网络 第三节　近交系的培育技术 一、培育目标 培育目标分定向、不定向两种，定向是予先确定好要获得什么样的品种，然后有计划地进行培育，这种方法能在较短的时间里获得优良的品种。定向时有以细菌感受性为选育指标，如小鼠对沙门氏菌的感受性；也有采用遗传指标，如性成熟、初产日令、妊娠间隔、产仔数、哺乳量及离乳时体重等。不定向的是无意识的选择，预先交没有想要培育具有哪些特点的新品种，只是人们自然把比较有价值的留下，让它繁殖，去掉价值不大的品种，这样无意中起了选择的作用，这种选择过程是比较缓慢的，待纯化后回过头来做实验，测定其特性。

网络 三、近交系动物在生物医学研究中的应用 近交系动物首先应用于遗传学研究，以后又为肿瘤和免疫学家所重视。在肿瘤的研究工作中应用最广泛，培育的品系也最多，对肿瘤的病因学、发病学、实验治疗和新抗癌药物的研究等都发挥了重要作用。所以近交系动物的建立已受到世界各国医学科学研究工作者的重视。正如化学家需要分析纯的化学药品、物理学家需要高度精密的仪器一样，近交系动物对医学研究是至关重要的。伦敦大学古勃宁说：“……生物学中近交的应用和化学中应用分析平秤的意义一样重要。”波尔法氏说“……癌的免疫治疗的最好途径的发展与1952年开始和发展起来的近交系动物是有关的”。 随着医学科学研究的飞速发展，近交系动物的培育及应用愈来愈被人们所重视，为适合不同课题研究需要而培育的近交系动物品系也愈来愈多，在医学、生物学、药物学等各个领域内的应用也日益广泛。生物制品、药品、食品等产品检定，疾病诊断、生理、病理、肿瘤、免疫、内分泌等学科的研究工作中都需要使用近交系动物进行各种实验。 　　近交系小鼠目前

网络 二、使用近交系的优点 使用实验动物进行各项科学研究的一个关键问题，就是怎样使动物实验的结果正确、可靠、有规律性、重复性好，从而精确判定实验结果、得出正确的结论。使用一般普通饲养的实验动物是采用任意交配的繁殖方法，所产生的动物个体差异较大，所以必然影响实验结果的均一性，有时难以判定实验结果。选用近交系动物作实验就能克服这些缺点，满足实验研究的需要。采用纯系动物作实验，具有下列主要优点： 1．具有相同的基因型，表现型也一致，所以其反应是一致的，实验结果正确、可靠。由于连续近交繁殖，同一近交系的各个体具有相同的基因型，在相同的环境条件下又具有相同的表现型，故其性状即其各种生物学特性比较一致，对外来刺激反应也一致。 2．各品系均有其独特的特性，根据实验目的可选用不同品系来作实验，实验重复性好，所用动物少，实验周期短，节省人力、物力和时间。 3．国际上分布广泛，不同国家的科研单位由于使用同一近交系动物所取得的结果是相似的，便于国内和国际间学术交流和实验重复。

网络 第二节　近交系的特征和应用意义 一、近交系的特征 （一）基因纯合性。通过持续20代以上的近亲繁殖，基因已高度纯合化。纯合子的纯度在理论上接近最高点，基因已有98.6%以上完全纯合，仅有1%左右不纯合，因此近交品系动物的基因是一致的，遗传组成亦相同。在一个近交品系内所有动物的各个基因位点都应该是纯合子，这样的个体与该品系中任何一个动物交配所产生的后代也应该是纯合子，在这些动物中没有暗藏的隐性基因。 （二）遗传稳定性。由于近亲繁殖增加了在特定部位纯合子互相配合的可能性，因而减少了遗传变异，基因型可长期处于稳定状态，这种相对稳定性来自纯合性。因为基因高度纯合，所以纯合子基因可以极稳定地传给后代。如DBA系已维持好60多年，C57BL系已维持了50多年，但至今仍与原品系极相似。当然近交系动物有时会因突变造成基因改变而发生变异，是为例外。因此，近交系动物在遗传上是相当稳定的，遗传上的变异仅发生在少量残留杂合基因或基因突变上，而这种机率非常低。如果品系在被确认为近交系后坚持近交，同时

网络 二、近交后引起的变化 （一）近交可以增多纯合性，也就是降低杂合性（Reduction of the terozygosity） 自然界的动植物在遗传上一般都是杂合子体，故最初培育近交系动物都是取源于杂种，换句话说也就是取源于异型接合体动物。动物的遗传纯度取决于交配动物之间遗传关系的远近。因此近交系动物通过长期近亲交配而建立的。通过纯育后，动物的杂合性逐渐降低，因而纯度逐渐增高，使基因位点变为纯合子，使它们的表现型趋向一致性，如A与a基因频率相同，但基因型分配变化，经过一定代数的兄妹交配，则不再有杂合子，而获得遗传稳定的AA与aa近交品系，见表3-1。同胞兄妹或亲子交配连续20代以上就培育成近交系，为了保持该系的遗传特点，必须继续近交，并不得因突变或遗传漂移而丢失。 表3－1　 近交引起的基因纯合情况 P（A）=0.5 p(a)=0.5 代数 各　种　基　因　的　比　例 纯合子（野鼠色）AA 杂合子（野鼠色）Aa 纯合子（黑色）aa 原　

网络 七、牛（学名Bos tarurs，英文名Cattle） 牛属哺乳纲、侧蹄目，牛科，牛为有胎盘、有蹄的反刍动物。性周期21天，发情持续时间18小时，发情结束后11小时排卵，发情后4天受精卵进入子宫，发情后35天植入，胎盘类型为上皮绒膜型，妊娠期282天。染色体二倍体为60（体细胞内），体温37.5～39.5℃，呼吸频率20（10～30）次/分，收缩压134（124～166）mmHg，舒张压88（80～120）mmHg，血容量占体重的7.7%，全血容量57.4(52.4～60.6)ml/kg体重，血浆容量38.8(36.3-40.6)ml/kg体重，红细胞8.1(6.1～10.7)百万/mm3，红细胞压积40（33～47）%，血红蛋白11.5(8.7～14.5)g/100ml，白细胞9.2(6.0～12.0)千/mm3，血小板35（25～60）万/mm3。 　　医学研究中主要选用乳牛来制备小牛血清，供免疫学研究用。小牛血清是进行各种免疫学实验的基础材料。制备小牛血清要选用

网络 六、马（学名Equns caballus,英文名Horse） 马是单胃草食性动物，生性急燥，多属于神经容易兴奋的类型，易受惊吓，具有较好的记忆能力，有特殊的消化系统，如容积较小的单胃、胃的贲门与幽门距离较近、有宽大如汽车内胎似的盲肠、有上升而又有三个急转弯的大结肠。马性情比较暴烈，为了自卫或是注射时由于痛疼而反抗，马会咬、拍、弹、踢。 　　 马性成熟年龄为1～2年，繁殖适龄期3～5年，性周期21天，多数为季节性多次发情，发情持续时间3～5天，发情后3～6天排卵，妊娠期335天，染色体二倍体为64（体细胞内），体温37.5～38.8℃，呼吸频率11.9(10.6～13.6)次/分，血容量占体重的6.7%，心输出量21.4L/分，全血容量109.6(94.3～136)ml/kg体重，血浆容量61.9(45.5～79.1)ml/kg体重，收缩压98（90～104）mmHg，舒张压64（45～86）mmHg，血液pH7.32(7.20～7.55)，红细胞9.3(8.21～10

网络 五、蟾蜍（学名Bufo bufo，英文名Toad），青蛙（学名Rana nigromaculata，英文名Frog） 蟾蜍和青蛙属两栖纲，无尾目，蟾蜍属蟾蜍科，青蛙属蛙科。品种很多，它们是脊椎动物由水生向陆生过渡的中间类型。 蟾蜍和青蛙生活在田间、池边等潮湿环境中，以昆虫等幼小动物为食料。冬季潜伏在土壤中冬眠，春天出土，生殖季节中水中产卵，体外受精。幼体形似小鱼，用鳃呼吸，有侧线，叫作蝌蚪，以水中植物为主要食料。经过变态发育为成体，尾巴消失，就到陆地上生活，用肺呼吸，同时其皮肤分泌粘液，帮助呼吸。蟾蜍和蛙和身体背腹扁平，左右对称，头为三角状，眼大并突出于头部两侧，有上、下眼睑和瞬膜以及鼻耳等感受器官。前肢有4趾，后肢有5趾，趾间有蹼，适于水中游泳。其内部器官系统，也逐渐完善化，反应出由水生向陆生过渡的特征。雄蛙头部两侧各有一个鸣囊，是发声的共鸣器（蟾蜍无鸣囊），雄蛙的叫声特别响亮。蟾蜍背部皮肤上有许多疣状突起的毒腺，可分泌蟾蜍素，尤以眼后的椭圆状耳腺分泌毒液最多。蟾蜍和青蛙在我

网络 四、鸽（学名Columba livia,英文名Pigeon） 家鸽属鸟纲，鸽形目，鸠鸽科。又名鸽子、鹁鸽，是由野鸽（岩鸽）驯化而成的变种。为了适应飞行，家鸽在身体结构上出现一系列的适应性变化。它具有流线型的体形，前肢变为翅。牙齿、膀胱、大肠和一侧卵巢都已退化，也是利于飞行而减轻体重的适应性变化。脏器结构与鸡大致相似，鸽的大脑皮层发达，但纹状体发达，嗅叶不发达，但由中脑分化的视叶则很发达，故鸽的视觉敏锐。小脑也很发达，上有横沟，中央有蚓部，两侧有小脑鬈。三个半规管也很发达。 　　性成熟年龄为6个月，寿命10年，妊娠期18天，心跳频率140～200次/分，总血量占体重的7.7～10.0%，颈动脉血压145mmHg，呼吸频率25～30次/分，潮气量4.5～5.2ml。红细胞3.2百万/mm 3 ，血红蛋白12.8g/100ml，白细胞1.4～3.4千/mm 3 。 鸽的听觉和视觉非常发达，对于姿势的平衡反应也很锐敏。故在生理学实

网络 三、鸡（学名Gallus domestiaus，英名Chicken） 家鸡属于鸟纲，鸡形目，雉科。是由原鸡长期驯化而来，它的品种很多，如来航鸡、白洛克、九斤黄、澳洲黑等。仍保持鸟类某些生物学特性，虽飞翔力退化，但习惯于四处觅食，不停地活动。听觉灵敏，白天视力敏锐，具有神经质的特点，食性广泛，借助吃进砂粒石砾以磨碎食物。 有嗉囊，具有贮存食物和软化饲料的作用。胃分腺胃和肌胃。肺为海绵状，紧贴于肋骨上，无肺胸膜及横膈，肺上有许多小支气管直接通气囊，共有9个气囊。无膀胱，每天排尿很少，与粪一起排出，尿呈白色，为尿酸及不溶解的尿酸盐，呈碎屑稀粥状混于粪的表面。没有汗腺，散热蒸发主要依靠呼吸。体表被覆丰盛的羽毛，因而怕热不怕冷。 　　鸡性成熟年龄4～6个月，21天孵化，体温41.7(41.6～41.8)℃，呼吸频率12～21次/分，潮气量4.5ml，心跳频率120～140次/分，血压（颈动脉压）150mmHg，总血量占体重的8.5%，红细胞335（306～344）万/mm

网络 二、绵羊（学名Ovis aries，英名Sheep） 绵羊较山羊温顺，灵活性与耐力较差，不善于登高，不怕严寒，唯怕酷热，雄羊间常角斗，不喜吃树叶嫩枝而喜吃草，主要靠上唇和门齿的摄取食物，绵羊上唇有裂隙，便于啃很短的草。绵羊的胰腺不论在消化期或非消化期都持续不断地进行分泌活动，胆囊的浓缩能力较差。 　　绵羊性成熟年龄为7～8月，寿命10～14年，繁殖适龄期8～10个月，性周期16（14～20）天，发情持续时间1.5(1～3)天，季节性（秋季）多发情动物，发情后12～18小时排卵，妊娠期150（140～160）天，哺乳期4个月，产仔数1～2只，染色体二倍体为54（体细胞内）。体温38～40℃，心率70～80次/分，心输出量3100ml/分，血容量占体重的8.3%，呼吸频率12～20次/分，潮气量310ml，通气率5.7L3/分，耗气量220mm 3 /g活体重，血浆总蛋白7.5±0.1g/100ml，红细胞10.3(9.4～11.1)百万/mm 3

网络 五、裸小鼠的常用品系及国同内饲育应用简况 裸鼠的常用品系及国内有有关单位引进饲育和在生物医学各项研究中的应用情况见表4-6。 表4－6　免疫缺陷动物饲育及应用调查表 单位名称 现有品种品系（每种动物填写一行遗传背景，基因型） 来　　源 （单位、年、月） 饲育条件（清洁、屏障、隔离器） 饲料、垫料 （消毒方法） 科研应用项目 能否供应种鼠、实验鼠 备注 北京中国预防医学科学院病毒学研究所 BALB/C nu/nu 1986年8月从北京中国医学科学院动物中心引种 隔离器 饮水和垫料15磅高压消毒30分钟，饲料经60钴照射 鼻咽癌研究 能供应实验动物 ″ NC nu/nu 1987年3月从苏州医学院脑神经研究室引种 ″ ″ ″ ″ 　 广西自治区人民医院病毒室 BALB/C nu/nu 1986年12月从卫生部生物制品检定所引种 ″ ″ ″ 本实验室自用

网络 三、裸鼠在生物医学研究中的应用 近年来，无胸腺裸鼠作为一种新的动物模型，活跃于免疫学、肿瘤学、毒理学等各个领域的研究工作中，尤其在免疫生物学、免疫病理学、移植免疫、肿瘤免疫、病毒和细菌免疫将等领域，在短短的数年中，就展开了一系列富有成效的新的研究，推动了各方面的工作，为实验免疫学、实验肿瘤学多供了新的有效的工具。 解剖裸鼠进行组织学检查，证实裸鼠无正常胸腺，仅有胸腺残迹或异常的胸腺上皮，这种胸腺上皮不能使T细胞正常分化。淋巴结及脾脏胸腺依赖区淋巴细胞数目很少，所以裸鼠都是淋巴细胞减少症的动物，皮肤毛干萎缩，毛囊角化。 裸鼠T淋巴细胞缺损，表现为脾细胞失去细胞表面的θ抗原和丧失对有丝分裂刺激物反应的能力。θ抗原是某些淋巴样细胞在其T细胞活化前的一种分化抗原。由于裸鼠没有T细胞，不能执行正常T细胞的功能，它们在混合淋巴细胞反应中没有有丝分裂反应，也不产生细胞毒效应细胞，对刀豆素A或植物凝集素P亦无促分裂原应答，无接触敏感性，无移植排斥，无移植抗宿主反应及无辅助T细胞或抑制T细

网络 二、裸鼠的主要形态和生理特征 裸鼠的主要特征表现为无毛（Hairless）、裸体（Nacked）和无胸腺（Athymus）。 原种新生裸体小鼠以无鼻毛为特征，足尖经常收缩，呈螺旋样畸形。成年雌鼠动情周期不规律，卵巢小，用绒毛膜促性腺激素不能诱发排卵，雄鼠精子尾部呈盘卷状，无活动力，因此受孕力极低。新生小鼠3周后生长明显迟缓，普遍有肝脏疾病，死亡率高，寿命在15～26周。 纯系裸体小鼠外形和原种相同，全身几乎无毛，偶而背部可见稀疏的的带状毛、皮薄、光滑或有皱折。皮肤色素BALB/C裸体小鼠为浅红色，白眼；C3H裸鼠为灰白色，黑眼；C57BL裸鼠黑灰色至黑色，运动功能正常。 裸鼠淋巴细胞特殊，因此种动物无胸腺，致T细胞生成障碍。虽然T细胞和B细胞的前身正常，但因缺乏胸腺，故不能生成正常T细胞。 裸鼠由于无胸腺，因此缺乏免疫反应，是免疫缺陷动物。正常小鼠胸腺位于胸骨柄后方，紧贴气管，心脏腹面，呈乳白色脂肪状，分左右两叶。胸腺与机体免疫机有关系密切，现已知胸腺可分泌好

网络 第四节　突变基因的特点 一、小鼠突变基因的特点 （一）神经系统 1．脑室、脑水肿 ⑴脑突出（脑疝，Brhin Hernia,bh）：bh/bh小鼠出生时即可见大脑疝，有些发生脑水肿，3/4纯合子鼠表现严重的小眼或无眼，2～3周后均发生多囊肾。 ⑵大脑变性（大脑退化，Cerebral Degenereation,Cb）：产生脑积水，通常出生时即表现出来。脑积水可能继发于大脑的广泛性破坏，与胚胎期病毒感染有关。 ⑶先天性脑积水（Congenital Hydrocephalus,Ch）：妊娠的第11天即发生大脑半球的异常肿胀，颅底软骨的体积减少，并伴随蜘网膜下腔的发育迟缓，影响到脑脊髓液的重吸收而直接与脑积水的发生有关。 ⑷脑积水-3（Hydrocephalus-3，hy-3）：与先天性脑积水相似，是脑软膜蛛网膜发育不全的结果。 ⑸阻塞性脑积水（Obstructive Hydrocephalus,oh）病鼠很少能活到断奶，病变从一周龄开始出现，脑室

网络 第三节　带病理模型性状的突变株 一、常用的突变品系 （一）肌萎缩症（Dystrophia Muscularis简称dy）小鼠或称肌失营养症即后肢瘫痪小鼠 该鼠与人类有相似的肌萎缩症状，其dy/dy大约出生两星期可见后肢拖地，表现有进行性肌衰弱和广泛性的肌萎缩。病鼠出生时是活的，但只有少数病鼠能存活10周以上，无繁殖力。但已证明dy/dy 雌鼠的卵巢移植到正常雌鼠体内是具有生殖能力的。由于雌本基本不育。因交配无能，且母性不好，一般和留杂合型，如雄鼠与正常雌本交配有困难，可人工受精，也可卵巢移植。常用的有REJ129/dy后肢偏瘫小鼠。 （二）肥胖症（Obese,简称ob）鼠 肥胖症鼠有肥胖小鼠（Obese Mice）和肥胖大鼠（Obese Rat）。肥胖小鼠体重可达60克，这种小鼠无生育力，表现为单纯胖而不伴有糠尿病。纯合体大约在四周龄时即可识别出，此时其增重加速，很快可达到正常同窝鼠体重的3倍。中等程度的摄食过度可使其几乎不太活动，但在幼年时其血糖和免疫活性胰

网络 二、疾病种类 许多突变品系动物具有与人类相似的疾病或缺损，各种突变品系动物（即各种动物模型）是研究人类疾病，尤其是研究遗传性疾病、免疫性疫病和肿瘤性疾病的主要试验材料。突变系动物的遗传性疾病主要有代谢病和分子病两在类。 （一）代谢病 代谢病是特异代谢过程的改变，导致正常代谢的生化过程被阻断。如α酶缺乏，则由A→B的生化过程被阻断。此种代谢病表现α酶下降，使A部分的新陈代谢产生堆集，或B部分的代谢物减少。 A→ ｜B→ ｜Ｃ α酶　 β酶 如苯丙氨酸代谢障碍时出现以下代谢病。 1．苯酮尿症（Phenylketonuria） 2．白化症（Albinism） 3．呆小症（Cretinism） 4．酪氨酸代谢症（Tyrosinosis） 5．黑酸尿症（Alkaptonuria） （二）分子病 直接作用于分子，多数与酶关系不大。 　　1．血红蛋白病（Hemoglobinpathy）：遗传学上测定由于血红蛋白

网络 四、突变的机理和突变系动物 生物的遗传具有保守性，每只动物从它的双亲获得两套基因，并都能极稳定地从上代传给下代，亦正是这种保守性，使生物能稳定地继承它们祖先的性状，因而亲代狗产生的后代必然是狗；亲代猫产生的后必然是猫。这是由它们亲代的遗传物质，亦就是千千万万个基因，经过复杂的生化反应过程复制出来的，并在一定环境条件下形成了各种不同的特定性状。但是成千上万的基因在复制过程中，经常有个别基因发生变异，并丧失了原有的正常功能。由于绝大多数基因还保持与亲代相同，所以子代也基本上与亲代相同。然而，个别或少数基因的变异，使这个特定基因的性状必然与其亲代的性状不同。这个发生变异的性状有时能在子代中表现出来，这种变异就叫实“突变”，并能世代相传而保存下去。这个变异的基因叫做“突变型”。遗传学家常使用突变型推断未知基因的存在，因此，生物在世代的相传中，既保持稳定而又发生变化，并且是经常不断地发生。自然界各种生物遗体的保守性是相对的，变异则是绝对的。突变是生命机体的特性之一。就是因为这样不断地变异才促进

网络 三、显性和隐生基因及基因与性状关系 一群小鼠由正常基因A突变为a，可有AA、Aa、aa三型。两套染色体同一位点上也可出现以上三型。 正常基因用大写英文字母表示，突变基因用小写英文字母表示。 A为显性基因（Dominant Gene），A的性状可掩盖a的性状，A的显性是对a而言的，A是显性性状。 a为隐性基因（Recessive Gene），a的性状被A所掩，a是隐性性状的一个位点上都是隐性基因时方可表现出它所决定的性状。如aa，这时小鼠被毛呈黑色。 1．一个基因决定一个性状。 　　2．一个基因决定几个性状，称为基因的多形性（Pleomorphism）。如带W基因的小鼠，表现毛色为花鼠和含铁红细胞性 贫血 。裸鼠无胸腺、无毛也是基因所决定，可能是一个基因决定两个性状，也可能是靠近的两个基因不分离的缘故。 　　3．几个基因决定一个性状（Polygenic Character）。一般带有定量的特征，如身高、体重

网络 二、基因突变 基因突变是指染色体上一个位点内的遗传物质的变化，或者说是DNA分子上长链中碱基对的改变，也称点突变（Point Mutation）。简言之，所谓基因突变，就是一个基因变为它的等位基因。 基因突变在生物界中是很普遍的，而且突变后所出现的性状与环境条件间看不出对应关系。突变在自然情况下产生的，称为自然突变或自发突变（Spontaneou Mutation）；由人们有意识地应用一些物理、化学因素诱发的，则称为诱发突变（Induced Mutation）。突变后出现的表现型是多种多样的。根据突变对表现型的最明显效应，可分为： 1．可见突变（Visble Mutation）：突变的效应可在生物的表现型上看出来，即用肉眼就能观察出来，如若干大体形成的变异。 2．生化突变（Biochemical Mutation）：突变的效应导致一个特定的生化功能的丧失。肉眼是无法予以鉴别的，一定要借助于某些特殊方法来检测。 　　3．致死突变（Lethal Muta