转基因动物第二章实验动物的饲养与培育分析
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转基因动物技术与育种
改良抗病性
对一些种属特异性疾病，可首先找到抗该病的动物，从 中克隆出目的基因，再将其导入易感动物品种的基因组，使 其在宿主基因中表达并培育出抗该病的动物新品种。如有人 将抗流感病毒基因转入猪体内，使转基因猪增强了对流感病 毒的抵抗能力。
对牛、羊等家畜和家禽进行基因转移，还可以有效提高 家畜的抗病抗寒能力，改善其形状，促进了养殖业的发展。
转基因动物技术与育种
Transgenic Animal Technology And Breeding
一 转基因动物技术 二 转基因动物技术的意义
P 218 ~ P 220
什么是转基因动物？
指借助分子生物学与繁殖生物 学技术将已知的外源基因导入 生殖细胞、早期胚胎干细胞或 早期胚胎细胞，并整合到受体 细胞的基因中所培育出的携带 有外源基因并能遗传的动物个 体或品系。
P 218 ~ P 220
什么是转基因动物技术？
是将外源基因或体外重组的基因结构 转移到动物的受精卵内，使其在动物 体内得到整合和表达，以产生具有新 遗传特征或性状的动物，并能将新的 遗传信息稳定遗传给后代，获得外源 基因系或转基因群，或者是外源基因 在特定调控元件的作用下在某些宿主 组织中进行独立复制，并在一定时间 内表达外援蛋白（生物反应器）
1.2 转基因克隆动物技术
概念：将动物克隆技术、核移植技术与转基因技术相 结合生产转基因动物的技术。
例子：世界首例细胞克隆绵羊多利（Dolly）
要点：外源基因 导入 体细胞或胚胎干细胞 培养 分子生物学 方法筛选
转基因动物 核移植 核供体（含外源DNA）
注：采用转基因动物技术在育种中可快速培育出新的 整合有外源基因的转基因动物品系。但通过转基因技术生产 的第一代转基因动物不是纯合子，必须经过选种选配才能获 得纯合转基因动物，外源基因才能在后代中稳定遗传。
《实验动物与管理教学课件》转基因动物-PPT精选文档
4、“超级鼠”
1982年，Palmiter和Brinster用此方法把大鼠的生长激素 基因导入小鼠受精卵，获得了成年体重是对照组小鼠2倍的 “超级鼠”，首先证明外源基因可在受体中表达，并且表达 产物具有生物活性。
5、转基因家畜的产生
转基因家兔、绵羊和猪(Hammer等，1985)、牛(Bondioli 等，1988)和山羊(Ebert等，1991)等相继出世。
永恒的多莉
已经成为标本的多莉 将永远被人们记住！
2019年2月22日，英国“Nature”刊登了爱 丁堡罗斯林研究所维尔穆特的研究成果， 即“多莉”羊的克隆成功，从此震惊了世 界。 2019.2.14日苏格兰向外界宣布：多莉因早衰 并患有肺炎，被迫实施了安乐死。由于早 衰问题，人们怀疑“多莉是穿着羔羊服装 的老羊” 。
用显微注射方法制备转基因动物，操作技术性
很强，即使是受过严格训练的专业人员操作，
发育成转基因动物的受精卵也只占注射卵的 5 ％。因此人们往往来用增大微注射受精卵的 数目的办法来弥补这一缺陷。
优点： 外源DNA大小基本不受限制（1-50kb）；导入过 程直观； 整合率高 缺点： 设备昂贵、环节较多 对操作人员有较高的技术要求 低效率（尤其是大家畜） 对卵子伤害大，胚胎存活率低 基因整合随机性 转基因沉默
转基因动物技术的发展简史回顾
1、第一例嵌合体小鼠
1974年最早把猿猴病毒40(SV40)注入小鼠囊胚腔中（如图），得 到部分组织中含有SV40DNA的嵌合体小鼠。但无任何表型改变。 2、第一个转基因小鼠系 1976年建立了世界上第一个转基因小鼠系，这些小鼠基因组中 插人了莫氏白血病病毒基因。他们是运用反转录病毒与小鼠卵裂 球共培养把外源DNA插入到小鼠的基因组中。 3、第一例显微注射法产生转基因小鼠 1980年，Gordn等把SV40DNA显微注射到小鼠受精卵的原核 中，获得了两只转基因小鼠，创建了显微注射转基因方法。
第二章 医学实验动物的标准(刘迪文)
（一）医学实验动物微生物学控制标准 根据国家标准，在我国实验动物的微生 物控制等级主要分为4个标准，即普通级、 清洁级、无特定病原体（SPF）级和无菌级， 后者又衍生出悉生动物和已知菌动物。 分别介绍各种等级动物的概念、要求及 适用性等。
（二）医学实验动物微生物质量控制 1、对生产供应单位的要求； 2、质量要求； 3、动物包装、运输、传递要求； 4、实验单位要求：相应配套的实验设施、 实验室管理和操作制度，管理住进入动物实验 区域的各个关口，防止外来微生物进入饲养区 域。 5、微生物质量检测。
二、医学实验动物微生物学控制标准 意义：理想的实验动物能够客观的反映 实验的真实性，求得研究的成功。然而，环 境的微生物往往要感染动物或使动物携带微 生物，结果引起动物发生疾病，或机体抵抗 力下降，有些微生物能直接干扰实验，最后 导致实验失败。因此，实验动物携带的微生 物必须加以控制，并实行标准化，规定哪级 动物允许携带那种微生物，不允许携带那种 微生物，以便研究人员选择、减少浪费。
第二章 医学实验动物的标准
浙江大学医学院 刘迪文
医学实验动物标准是对实验动物和动物实验 制定提出的准则和规范化要求，通过标准化可以 保证实验结果可靠及科学研究获得成功，包括实 验动物质量、动物实验条件标准及人员操作规范。
第一节
医学实验动物质量控制标准
本节主要介绍实验动物本身质量的控制标准， 就像其他产品一样必须严格控制，包括遗传学和 微生物学质量控制标准。
（三）医学实验动物遗传质量检测及控制
遗传质量检测的意义：实验动物的遗传组 成容易变化，影பைடு நூலகம்动物质量。本方法监视和判 断实验动物的遗传组成，为育种、品系鉴定、 购入动物遗传特性和质量评价等提供依据。 方法有多种。根据检测结果判断动物的质 量，决定是否留弃。 近交系及远交系动物遗传质量检测方法不 同。
《转基因动物》课件
转基因动物的产业 化
转基因动物的产业化现状
转基因动物在农业、 医药、环保等领域 的应用广泛
转基因动物产业化 面临技术、伦理、 法规等多重挑战
转基因动物产业化 需要加强技术研发 、伦理审查和法规 监管
转基因动物产业化 前景广阔，但需要 解决一系列问题
转基因动物的产业化前景
市场需求：随着人 们对食品、医药等 领域的需求不断增 长，转基因动物产 业化前景广阔。
伦理问题：公众对转基因动物 的接受程度和伦理争议
法规限制：各国对转基因动物 的法规限制和监管政策
市场风险：转基因动物的市场 接受度和竞争压力
转基因动物的社会 影响
转基因动物对人类健康的影响
转基因动物食品：可能含有新的过敏原，引发过敏反应 转基因动物药物：可能产生新的药物，治疗人类疾病 转基因动物实验：可能用于人类疾病的研究，提高医疗水平 转基因动物环境：可能对生态环境产生影响，影响人类健康
转基因动物的研究 进展
转基因动物的研究历程
转基因动物的研究现状
研究领域：基因编辑、基因表达调 控、基因功能研究等
应用领域：农业、医药、环境等领 域
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
研究进展：基因编辑技术不断成熟， 基因表达调控研究取得重要进展， 基因功能研究逐渐深入
研究挑战：伦理问题、安全性问题、 技术难题等
转基因动物对伦理道德的影响
基因编辑技术：改变动物基因，可能引发伦理道德争议 动物权益：转基因动物是否享有与人类同等的权益 生态平衡：转基因动物可能对生态系统产生影响，引发伦理道德问题 食品安全：转基因动物食品的安全性，可能引发伦理道德争议
转基因动物的未来 展望
转基因动物的技术发展趋势
转基因动物-2012 -
❖ 灭活基因 电穿孔 体外ES细胞 同源重组，筛选 基因定点灭 活的细胞 显微注射 小鼠囊胚 胚胎移植 假孕鼠子宫内 发育 嵌合体小鼠 选择培育 基因剔除小鼠
基 因 剔 除 的 技 术 路 线
❖转基因动物技术使动物和人体基 因工程研究从以往的单基因离体 水平的操作，发展到了离体和在 体相配合的、分子和细胞水平操 作的，有动物整体水平产生效应 的崭新阶段，它使得人们能从更 完整的系统中去认识生物分子的 作用，应用前景广阔。
转基因动物技术发展的四个阶段
❖ 第一，实现外源基因的导入（随机整合） ❖ 第二，实现导入的外源基因定点整合（同源重
组，基因打靶技术） ❖ 第三，实现导入的外源基因的组织特异性表达
（借助于一系列组织特异性启动子的应用） ❖ 第四，实现导入的外源基因的时间特异性表达
（应用Cre/loxP重组酶系统）
二、命 名
立转基因品系。 ❖ 2、从胚胎移植到成年小鼠总计约11周的时间 ❖ 胚胎移植约19天 幼鼠约21天 断乳小鼠约4-5周 成年小
鼠约19天 幼鼠。
原 核 注 射 法 制 备 转 基 因 鼠 技 术 路 线
优点： 外源DNA大小基本不受限制（1-50kb）；导
入过程直观； 整合率高 缺点： 设备昂贵、环节较多 对操作人员有较高的技术要求 低效率（尤其是大家畜） 对卵子伤害大，胚胎存活率低 基因整合随机性 转基因沉默
❖ 3、逃逸。造成遗传污染，改变自然界的 生态平衡、改变生物的多样性和破坏生态 环境。
❖ 防逃逸设施至关重要
转基因动物
2012年12月
主要内容
❖ 基本概念 ❖ 转基因动物的命名 ❖ 目前制作转基因动物的主要方法 ❖ 转基因动物研究的意义及应用
❖ 随着现代高新科学技术的发展，现代实验动物 学已从过去注重于动物饲养管理和实验操作的 宏观向微观方向发展。
基 因 剔 除 的 技 术 路 线
❖转基因动物技术使动物和人体基 因工程研究从以往的单基因离体 水平的操作，发展到了离体和在 体相配合的、分子和细胞水平操 作的，有动物整体水平产生效应 的崭新阶段，它使得人们能从更 完整的系统中去认识生物分子的 作用，应用前景广阔。
转基因动物技术发展的四个阶段
❖ 第一，实现外源基因的导入（随机整合） ❖ 第二，实现导入的外源基因定点整合（同源重
组，基因打靶技术） ❖ 第三，实现导入的外源基因的组织特异性表达
（借助于一系列组织特异性启动子的应用） ❖ 第四，实现导入的外源基因的时间特异性表达
（应用Cre/loxP重组酶系统）
二、命 名
立转基因品系。 ❖ 2、从胚胎移植到成年小鼠总计约11周的时间 ❖ 胚胎移植约19天 幼鼠约21天 断乳小鼠约4-5周 成年小
鼠约19天 幼鼠。
原 核 注 射 法 制 备 转 基 因 鼠 技 术 路 线
优点： 外源DNA大小基本不受限制（1-50kb）；导
入过程直观； 整合率高 缺点： 设备昂贵、环节较多 对操作人员有较高的技术要求 低效率（尤其是大家畜） 对卵子伤害大，胚胎存活率低 基因整合随机性 转基因沉默
❖ 3、逃逸。造成遗传污染，改变自然界的 生态平衡、改变生物的多样性和破坏生态 环境。
❖ 防逃逸设施至关重要
转基因动物
2012年12月
主要内容
❖ 基本概念 ❖ 转基因动物的命名 ❖ 目前制作转基因动物的主要方法 ❖ 转基因动物研究的意义及应用
❖ 随着现代高新科学技术的发展，现代实验动物 学已从过去注重于动物饲养管理和实验操作的 宏观向微观方向发展。
小鼠转基因实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景随着生物技术的飞速发展，转基因技术在医学、农业等领域发挥着越来越重要的作用。
小鼠作为生物医学研究中常用的实验动物，其基因编辑技术的应用为疾病模型构建、药物筛选和基因功能研究提供了有力工具。
本实验旨在通过基因编辑技术构建转基因小鼠模型，研究特定基因在小鼠体内的表达和功能。
二、实验材料1. 实验动物：C57BL/6小鼠，雄性，8周龄。
2. 基因构建材料：目的基因（GFP基因）、启动子（CMV启动子）、荧光素酶报告基因（Luc基因）、pEGFP-C1质粒载体、pGL3-Basic质粒载体。
3. 实验试剂：限制性内切酶、DNA连接酶、T4 DNA连接酶、DNA聚合酶、PCR引物、Trizol试剂、RNA提取试剂盒、反转录试剂盒、荧光定量PCR试剂盒、细胞培养试剂等。
4. 仪器设备：PCR仪、凝胶成像系统、实时荧光定量PCR仪、细胞培养箱、显微镜等。
三、实验方法1. 目的基因构建：将GFP基因和Luc基因分别插入到pEGFP-C1和pGL3-Basic质粒载体中，构建重组质粒。
2. 重组质粒转染：将构建好的重组质粒通过脂质体转染法转染C57BL/6小鼠胚胎干细胞（ES细胞）。
3. 转基因小鼠胚胎细胞筛选：通过GFP荧光筛选，得到阳性细胞克隆。
4. 胚胎细胞传代培养：将阳性细胞克隆进行传代培养，筛选出稳定表达的细胞系。
5. 胚胎细胞冻存：将稳定表达的细胞系进行冻存，以备后续实验使用。
6. 胚胎移植：将冻存后的胚胎细胞进行移植，获得转基因小鼠。
7. 转基因小鼠表型鉴定：通过GFP荧光显微镜观察转基因小鼠体内GFP表达情况，并通过实时荧光定量PCR检测GFP基因在转基因小鼠体内的表达水平。
四、实验结果1. 重组质粒构建：成功构建了含有GFP基因和Luc基因的重组质粒。
2. 转基因小鼠胚胎细胞筛选：通过GFP荧光筛选，得到阳性细胞克隆。
3. 胚胎细胞传代培养：成功传代培养出稳定表达的细胞系。
4. 胚胎移植：成功获得转基因小鼠。
实验动物2
实验动物按遗传特点分类近交系(Inbred Strain ) 封闭群(Closed Colony or Outbred Stock ) 杂交群(Hybrids) 1909年，莱托最早培育的近交系小鼠有DBA，DBA的名称取自淡化（dilute，d）、褐色化（Brown，b）、去杂色化（nonagouti, a)三种变异毛色的缩写。
C57 、C58,分别从编号为57、58的雌鼠培育而来。
1911年育成远交Wistar大鼠1918年以后，SD大鼠、Lewis大鼠、Long-Evans大鼠近交系( inbred strain)定义经至少连续20代的全同胞兄妹交配或亲子交配，近交系数(inbreeding coefficient)达到99%，品系内所有个体都可追溯到第20代或以后代数的一对共同祖先。
近交系数：群体中某个体通过遗传携带两个同源等位基因的概率。
近交系命名：一般以大写英文字母或大写英文字母加阿拉伯数字命名。
BALB ,DBA,TA1, C3H等。
一些历史较长，已经广泛使用并获得认可的品系除外，如129等。
亚系（Substrain)定义由同一个近交系分离出来的有不同特性的分支，这些分支间有遗传差异，称为该品系的亚系。
形成㈠在兄妹交配20-40代时形成的分支；主要原因是残留杂合（Residual heterozygosity）；㈡某分支与其它分支分开繁殖超过100代。
主要原因是突变㈢发现一个分支与其它分支的差异。
原因为残留杂合、突变或遗传污染（Genetic contamination）。
命名在品系名称后加一道斜线（/），斜线后标明亚系的符号，亚系的符号可以是以下三种a) 数字，如DBA/1、DBA/2等b) 培育或产生亚系单位或人的缩写英文名称，第一个字母用大写，以后的字母用小写。
使用缩写文名称应注意不要和已公布过的名称重复。
例如：A/He，表示A近交系的Heston 亚系；CBA/J，表示由Jackson保持的CBA近交系的亚系c) 当一个保持者保持的一个近交系具有两个以上的亚系时，可在数字后再加保持者的缩写英文名称来表示亚系。
实验动物第二章实验动物遗传质量及其对动物实验的影响
——都是建立在遗传学基础上的。
第一节 实验动物遗传 学分类及其特性
标准的国际通用命名规则:
一个品系只能有一个名字，不同的人在 不同的时间、地点做实验，他们只要根据 名字，就能使用相同的品系，他们的结果 就具有可重复性或可比性。
国际实验动物科学协会（ICLAS）
小鼠遗传标准化命名委员会
二、实验动物的种、 品种和品系
第二章
实验动物遗传质量及其对 动物实验的影响
上海交通大学医学院
绪论回顾2：
实验动物
通过人工培育和人工改造, 对动 物携带的微生物,及其遗传质量和营 养状况，饲育环境等实行控制，来源 清楚，遗传背景明确；提供适用于 科学研究,教学,生产,检定以及其他 科学实验的动物。
绪论回顾3：
实验动物质量的标准化
1.近交系动物的概念
经至少连续20代的全同胞兄妹 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，近交系数达到 98.6%以上,该品系称为近交系。
经连续20代以上亲代与 子代的交配，与全同胞兄妹 的交配具有同等效果。
亲兄妹交配 F21 X F21
F22 X F22 F23 X F23
3.近交系动物的命名
以大写英文字母或阿拉伯数字命名， 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。
BALB/c C3h C3H
C3H
Balb/c, 129, A, C57BL/6
Begg albino
C57BL/6
4.国内外常用近交系
1）国内培育的近交系小鼠
实验动物的性状表现主 要是由遗传因素和环境因素 决定。
遗传控制：
包括纯化，
改良，复合 和转基因等
第一节 实验动物遗传 学分类及其特性
标准的国际通用命名规则:
一个品系只能有一个名字，不同的人在 不同的时间、地点做实验，他们只要根据 名字，就能使用相同的品系，他们的结果 就具有可重复性或可比性。
国际实验动物科学协会（ICLAS）
小鼠遗传标准化命名委员会
二、实验动物的种、 品种和品系
第二章
实验动物遗传质量及其对 动物实验的影响
上海交通大学医学院
绪论回顾2：
实验动物
通过人工培育和人工改造, 对动 物携带的微生物,及其遗传质量和营 养状况，饲育环境等实行控制，来源 清楚，遗传背景明确；提供适用于 科学研究,教学,生产,检定以及其他 科学实验的动物。
绪论回顾3：
实验动物质量的标准化
1.近交系动物的概念
经至少连续20代的全同胞兄妹 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，近交系数达到 98.6%以上,该品系称为近交系。
经连续20代以上亲代与 子代的交配，与全同胞兄妹 的交配具有同等效果。
亲兄妹交配 F21 X F21
F22 X F22 F23 X F23
3.近交系动物的命名
以大写英文字母或阿拉伯数字命名， 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。
BALB/c C3h C3H
C3H
Balb/c, 129, A, C57BL/6
Begg albino
C57BL/6
4.国内外常用近交系
1）国内培育的近交系小鼠
实验动物的性状表现主 要是由遗传因素和环境因素 决定。
遗传控制：
包括纯化，
改良，复合 和转基因等
第二章实验动物的饲养与培育
CL
敏感性与重复性较好 饲养于屏障环境或 IVC系统，用的水、 饲料、垫料、笼器具 要经过消毒灭菌处理 来源于无菌动物
SPF 必须饲养在屏障系统 中，实行严格的微生 物学控制 GF 饲育于隔离系统
是目前国际上公认 标准级别的实验动 物
来源于剖腹产或无菌卵的孵 微生物学、免疫学 化 ，盲肠膨大 ，心脏相对变 等领域 小，白细胞数少，免疫机能基 本上处于原始状态，易缺乏维 生素B和K ，抗辐射能力强， 寿命长 体内外有已知种类的几种微生 可作为研究微生物 物，形成动物与微生物的共生 与宿主、微生物与 复合机体 ，生活力较强，抵 微生物之间相互作 用的动物模型
同 源 突 变 近 交 系 （ coisogenic inbred strain）
1）定义：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。
同源导入近交系(同类近交系)（congenic inbred strain） 通过杂交 - 互交（ cross-intercross）或 回交（ backcross）等方式将一个基因导入 到近交系中，由此形成的一个新的近交系与 原来的近交系只是在一个很小染色体片段上 的基因不同，称为同源导入近交系（同类近 交系），简称同源导入系（同类系）。
第二节 实验动物的饲养条件 与环境控制
影响实验动物环境的因素及其控制 实验动物的房舍设施
实验动物饲养的辅助设施和设备
实验动物环境监测和设施的维护
第三节
实验动物的营养与饲料
动物营养需要 各种实验动物的营养需要
饲养标准与饲料标准：GB14924-2010
饲料的营养成分及其作用
第四节
实验动物的育种
一、封闭群的繁育体系 1.随机交配的概念和应用 概念：在一个有性繁殖的生物群体中， 任何一个雌性或雄性的个体与任何一个相反 性别的个体交配的概率都相同。 应用：为了尽量保持封闭群动物基因的 异质性及多态性，避免随繁殖代数增加，导 致近交系数的过快上升，应对封闭群动物采 取随机交配的繁育体系。
实验动物现代新技术(二)转基因动物技术
法律问题
各国对转基因动物技术的法律法 规不尽相同，可能限制该技术的 发展和应用。
伦理问题
应尊重动物的福利，尽量避免对 动物的伤害和痛苦，同时确保转 基因动物的安全性和可控性。
未来发展趋势与展望
发展趋势
随着基因编辑技术的发展，转基因动 物技术将更加精准和高效，有望在生 物医药、农业、生态环境等领域发挥 更大的作用。
生物制药与疫苗生产
总结词
转基因动物技术可用于生产具有治疗和预防作用的生物药物和疫苗。
详细描述
通过转基因技术，可以在动物体内表达具有治疗和预防作用的人类蛋白质或抗原。这些蛋白质或抗原可以用于生 产药物和疫苗，为人类疾病的治疗和预防提供新的手段。
Part
04
转基因动物技术的挑战与前景
技术难题与解决方案
技术难题
解决方案
转基因动物技术的实施过程中，存在基因 定位、基因表达调控等技术难题，影响转 基因动物的准确性和稳定性。
通过基因编辑技术，如CRISPR-Cas9系统 ，可以实现精准的基因定位和调控，提高 转基因动物技术的准确性和稳定性。
技术难题
解决方案
目前转基因动物技术的效率较低，需要大 量的时间和资源进行实验和筛选。
胚胎干细胞法的优点是可以通过对胚胎干细胞的定向诱导 分化，获得具有特定功能或表型的转基因动物。此外，胚 胎干细胞法还可以用于构建转基因动物的遗传模型，为疾 病研究和药物筛选提供有用的工具。
基因打靶技术
基因打靶技术是一种利用同源重组原理，将外源DNA定点整合到受体细胞基因组 特定位点的技术。在转基因动物技术中，基因打靶技术主要用于实现特定基因的 敲除、敲入或修饰。
展望
未来转基因动物技术将与其他生物技 术、信息技术等领域交叉融合，形成 新的技术体系和应用领域，推动生物 技术的创新发展。
《动物转基因技术》课件
生物制药与生物反应器
生物制药
利用动物转基因技术，可以生产出具有特定生物活性的蛋白质、酶等生物制品 ，用于治疗、诊断和预防疾病。
生物反应器
动物转基因技术还可以用于构建生物反应器，通过转基因动物的器官或组织作 为生物反应器，生产出大量的生物制品，降低生产成本和提高生产效率。
动物育种与改良
动物育种
利用动物转基因技术，可以对动物的 遗传物质进行改造和优化，培育出具 有优良性状的新品种。例如，转基因 猪、转基因牛等。
动物改良
通过转基因技术，可以改善动物的生 长性能、繁殖性能、抗病性能等性状 ，提高动物的产量和品质，为畜牧业 的发展提供有力支持。
05
动物转基因技术的安全性 问题
转基因动物的安全性评估
01
02
03
转基因动物的安全性评估是确保 转基因技术应用的重要环节，需 要从多个方面进行综合评估，包 括遗传稳定性、生物学特性、生 态影响等方面。
详细描述
转基因猪的实验研究主要通过胚胎移植、体 细胞核移植等技术手段，将外源基因导入猪 的受精卵或胚胎细胞中，从而获得携带外源 基因的转基因猪。这些转基因猪可用于研究 外源基因的表达、功能以及对生长发育、生 产性能等方面的影响。
转基因牛的实验研究
总结词
转基因牛是研究转基因技术的又一重要动物 模型，具有繁殖周期长、生产性能高、经济 价值大等优点，可用于提高牛的抗病能力和 生产性能等方面的研究。
安全性、毒理学等方面的评估。
评估过程中需要关注转基因食品的原料 来源、生产工艺、成分含量等方面的变
化，以及可能对人类健康的影响。
评估结果需经过严格的科学论证和审查 ，确保转基因食品的安全性和可控性。
转基因技术的伦理与法律问题
《实验动物培育技术》课件
实验动物培育的历史与发展
历史
实验动物培育的历史可以追溯到18世纪，随着遗传学、胚胎 学和微生物学等学科的发展，实验动物培育技术不断得到完 善和提高。
发展
现代实验动物培育技术已经从单一的近交系向突变系、杂交 系和悉生动物等多方向发展，同时，基因敲除、基因编辑等 技术的出现和应用，为实验动物培育带来了新的机遇和挑战 。
猴模型
用于脑科学和病毒性疾病的研究。
04
实验动物模型在科学研究中的应用案例
肿瘤研究
利用小鼠肿瘤模型研究肿瘤的发生、发展机制及抗肿瘤药物的筛选 。
心血管疾病研究
利用大鼠或小鼠模型研究高血压、心肌梗死等心血管疾病的发病机 制及治疗策略。
神经科学研究
利用转基因小鼠或猴模型研究人类神经退行性疾病如帕金森病、阿 尔茨海默病的发病机制及治疗手段。
疾病预防与控制
采取有效的预防措施，如定期消毒、 免疫接种等，降低疾病的发生率。
实验动物的饲料与饮水管理
饲料选择与配制
饮水质量保障
根据实验动物的不同生长阶段和营养需求 ，选择合适的饲料种类和配制比例。
确保提供清洁、无污染的饮用水，定期检 测水质，防止水源污染。
饲料与饮水量的控制
饲料与饮水设施的维护
根据实验动物的体重、活动量和季节等因 素，合理控制饲料和饮水量，避免过量或 不足。
在特定组织或发育阶段敲除动物体内特定基因， 以研究疾病发生和发展的动态过程。
实验动物培育技术在生物医学领域的应用前景
疾病机制研究
通过实验动物培育技术 ，模拟人类疾病的发生 和发展过程，深入探讨 疾病的发病机制。
新药研发
利用实验动物培育技术 建立人类疾病动物模型 ，对新药进行筛选和验 证，缩短药物研发周期 。
转基因动物
二、向受精卵雄性原核注入DNA溶液
受精卵中，有分别来自卵子和精子的两个原核，通常来自精子的雄性原核较大，能容纳更多的外源DNA，因 此一般都是向雄性原核注入DNA溶液；另外，要导入的基因DNA还必须先用琼脂糖凝胶电泳法测定其纯度。
胚胎干细胞（ES细胞）是指从囊胚期的内细胞团中分离出来的尚未分化的胚胎细胞，具有发育全能性，能进 行体外培养<；扩增、转化和制作遗传突变型等遗传操作。本法以整合有外源基因的ES细胞作为供体细胞，大致 过程如下：
（5）将注射过的胚胎，经培养后筛选无发育缺损的囊胚，移植到交配第3天的假孕受体动物子宫内，培育出 转基因动物。本法外源基因整合率高，植入囊胚前筛选合适的转化的ES细胞，克服了以前只能在子代选择的缺点， 并能充分利用分子生物学发展起来的各种先进方法，是很有前途的技术。缺点是不易建立ES细胞系。并且由于通 过嵌合体途径，所以实验周期长。
（2）乙型肝炎病毒携带者模型：乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）携带者的肝癌发生率为正常人 的100~200倍，但尚缺乏有效的治疗方法。HBV只感染人或大猩猩，尚未研究出其他适宜的动物模型。通常认为， 对HBV的免疫应答是受基因支配的，其免疫应答不充分者则成为慢性肝炎；肝癌的发生机制并不是单一的，由慢 性肝炎的存在引起的肝细胞坏死和再生之问存在种种的遗传变异并出现癌变。HBV基因组是含有部分单链区的环 状双链DNA分子，两条单链长度不一，长链为负链（3.2kb），短链为正链，约为负链的50%～80%。因此，如果使 l．2HB-BS的DNA成为两端重复的线状DNA用于转导，可实现全基因组的表达。另一方面，当仅要求HBS抗原表达时， 仅需要导入1.2HB-BS基因即可。将添加了l.2HB-BS的HBV DNA导人C57BL/6J小鼠，在肝复制HBV，在血中释放病 毒粒子。基因的表达在胚胎期发生，但对这些病毒抗原表现免疫宽容（钝化状态），不表现任何病理学变化，因 此可作为人HBV携带者的模型。导人基因的小鼠与人一样，临床表现没有任何异常。
受精卵中，有分别来自卵子和精子的两个原核，通常来自精子的雄性原核较大，能容纳更多的外源DNA，因 此一般都是向雄性原核注入DNA溶液；另外，要导入的基因DNA还必须先用琼脂糖凝胶电泳法测定其纯度。
胚胎干细胞（ES细胞）是指从囊胚期的内细胞团中分离出来的尚未分化的胚胎细胞，具有发育全能性，能进 行体外培养<；扩增、转化和制作遗传突变型等遗传操作。本法以整合有外源基因的ES细胞作为供体细胞，大致 过程如下：
（5）将注射过的胚胎，经培养后筛选无发育缺损的囊胚，移植到交配第3天的假孕受体动物子宫内，培育出 转基因动物。本法外源基因整合率高，植入囊胚前筛选合适的转化的ES细胞，克服了以前只能在子代选择的缺点， 并能充分利用分子生物学发展起来的各种先进方法，是很有前途的技术。缺点是不易建立ES细胞系。并且由于通 过嵌合体途径，所以实验周期长。
（2）乙型肝炎病毒携带者模型：乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）携带者的肝癌发生率为正常人 的100~200倍，但尚缺乏有效的治疗方法。HBV只感染人或大猩猩，尚未研究出其他适宜的动物模型。通常认为， 对HBV的免疫应答是受基因支配的，其免疫应答不充分者则成为慢性肝炎；肝癌的发生机制并不是单一的，由慢 性肝炎的存在引起的肝细胞坏死和再生之问存在种种的遗传变异并出现癌变。HBV基因组是含有部分单链区的环 状双链DNA分子，两条单链长度不一，长链为负链（3.2kb），短链为正链，约为负链的50%～80%。因此，如果使 l．2HB-BS的DNA成为两端重复的线状DNA用于转导，可实现全基因组的表达。另一方面，当仅要求HBS抗原表达时， 仅需要导入1.2HB-BS基因即可。将添加了l.2HB-BS的HBV DNA导人C57BL/6J小鼠，在肝复制HBV，在血中释放病 毒粒子。基因的表达在胚胎期发生，但对这些病毒抗原表现免疫宽容（钝化状态），不表现任何病理学变化，因 此可作为人HBV携带者的模型。导人基因的小鼠与人一样，临床表现没有任何异常。
转基因动物及克隆动物
关于逆转录病毒
1、Retrovirus是只有一条单链RNA的病 毒类的总称。
2、逆转录病毒在逆转录酶（RT）的作用下 可以将本身的单链RNA作为模板进行复 制和遗传信息的传递。
3、逆转录病毒通过病毒中膜糖蛋白和宿主 细胞表面的受体相互作用而进入宿主细胞。
原理
1、逆转录病毒具有高效感染和在宿 主细胞DNA上高度整合的特性。
1980年，Gordon等首次采用受精卵原 核显微注射法，首次将疱疹病毒和SV40 的DNA片段导入小鼠基因组，成功制作 转基因小鼠，开创了转基因动物的新纪 元。
1982年 Palmiter-“超级巨鼠”
华盛顿大学的Palmiter将大鼠 的生长激素基因注射到小鼠受精 卵内, 培育出体型明显大于正常 小鼠的超级鼠, 成果轰动一时。
第二部分 克隆动物
克隆（Clone）
WHO:遗传上同一的机体或细胞系 （株）的无性生殖。
克隆动物（clonal animal）
是指用人工方法得到无性繁殖的在 遗传上与亲本动物完全相同的动物
动物克隆方法
➢一、胚胎分割
➢二、细胞核移植 —— 胚胎细胞核移植 —— 体细胞核移植
一、胚胎分割法
原理
将未着床的早期胚胎经显微手术后，分割为二、四、六若干等份，给每个 受体内植入一部分胚胎而妊娠产仔，这样由一个胚胎可以克隆出多个遗 传性能完全一样的后代个体。
▪ 800余种人为改造小鼠产生
其中开发最成功的是转基因小鼠
HBV转基因动物树鼩
3.基因治疗（gene therapy）
指将外源功能性目的基因导入病人体内，通过调控目的基因表达，抑制、替代 或补偿缺陷基因，从而恢复受累细胞、组织或器官的生理功能，达到疾病治疗 目的的一种方法。
转基因动物第二章实验动物的饲养与培育
27
(3)亚屏障系统(Sub-Barrier system)
介于屏障系统和开放系统得中间状态得设施, 其构造和设备均基本上按屏障设施得标准要求,空 气经亚高效过滤,在管理上没有屏障系统那么严格, 用于清洁级动物得生产和实验。
28
(4)隔离系统(Isolator system)
饲养无菌动物及悉生动物所使用得方式,她能 保证动物处于完全无菌得环境下,主要设备就是隔 离器,可以放在普通环境中。
4
二、按遗传学控制原理分类
1、近交系动物
概念:就是采用兄妹交配或亲子交配,连续繁殖20代以上 培育而成得纯品系动物。
特点: ① 具有相同得基因型,表现型也一致
② 遗传背景明确 ③ 长期遗传稳定性
C57BL
5
2、突变系动物
突变系动物就是指正常染色体得基因发生了变异 得,形成具有各种遗传缺陷得动物。
门窗:门应坚固、气密性好、耐腐蚀、易清洗,开 闭形式顺应气流密封,门下端设连动装置,关闭时 门底不留缝隙,门宽不少于1、0m,门上可留玻璃观 察窗。
走廊:宽度一般为1、5～2、0m。 房间:为节约能源,饲养室高度可设为2、4m左右。
32
动物转基因技术
Animal transgenic technique
2、实验动物设施得等级
开放系统 亚屏障系统 屏障系统 隔离系统
25
(1)开放系统(Open system):饲养普通动物得设施, 在某种程度上对卫生有要求。
26
(2)屏障系统(Barrier system): 为努力避免与病原微生物接触和传染得机会而设计
得封闭设施,适合饲养清洁动物或SPF动物。
Animal transgenic technique
(3)亚屏障系统(Sub-Barrier system)
介于屏障系统和开放系统得中间状态得设施, 其构造和设备均基本上按屏障设施得标准要求,空 气经亚高效过滤,在管理上没有屏障系统那么严格, 用于清洁级动物得生产和实验。
28
(4)隔离系统(Isolator system)
饲养无菌动物及悉生动物所使用得方式,她能 保证动物处于完全无菌得环境下,主要设备就是隔 离器,可以放在普通环境中。
4
二、按遗传学控制原理分类
1、近交系动物
概念:就是采用兄妹交配或亲子交配,连续繁殖20代以上 培育而成得纯品系动物。
特点: ① 具有相同得基因型,表现型也一致
② 遗传背景明确 ③ 长期遗传稳定性
C57BL
5
2、突变系动物
突变系动物就是指正常染色体得基因发生了变异 得,形成具有各种遗传缺陷得动物。
门窗:门应坚固、气密性好、耐腐蚀、易清洗,开 闭形式顺应气流密封,门下端设连动装置,关闭时 门底不留缝隙,门宽不少于1、0m,门上可留玻璃观 察窗。
走廊:宽度一般为1、5～2、0m。 房间:为节约能源,饲养室高度可设为2、4m左右。
32
动物转基因技术
Animal transgenic technique
2、实验动物设施得等级
开放系统 亚屏障系统 屏障系统 隔离系统
25
(1)开放系统(Open system):饲养普通动物得设施, 在某种程度上对卫生有要求。
26
(2)屏障系统(Barrier system): 为努力避免与病原微生物接触和传染得机会而设计
得封闭设施,适合饲养清洁动物或SPF动物。
Animal transgenic technique
转基因动物的培育
转基因试管牛的培育过程
从甲雌牛 卵巢中获 得卵细胞 从乙雄牛 精巢中获 得精子
含人血白蛋白基 因的重组DNA
B
A
受精卵
C
卵裂
1
D
2
3
转基 因牛 “滔 滔”
注：1、2、3为胚胎发育时期；ABCD为生甲雌牛 卵巢中获 得卵细胞 从乙雄牛 精巢中获 得精子
含人血白蛋白基 因的重组DNA
思考：2、在构建含人血白蛋白基因的重组 思考：1、在构建含人血白蛋白基因的重组 DNA的过程中是否只有用同一种限制性核酸 DNA的过程中需要借助哪些工具酶？ 内切酶切割的黏性末端才能连接？
G G A T C C C C T A G G
G A T C C T A G
限制酶Ⅰ切割
G G A T C C G
1999年2月，上海遗传研究所宣布转基因试管牛“滔 滔”诞生，其体内被检测到带有人的血清白蛋白基因，这项 成果被评为当年“中国十大科技进展”之一。
中国工程院院士、课题组 负责人曾溢滔教授 (左)
我国首例转基因试管牛“滔滔”。
转基因试管牛的培育过程
据曾溢滔教授介 绍：将人血清白蛋白 （hALB）基因通过显 微注射将其导入经过 体外受精（IVF）的奶 牛受精卵中，体外培 养到桑椹胚后期，将 整合胚移植于受体母 牛，足月分娩产下1头 含有人血清白蛋白基 因整合的转基因试管 牛“滔滔”。
课堂巩固
3、用限制酶切割一个DNA分子，获得一个目的基因时，被水解 的磷酸二酯键有（ D ） A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
课堂巩固
4、下列有关试管动物技术的叙述不正确的是 （ C ） A．体外受精主要包括卵母细胞的采集和培养、精子的采集和获能、 受精 B．胚胎移植之前需检查精卵细胞的受精状况和受精卵的发育能力 C．早期胚胎发育的过程为：受精卵→桑椹胚→卵裂→囊胚→原肠 胚 D．移植入受体的供体胚胎的遗传特性，在孕育过程中不受影响
《转基因动物》课件2
转基因动物在农业领域的应用
01
提高生产效率、增加农产品安全性、降低生产成本。
转基因动物在医学领域的应用
02
用于药物研发、疾病治疗和预防、生物材料。
转基因动物对环境的影响
03
可能破坏生态平衡、影响生物多样性。
转基因动物的伦理问题
人道对待
尊重动物福利，避免不必要的痛苦和牺牲。
安全性问题
确保转基因动物及其产品的安全性，避免潜在的 健康和环境风险。
基因打靶技术的应用范围较广，可用于研究特定基因 的功能、动物模型的构建以及新品种的培育等。
基因转移技术
基因转移技术是一种将外源 基因导入动物细胞中的技术 ，它可以通过多种方法实现 ，如病毒载体、质粒DNA等
。
基因转移技术可用于生产转 基因动物、研究特定基因的 表达和功能以及治疗动物疾
病等。
基因转移技术的发展为转基 因动物的研究和应用提供了 重要的技术支持。
转基因动物技术是基因工程领域的一 个重要分支，旨在通过改变动物的遗 传物质来赋予其某些特定的性状或功 能。
转基因动物的发展历程
1
1980年代初，科学家开始尝试将外源基因导入动 物受精卵，成功培育出第一批转基因动物。
2
1990年代，随着基因打靶技术的发展，科学家能 够精确地定向改造动物的基因组，进一步推动了 转基因动物的研究和应用。
01
03
此外，转基因动物在环保、生物能源等领域也有广阔 的应用前景，有望为人类社会的可持续发展做出重要
贡献。
04
在生物医学领域，转基因动物可用于研究人类生理和 病理过程、药物代谢和药效评价等方面，为生物医学 研究提供有力支持。
02
转基因动物技术
基因克隆技术
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肥胖小鼠
7
3．杂交群动物
概念：是两个近交品系动物间有计划进行交配获 得的第一代动物，亦称杂交一代，简称Fl动物。 特点：F1动物基因型相同，个体基本相同，表现 型变异低，适应性强，反应敏感及分布广等特点，并 具有双亲共有的遗传特性。
8
4．封闭群动物
概念：指一个动物种群在5年以上未从外部引进 其它任何新血缘品系，是由同一血缘品系进行随 意交配，并在固定场所保存繁殖的动物群。 特点： 1）保持一定的杂合性
● 影响试验结果。
18
温度与毒性的关系
温度对3种药物LD50的影响
药物 苯异丙胺 盐酸脱氧麻黄碱 麻黄碱
LD50（mg/kg） 15.5℃ 26.7℃ 197.0 90.0 111.0 33.2 477.1 565.0
19
（2）湿 度
40%-70%
（3）风速
0.1-0.25m/s
20
2. 理化因素
2）保持相对稳定的遗传
特征 3）繁殖力、抗病力强、
生产成本低
9
二、按微生物学控制原理分类
按照对微生物净化的程度，实验动物在我国分为四类:
普通级动物(CV)
清洁动物(CL级)
无特定病原体动物(SPF)
无菌动物（包括悉生动物、GF/GA)
10
1、无菌动物
概念：机体内、外不带有任何现有方法可检测
出微生物和寄生虫的动物。 应用：（1）用于微生物学和寄生虫学研究 （2）免疫学功能的研究 （3）用于老年病学研究
第二节 实验动物的饲养条件与环境控制
外环境 实验动物环境 大环境 内环境 小环境
16
实验动物环境控制与动物实验结果的关系
发育环境 周围环境
基因型
表现型
演出型
17
一、影响实验动物环境的因素
动物转基因技术
Animal transgenic technique
1、气候因素
（1）温度 18℃- 29℃ ● 影响生长发育和繁殖 ● 影响代谢 ● 激发应激反应
为努力避免与病原微生物接触和传染的机会而设 计的封闭设施，适合饲养清洁动物或SPF动物。
27
（3）亚屏障系统（Sub-Barrier system）
介于屏障系统和开放系统的中间状态的设施， 其构造和设备均基本上按屏障设施的标准要求，
空气经亚高效过滤，在管理上没有屏障系统那么
严格，用于清洁级动物的生产和实验。
第二章
实验动物的饲养与培育
1
目的要求
掌握实验动物的分类及饲养条件 与环境控制
重点讲授
实验动物的分类及饲养条件与环 境控制
2
1
实验动物的分类
2
主 要 内 容
4
实验动物的饲养条件与环境控制 实验动物的育种
3
超排卵与取卵
3
动物转基因技术
Animal transgenic technique
第一节 实验动物的分类
墙面：应光滑平整，阴阳角为圆弧形，墙面应采 用不易脱落、耐腐蚀、无反光、耐冲击、无缝隙 的材料。
24
1、实验动物设施的一般组成
饲育室、实验室、检疫室、洗刷消毒间、废 物处理设施、办公室、机房、库房等。
2、实验动物设施的等级
开放系统 亚屏障系统 屏障系统 隔离系统
25
（1）开放系统（Open system）：饲养普通动物的
设施，在某种程度上对卫生有要求。
26
（2）屏障系统（Barrier system）：
实验动物
经人工培育，遗传背景明确，来源清楚，对其携带微生 物和寄生虫实行监控，应用于生命科学研究，药品、生 物制品的生产和检定，以及其它科学研究的动物。
实验用动物
指一切用于科学实验的动物。
4
一、在动物学上的分类 人为分类法 自然分类法
界（Kingdom） —门（Phylum） —纲（Class） —目（Order） —科（Family） 动物界 —脊椎动物门 —哺乳纲 —真兽亚纲 —食肉目 —肢脚亚目 —犬科 —犬属 —犬种
—属（Genus）
—种（Species）来自5二、按遗传学控制原理分类
1．近交系动物
概念：是采用兄妹交配或亲子交配，连续繁殖20代以上 培育而成的纯品系动物。 特点： ① 具有相同的基因型，表现型也一致 ② 遗传背景明确 ③ 长期遗传稳定性 C57BL
6
2．突变系动物
突变系动物是指正常染色体的基因发生了变异的， 形成具有各种遗传缺陷的动物。
（1）粉尘：粉尘的标准，以净化的洁净度分为 清洁级动物为100000级，SPF动物为10000级，无 菌动物为100级。
（2）有害气体：主要有氨、甲基硫醇、硫化氢 等。氨控制在14 mg/m3以下。
（3）噪音：≤60 db （4）光照：明暗交替时间为12:12或10:14
21
3. 生物因素
（1）饲养密度和社会因素 大约是每平方米小鼠100只、大鼠50只、豚鼠20 只、兔4只、狗1只、猴1只。
13
3．清洁动物
概念：指来自屏障系统的SPF动物，而饲育在半屏障 环境设施系统中的动物。 应用：一般用于短期、中期对带菌要求不严格的实 验研究。
14
4. 普通动物
概念：是未经积极的微生物学控制，普遍地 饲养在开放卫生环境里的动物。 应用：教学、一般性实验、预实验
15
动物转基因技术
Animal transgenic technique
11
悉生动物
概念：指在无菌动物体内植入已知微生物的动物。 应用： （1）微生物学研究 （2）免疫学研究 （3）抗体制备研究
12
2．无特定病原体动物
概念：指实验动物体内不存在特定病原微生物和 寄生虫的动物，简称SPF动物。 应用：（1）国际上公认SPF动物适用于所有科研 实验；（2）各种疫苗生产 。
28
（4）隔离系统（Isolator system）
饲养无菌动物及悉生动物所使用的方式，它 能保证动物处于完全无菌的环境下，主要设备是 隔离器，可以放在普通环境中。
29
3、实验动物设施的基本要求
（1）区域的设置
30
（2）对部分建筑部位的要求
地面：应防滑、耐磨、耐清洗消毒、无渗漏。
地漏：屏障区内地漏应防堵、防回水回气，采用 特制盖、可水封。
饲养空间狭小
22
（2）空气中的微生物
常常以空气落下菌数表示，普通环境小于 或等于30个/皿，屏障环境小于或等于3个/皿， 隔离环境无检出。
23
动物转基因技术
Animal transgenic technique
二、实验动物设施
实验动物设施：指与实验动物和动物实验 有关的实验动物的保种维持、生产、实验、 研究等所需的建筑物和设备的总称。