方法、技术。

⏹3R原则的要点。

1、Replacement：指用低等级的动物代替高等级的动物，或不用活的脊椎动物进行实验，而采用其他方法搭到与动物实验相同的目的。

2、Reduction：如某一研究方案中必须使用实验动物，又没有可行的替代方法时，应把使用动物的数量降低到实现科研目的所需最小量。

3、Refinement：通过改善动物设施、饲养管理和实验条件，精选实验动物、技术路线和实验手段，优化实验操作技术等方法，尽量减少实验过程对动物机体的损伤，减轻动物遭受的痛苦和应激反应，使动物实验得出科学的结果。

⏹实验动物学的作用与意义。

☞作用：1、提供动物模型；2、药物安全评价和疗效评估；3、提供生物制剂和制品；4、医学教育教学实验。