实验动物学总结.ppt

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1、总 结,第一章 绪 论,一 实验动物的概念（一）实验动物(Laboratory animals)是指经人工培育或人工改造，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 实验、药品、生物制品的生产和检定及其他科学 实验的动物。（二）实验用动物(Animals for research；Experimental animals）所有用于科学实验的动物统称为 实验动物。包括实验动物，野生 动物，经济动物和观赏动物。,二 实验动物学的定义和范围（一）定义 实验动物学（Laboratory animal science）是研究 实验动物和动物实验的科学。（二）研究范围 1.实验动物遗传育

2、种学（Laboratory animal genetic breeding science）2.实验动物微生物学和寄生虫学（Laboratory animal microbiology and parasitology）3.实验动物环境生态学（Laboratory animal environmental ecology）4.实验动物营养学（Laboratory animal nutriology）,（二）研究范围(续)5.实验动物饲养管理（Laboratory animal husbandry）6.实验动物医学（Laboratory animal medicine）7.比较医学（Compar

3、ative medicine）8.动物实验（Animal experimental techniques）,三 实验动物的重要性（一）实验动物是生命科学研究的支撑条件之一 生命科学实验研究的四个支撑条件-AEIR要素 A：Animal：实验动物；E：Equipment：仪器设备；I：Information：信息；R：Reagent：试剂；（二）实验动物在生命科学研究中被广泛应用，很多重要 的科研成果来源于实验动物（三）实验动物是人类的替身，起着“活 的天秤”和“活的化学试剂”的作用（四）实验动物工作实行法制化管理,动物福利的重要性,Importance of Proper Animal Car

4、eYour primary responsibility when working with laboratory animals is to treat them humanely.With that in mind,the major challenge is to manage the animals in a way that minimizes their exposure to pain and distress and maintains the integrity of their physiological functions to facilitate the genera

5、tion of reliable research data.This course will teach you how the proper treatment of animals carries the added benefit of minimizing the introduction of unwanted variables into the research process.,Pain and DistressThere is also a pragmatic point of scientific logic that supports minimizing the ex

6、posure of research animals to experimental pain or distress.Animals respond to pain and distress with changes in their normal physiology which can skew data being collected.,Alleviating Pain and Distress,Animals,like humans,can be expected to generate a stress response to novel stimuli.Handling anim

7、als very early in life,even as new-borns,to gentle them is a procedure that has been widely used on a variety of species to familiarize the animals with the handling process.When animals are trained this way to associate handling with pleasant circumstances they are much less likely to generate a st

8、ress response later in life when they are handled.,Alternatives,The Three Rs:Reduction:Reductions in the numbers of animals used to obtain information of a certain amount and precision.Refinement:Decrease in the incidence or severity of pain and distress in those animals that are used.Replacement:Su

9、bstitution of insentient material for animals or substitution of a lower species,which might be less sensitive to pain and distress,for a higher species.,第二章 实验动物标准化,实验动物标准化的意义：实验、工作人员的健康和生命的保证动物生产和繁殖的保证实验结果准确性、规律性、重复性的保证,内容：按工作程序实验动物标准化划分为：实验动物生产条件标准化实验动物质量标准化动物实验条件标准化 对应三种合格证,实验动物质量标准化的内容一、实验动物微生物

10、学的控制二、实验动物遗传质量的控制三、实验动物环境的控制四、实验动物营养的控制,实验动物标准化的实施,一、法规体系实验动物管理条例，88年，国家科委颁布，国务院批准。2001版国家标准，2002年5月1日起实施。国家质量技术监督检疫检验总局。实验动物质量管理办法，97年，国家科委、国家技术监督局联合制定。,国家实验动物种子中心管理办法，98年，国家科技部。国家啮齿类实验动物种子中心引种、供种实施细则，98年，科技部。实验动物许可证管理办法（试行），2001年，7部门联合颁发。各部门法规各地方法规,2001版国家标准 GB 14922.1-14922.22001 实验动物 寄生虫和微生物等级及监

11、测GB 149232001 哺乳类动物的遗传质量控制GB 14924.1-14924.82001 饲料质量标准GB 149252001 实验动物 环境及设施GB/T 14927.22001 近交系小鼠、大鼠皮肤移植法,国际著名机构和实验室,国际实验动物科学委员会ICLAS(International Council for Laboratory Animal Science）美国实验动物饲养管理认可协会（AAALAC）美国国立卫生研究院（NIH）美国杰克逊实验室,第三章 遗传学质量控制,一、种、品种和品系的概念和区别 动物分类学中，种(species)是分类的基本单位。而实验动物学中把同一种动

12、物中具有不同遗传特性的动物分成不同的品种(stock)、品系(strain)。品种、品系的概念超出了一般动物学分类的概念，它们才是实验动物分类的基本单位。,二、实验动物按遗传学控制分类的类别，各 类的概念和特点近交系动物（Inbred strains)相同基因型 杂交F1代动物(F1-Hybrid)相同基因型 封闭群动物(Closed-colony)不同基因型,近交系动物：至少经过20代以上的连续全同胞交配或亲子交配，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的动物群。封闭群 一个群体既不以近交形式进行交配，也不引入任何外来血缘，在封闭条件下交配繁殖，从而保持了群体的一般遗

13、传特征，又具有杂合性，我们称之为封闭群。,杂交F1代动物（F1-hybrid)由两个近交系杂交生育的第一代动物，其遗传组成均等地来自两个近交系，属于遗传均一并具有表现型相同的动物，是医学生物学研究中所使用的相同基因型动物的一种。,三、近交方式和近交程度全同胞交配、亲子交配、半同胞、叔侄、祖孙等交配类型。近交程度：近交系数 coefficient of inbreeding 根据近亲交配的世代数，将基因的纯化程度用百分比来表示。血缘系数coefficient of relationship 群体中个体之间的基因组成的相似程度用数值来表示。,四、亚系(substrain)，支系(subline)的

14、概念和各自形成的原因亚系:是指育成的近交系在培育过程中，由于杂合子基因的分离，基因突变的产生以及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。,支系(subline):当饲养环境改变，或对动物进行某些技术性处理时，也有可能对近交系的某些生物学特征产生影响，这些特征可能是遗传性的，也可能是非遗传性的。如：代乳、受精卵或胚胎移植、卵巢移植、冷冻保存和人工哺乳等。这些处理在某些实验中会影响实验结果，因此有必要对同一品系或亚系进行区分，这些经过处理的动物可视为这些近交系或亚系的支系。,五、近交系动物的分类和应用:普通近交系重组近交系（recombinant inbreed strain）同

15、源近交系：同源突变近交系coisogenic inbred strain 同源导入近交系congenic inbred strain 分离近交系segregating inbred strain,供系(donor strain)：提供目的基因的品系,可以是任何一种基因类型的动物。配系(partner strain)：接受目的基因的品系，必须是近交系。乘客基因(passenger gene)：在基因导入过程中，因与差异基因紧密连锁一起导入近交系基因组的基因。,六、封闭群动物的特点和应用以及维持 方法1、封闭群动物避免了近亲交配，具有较强的繁殖力和生活力，表现为每胎产子多，胎间隔较短，仔鼠死亡率低

16、，生长快，成熟早，寿命长，对疾病的抵抗力强。在饲养繁殖过程中无需详细记录谱系，成本低，易生产，可大量生产，充足供应。广泛应用于实验，一般实验及学生的教学。,2、封闭群动物（远交种）的遗传组成具有很高的杂合性，类似于人类群体遗传异质性的遗传组成，用于人类遗传学研究、药物筛选、毒物试验，生物制品和化学药品的鉴定等方面。3、由于封闭群动物的遗传组成具有很高的杂合性，所以在遗传学研究中可作为选择实验的基础群体，用于对一些性状遗传力的研究。,4、封闭群动物的突变种携带的突变基因通常可导致动物某些方面的异常，成为生理学、胚胎学和医学研究的模型。如高血压大鼠。5、由于其可携带大量的隐性有害基因，可用于估计群

17、体对自发或诱发突变的遗传负荷能力。,封闭群动物的维持原则：尽量保持封闭群动物的基因异质性及多态性，避免近交系数随繁殖代数增加而上升过快。引种时，小型啮齿类封闭群动物数不得少于25对。,封闭群动物的繁育体系 采用随机交配的繁育体系，要求这个繁育体系能保持严格的家系记录并最大限度地避免动物近交。方法：1.按随机数表配对法 2.分组交配法 3.循环配对法,七、杂交F1代动物的特点及其应用1、遗传和表型的一致性：杂交F1代的基因不是纯和子，但个体间基因型是整齐一致的，遗传性是稳定的，表现型也一致。故可获得精确度很高的实验结果，广泛用于营养、药物、病原和激素的生物学评价。,2、基因型一致：杂交群动物虽然

18、具有杂合的遗传组成，但个体间基因是相同的,可接受个体间、亲本品系细胞、组织、器官、肿瘤移植。用于免疫学、发育生物学研究。,3、与近交系相比具有杂交优势：近交系动物的生活力、对疾病的抵抗力、对实验的耐受性都较差，而且较难繁殖和饲养，反之，F1代具有较强的生命力，对疾病的抵抗力强，寿命较长，容易饲养。在某些方面比近交系更适用于科学研究。可作为代乳动物，卵、胚胎、卵巢移植的受体。,4、国际分布广泛：杂交群动物已广泛应用于各类实验研究，实验结果便于国际上进行重复和交流。,5、在医学生物学中的应用 1.干细胞的研究 2.移植免疫的研究 3.单克隆抗体研究 4.细胞动力学研究 5.作为某些疾病研究的模型,

19、八、实验动物的命名要看的懂近交系动物的命名重组近交系同源近交系：同源突变近交系 同源导入近交系 分离近交系,封闭群动物的命名 杂交F1代动物的命名 转基因动物的命名,八、遗传改变的原因和遗传学监测的意义,第四章 微生物学质量控制,实验动物按微生物学控制的分类,按对微生物学质量的控制，可将实验动物分为四类：无菌动物(Germfree animal,GF)和悉生动物(Gnotobiotic animal,GN)无特定病原体动物(Specific pathogen free animal,SPF)清洁动物(Clean animal,CL)普通动物(Conventional animal,CV),各类

20、动物的概念和特点SPF级动物和清洁级动物的应用,实验动物微生物等级,2001版国家标准根据微生物和寄生虫等级对实验动物等级进行了重新设定。小鼠 清洁级 SPF级 无菌级大鼠 清洁级 SPF级 无菌级地鼠 普通级 清洁级 SPF级 无菌级 豚鼠 普通级 清洁级 SPF级 无菌级家兔 普通级 清洁级 SPF级 无菌级犬 普通级 SPF级猴 普通级 SPF级,常见的人畜共患病特点，以及对人类和动物的影响。常见的影响实验动物生产的疾病的特点和对动物的影响。常见寄生虫病的特点和对动物的影响。,第五章 环境质量控制,一、实验动物环境控制的重要性 实验动物几乎终身被限制在一个极其有限的环境范围内生活，这种环

21、境就成了实验动物赖以生存的条件。动物实验在实验前和实验中控制各种环境因素十分重要。甚至可以说没有环境控制就没有动物实验。,二、实验动物环境因素的分类1、气候因素：温度、湿度、气流、风速等；2、理化因素：氧、二氧化碳、粉尘、臭味、噪音、照度、杀虫剂、消毒剂、有害化学物质等；,3、居住因素：房屋、笼具、垫料等；4、营养因素：饲料、水等；5、生物因素：同种生物因素：社会地位、势力范围、咬斗和饲养密度等 异种生物因素：微生物、人和其它动物的关系,三、各种环境因素对实验动物质量和动物试验结果的影响1、温度：最适宜温度20-25，温差：3或4温度对动物的影响：新陈代谢：低温时新陈代谢增加，摄食增加 散热：

22、除灵长类，其他动物汗腺不发达或无汗腺，高温时散热困难，难以维持体温恒定 脏器重量：负相关 生殖：高温时雄性睾丸萎缩，精子活力下降；雌性动物性周期紊乱，泌乳下降 对动物实验的反应性,2、湿度：相对湿度，实际水蒸气分压力 相对湿度（%）=-100%饱和水蒸气分压力 适宜的相对湿度是40%-70%。高温高湿导致机体蒸发散热受阻。高湿利于微生物繁殖和传播。湿度过低可导致粉尘飞扬，而微生物主要附着在粉尘上，动物室内变态反应原的含量随湿度的下降而上升。低湿，散热增加，产热增加，摄食增加 低湿，大鼠环尾症,3、气流与风速 换气次数，气流速度，压强梯度 气流速度和散热正相关，实验动物体表面积与体重的比值较大，

23、对气流速度更敏感。气流速度过大或气流直吹，动物体表散热过大。气流速度小，散热慢。m/s换气次数，洁净程度越高，要求换气次数越多。屏障环境：10-20次/h 隔离环境：20-50次/h.压强梯度：洁净区高于污染区合理组织气流和风速可调节室内温度和湿度，又可降低室内粉尘和有害气体污染，控制传染病的流行。,4、光照工作照度150300lx动物照度1520lx明暗交替时间12/12或10/14h 照度对动物的生殖生理和行为活动有较大影响 强光长时间照射引起角膜退行性变化,5、噪声60dB以下 音域，人10002000Hz,小鼠10005000Hz。引起小鼠听力性痉挛。对生殖影响较大，如豚鼠流产。引起动

24、物呼吸、心跳、血压、肾上腺皮质激素等生理指标变化。,6、空气洁净状况气体污染，氨14mg/m3 有害气体，氨、甲基硫醇、硫化氢等 颗粒污染，100级，10000级，100000级 美国宇航局标准，每立方英尺空气中直径0.5微米以上粒子的个数。粉尘颗粒，是变应原，还是微生物的主要载体。,7、生物因素动物社会因素和动物饲养密度微生物其它动物实验人员,8、居住因素 包括实验动物室的建筑、饲养笼具、垫料、饮水器和给食器等。,动物试验设施环境指标：以屏障系统小鼠为例温度：2026 换气次数：1020 次/h日温差：3 气流速度：0.10.2 m/s相对湿度：4070%压强梯度：2050 Pa噪声：60d

25、B 空气洁净度：10000级氨浓度：14 mg/m3 落下细菌数：3个/皿照度：（工作）150300 lx（动物）1520 lx昼夜明暗交替时间：12/12或10/14 小时密度（20g):面积0.01m2,高度0.15m,二、实验动物环境设施的分类 实验动物设施根据对饲养动物的空气净化程度分为三类。开放系统(open system)屏障系统(barrier system)隔离系统(isolation system),实验动物中心屏障环境特点：恒温（2026）恒湿（4070）足够的换气次数（1020次/小时）保证有害气体浓度降低到最小正向梯度压差（2050)使屏障外污染源不能进入万级空气洁净度

26、保证空气洁净适合的动物照度(1520)和对时明暗交替（12h/12h)符合动物生活习性。11楼IVC系统为动物提供更好的保护。,第六章 营养控制,实验动物的营养需要,水 碳水化合物 蛋白质 脂肪 矿物质 维生素,表5-2 维生素的生理功能、缺乏症和来源,各种实验动物的营养需要,第七章 常用实验动物,一、小鼠的生物学特性一般特性繁殖特性解剖学特性正常生理生化指标,二、小鼠常用品种、品系,近交系：中国培育的近交系小鼠有：TA1（津白一号）、TA2（津白二号）、615系引进的近交系小鼠有20多种，常用的有4种。C3H小鼠：1975年从美国引进，毛色为野生色C57BL/6小鼠：1975年从日本引进，毛

27、色为黑色BALB/c：Bagg1913年获得小鼠白化株，经近亲繁殖20代以上育成，毛色为白色DBA：分为DBA/1和DBA/2两个品系，1977年由美国实验动物中心引进，毛色均为浅灰色。,远交种（封闭群）,KM种小鼠：我国生产量、使用量最大的远交种小鼠，白色。抗病力和适应力强，繁殖力和成活率高。ICR：1973年由日本国立肿瘤研究所引入我国，白色，其显著特点是繁殖力强。CFW：1973年由日本国日本国立肿瘤研究所引入我国，白色，起源于Webster小鼠，经20代近亲交配后，采用随机交配而成。LACA：1973年由英国实验动物中心引入我国，白色。其实是小鼠改名而成。NIH：由美国国立卫生研究院培

28、育而成，白色。繁殖力强，幼仔成活率高，雄性好斗。,三、小鼠在医学、生物学的应用药物评价和毒性试验肿瘤学、白血病研究病毒、细菌和寄生虫病研究遗传病和遗传学研究免疫学研究计划生育研究（避孕药试验）老年病学研究内分泌疾病的研究其他方面的研究,四、大鼠的生物学特性 五、常用大鼠品种、品系 F344/N大鼠Wistar大鼠SD大鼠SHR/OLa大鼠（自发性高血压大鼠）肥胖症大鼠（Obese Rat）,六、大鼠在医学生物学中的应用药物学研究肿瘤学研究神经、内分泌实验研究营养、代谢性疾病研究行为学的研究老年学和老年病学研究心血管疾病研究消化功能和肝外科研究,七、豚鼠豚鼠的一般生物学特性、食性：草食性，盲肠发

29、达，对霉变饲料敏感、喜群居，居住环境干燥清洁、性情温顺，很少斗殴、机警胆小，嗅觉和听觉发达、对抗生素及有毒物质敏感、体内不能合成Vc,八、地鼠在医学、生物学的应用肿瘤研究生理生殖研究遗传学研究传染病研究牙科研究组织培养研究糖尿病研究营养学研究,九、兔一般生物学特性1、夜行性和嗜眠性。2、草食性动物，对粗纤维的消化能力强，饲料中粗纤维的含量需达到12-15%。3、有食粪性，被称为半反刍动物。,4、听觉和嗅觉都十分灵敏，喜爱幽静和空气新鲜的环境，胆小怕惊。5、对环境影响很敏感，耐寒不耐热，耐干燥不耐潮湿。喜清洁厌污秽6、喜穴居。7、性情温顺但群居性差，同性好斗。8、有啮齿类行为，喜欢磨牙、啃木。9

30、、寿命：715年,在医学生物学中的应用,（一）免疫学研究（二）发热、解热和检查致热原等实验研究（三）生殖生理和避孕药的研究（四）眼科的研究（五）胆固醇代谢和动脉粥样硬化的研究（六）心血管和肺心病的研究（七）皮肤反应试验,十、犬一般生物学特性：1、喜近人，易驯养。2、环境适应能力强，可承受比较冷和热的气候。3、犬习惯不停地运动，故需要一定的活动场地。,4、喜食肉类和脂肪性饲料，饲料中需有一定的动物蛋白质和脂肪。5、正常犬鼻呈油状滋润，人以手背触之有凉感，它能灵敏地反映全身的健康情况。6、智力发达、记忆力强、感情丰富。7、寿命10-20年。,二、在生物医学中的应用,（一）实验外科学（二）基础医学实

31、验研究（三）慢性实验研究（四）药理学和毒理学研究（五）其他,十一、猕猴生物学特点在生物医学研究中的应用（一）生理学研究（二）行为学和神经生物学研究（三）传染病学研究（四）药理、毒理研究（五）器官移植（六）其他疾病,十二、其它实验动物脑基底Willis动脉缺损制备脑梗塞、脑缺血模型：沙鼠红细胞有核的：鸡 小型猪：皮肤和人相似可用作于烧伤敷料治疗猫：血管壁坚韧、血压恒定，心搏力强，适合做血压实验。耐受麻醉与脑破坏手术，适合做神经系统的研究。,第八章 动物实验基本技术和方法,二、抓取和固定,小鼠,三、性别、发情、配种与怀孕鉴定,四、编号和标记,1、染色法：浅色动物 3.5-5苦味酸溶液（黄色）0.5

32、%中性红或碱性品红溶液（红色）2硝酸银溶液（咖啡色，涂后光照10分钟）煤焦油酒精溶液（黑色）龙胆紫溶液（紫色）,3、剪趾法：小型动物,七、给药,1、自动口服：加入饲料或饮水2、投喂药片：掰开口，放到舌根部3、灌胃（i.g)：,八、采血,1、大小鼠：眶静脉丛（窦）：少量多次采大小鼠血。小鼠0.20.3ml，大鼠0.40.6ml摘眼球：用于一次大量采小鼠血，可得到45体重的血量尾静脉：用于少量多次采大小鼠血,第九章 实验动物的选择和利用,实验动物选择基本原则,论文中动物实验的描述,品种、品系的名称微生物质量来源合格证号性别,年龄体重数量实验和饲养环境动物实验处理方式,第十章 人类疾病动物模型,一、

33、定义 人类疾病动物模型(Animal models of human diseases）是指为阐明人类疾病的发生机理及建立预防、诊断和治疗方法而制作的具有人类疾病模拟表现的实验动物,三、人类疾病动物模型的设计原则：一个好的动物模型应具有以下特点1、相似性：动物模型应与相应的人类疾病有类似之处，尽可能再现所要研究的人类疾病的病理变化。2、重复性：理想的模型应是可重复、可标准化的。标准的动物、标准的环境、标准的饲养管理、标准的实验器材、标准的实验操作。3、可靠性：复制模型应特异地、可靠地反映该种疾病或某种机能、代谢、结构变化，同时应具备该种疾病的主要症状和体征，并经受一系列检测得以证实。,4、适用

34、性：复制模型应尽量考虑今后临床能应用和便于控制其疾病的发展，动物背景资料要完整，生命史能满足实验需要。5、易行性和经济性：动物经济而来源充足，便于转运，易于关养。在同等条件下，优先使用标准化的实验动物。6、安全性：动物模型应不对实验人员和其它人员的生命安全产生威胁。,按产生原因分类1、诱发性动物模型（experimental animal model）2、自发性动物模型（spontaneous animal model）3、抗疾病型动物模型（negative animal model）4、生物医学动物模型（Biomedical animal model）,1、诱发性动物模型（experimen

35、tal animal model）又称为实验性动物模型，指通过使用物理、化学、生物等致病手段，人为制造的疾病模型。优点：制作方法简便，实验条件比较简单，其他因素容易控制，短时间内可大量复制。缺点：诱发的疾病模型与自然产生的疾病在某些方面有所不同。而且有些人类疾病不能用人工方法诱发出来。,2、自发性动物模型（spontaneous animal model）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。以肿瘤遗传性疾病居多。优点：是在一定程度上减少了人为的因素，更接近自然的人类疾病。缺点：种类有限，疾病动物饲养条件要求高，发病率

36、低，发病时间长。自发肿瘤模型因动物种系、品种不同，其肿瘤所发生的类型和发病机制有差异。,自发性动物模型应用价值很高，特别是在遗传性疾病、免疫缺陷病、肿瘤等的研究上得到了广泛应用。近几十年来科学界十分重视自发性动物模型的开发。如与人类疾病相似的心脏病的加拿大犬；与儿童碳水化合物、氨基酸代谢失调相似的猫；自发性高血压和脑中风大鼠；青光眼兔；自发性糖尿病地鼠；肥胖症小鼠；裸鼠：肺癌、淋巴肉瘤、白血病等等。,一、消化系统疾病动物模型（1）四氯化碳肝硬化（2）胆石症病动物模型（3）溃疡病动物模型,二、呼吸系统疾病动物模型（1）慢性支气管炎动物模型（2）肺气肿动物模型（3）支气管哮喘模型（4）肺炎动物模型

37、（5）肺结核动物模型,三、心血管系统疾病动物模型（1）动脉粥样硬化动物模型（2）心肌缺血和心肌梗塞动物模型（3）高血压动物模型,四、泌尿系统疾病动物模型（1）IgA肾炎动物模型（2）慢性肾功能衰竭动物模型,五、神经系统疾病动物模型（1）脑血管疾病动物模型（2）癫痫动物模型（3）Parkinson病（PD）动物模型,六、内分泌及代谢性疾病动物模型糖尿病动物模型,传染性疾病动物模型,一、病毒性肝炎动物模型(Animal model of viral hepatitis）（1）狨猴、红面猴、黑猩猩等灵长类动物人工感染人类肝炎病毒。（2）用动物肝炎病毒模拟人类肝炎病毒（鸭肝炎病毒DHBV、旱獭肝炎病毒

38、WHV）（3）转基因动物模拟人类肝炎,二、SARS感染动物模型恒河猴和食蟹猴等灵长类动物接种SARS病毒，可以引起所有实验猴发生间质性肺炎其病理学改变与人类感染SARS病毒后肺部病变近似，但病变的严重程度比较人类轻得多,第十一章 免疫缺陷动物,免疫缺陷动物（Immunodeficient animal）是指由于先天性遗传突变或用人工方法造成一种或多种免疫系统组成成分缺陷的动物。,一、裸小鼠（Nude mice):无毛，无胸腺二、裸大鼠（Nude rat)：无毛，无胸腺三、性链锁免疫缺陷小鼠（X-linked immunedeficency mouse,XID)：B细胞功能缺陷四、Beige(b

39、g)小鼠：NK细胞活性缺陷的突变系小鼠五、严重联合免疫缺陷小鼠（Severe combined immunodeficient mice,SCID小鼠）六、Motheaten小鼠：严重联合免疫功能缺陷，T、B、NK功能受损七、人工培育的先天联合免疫缺陷小鼠（BNX小鼠）八、显性半肢畸形小鼠（Dominant hemimelia mice)（杂合子缺脾脏）,裸小鼠SCID鼠BNX鼠的应用人体肿瘤移植瘤模型的建立方法和影响因素,第十二章 实验动物胚胎工程,胚胎移植的概念和操作过程,第十三章 转基因动物及其它基因工程动物,转基因动物的概念,转基因动物是指染色体基因组中整合有外源基因，并且外源基因能遗

40、传给后代。,生物医学研究的层次,个体水平器官水平细胞水平亚细胞水平分子水平,转基因动物在生命科学研究中的意义,基因的表达和调控机理的阐明只有在活体内通过整体动物的研究才能达到；转基因动物是生物医学研究、新药开发、毒理学/安全性评价的重要工具；转基因动物是通过导入感兴趣的基因，建立量体裁衣的独特动物模型来回答特殊的生物学问题。,转基因动物在生命科学研究中的意义,制作转基因动物的过程从设计转基因构件 转基因动物的鉴定和种系维持,转基因动物研究中出现的问题,1.制作转基因动物效率极低 这是目前几乎所有从事转基因动物研究的实验室都面临的问题，也是制约这项技术广泛应用的关键。总体上讲，实验动物转基因阳性

41、率高于大家畜。以显微注射法产生转基因动物为例，一则统计资料表明，小鼠转基因阳性率为2.6%，大鼠为4.4%，兔子为1.5%，牛为0.7%，猪为0.9%，绵羊为0.9%。在这个问题上我们认为显微注射造成胚胎的机械损伤导致胚胎死亡是其中一个极其重要的原因。,2.难以控制转基因在宿主基因组中的行为 转基因在宿主基因组中的插入是随机的，这种行为可能导致内源基因的破坏或失活，也可能激活正常情况下处于关闭状态的基因。其结果便导致转基因阳性个体出现不育、胚胎死亡、四肢畸形，足趾相连等异常现象。,3.大部分转基因表达水平极低，而极少部分转基因表达水平过高 由于前面所说的位点效应的影响，大部分转基因(尤其是cD

42、NA)表达水平低得难以检测，而个别转基因的表达水平又太高。如Wright等制作的转ha1-AT基因绵羊，其中一只转基因羊在产羔后泌乳时，乳汁中ha1-AT的水平高达60g/L，泌乳中期乳汁的ha1-AT水平仍维持在3 5 g/L，外源基因的这种高水平表达是宿主动物难以承受的。,4.阳性转基因动物筛选不易 由于大动物的妊娠期较长，所育子代数目有限，所以给筛选带来很大的困难。现在，一般采用PCR法和Southern杂交法对含有外源DNA的受精卵进行整合率的检测。,5.一些环境和社会安全问题 通过人工对生物甚至人的基因进行相互转移，转基因生物已经突破了传统的界、门的概念，具有普通物种不具备的优势特征

43、，通过基因漂移，会破坏野生近缘种的遗传多样性。另外对人体健康也有威胁和影响，如转入的生长激素类基因就有可能对人体生长发育产生重大影响。为了预防和控制转基因生物可能产生的不利影响，联合国于2000年通过了卡塔赫纳生物安全议定书。,基因敲除动物的概念和制作过程,基因敲除（knock out）又称基因剔除或基因定位突变，它是应用一段外源DNA，利用同源重组（homologous recombination）的原理使ES细胞带有这段外源DNA，同时与外源DNA相对应的正常基因失活，把带有外源DNA的ES细胞导入小鼠，建立基因敲除小鼠，来观察与外源DNA相对应的正常基因失活、不表达的情况下会对动物个体产生哪些影响。,图5-5 基因剔除技术图线图,