實驗動物遺傳質(zhì)量控制

實驗動物遺傳質(zhì)量控制康愛君北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部實驗動物科學(xué)部10/6/2023實驗動物按遺傳特點分類*近交系(inbredstrain)封閉群(closedcolonyoroutbredstock)雜交群(hybridstrain)10/6/2023一、近交系*

inbredstrain

1.定義

經(jīng)過連續(xù)20代以上的全同胞兄妹交配（或者親代與子代交配）培育而成，近交系數(shù)應(yīng)大于99%，品系內(nèi)所有個體都可追溯到起源于第20代或以后代數(shù)的一對共同祖先，該品系稱為近交系。10/6/20232、近交系動物的特點近交系動物個體有98.6%的遺傳位點是純合的，個體間遺傳差異小。不同近交系之間由于近交而固定的基因不同，遺傳差異很大。每個近交系都有各自特有的遺傳組成和生物學(xué)特性，且在長期傳代和世界各地分布后保持不變。10/6/20233、命名方法：*近交系一般以大寫英文字母或大寫英文字母加阿拉伯?dāng)?shù)字命名。BALB,DBA,TA1,C3H等。一些歷史較長，已經(jīng)廣泛使用并獲得認(rèn)可的品系除外，如129等。10/6/2023近交系的近交代數(shù)用大寫英文字母F表示。例如當(dāng)一個近交系的近交代數(shù)為57代時，寫成（F57）。10/6/2023亞系（Substrain)1.定義由同一個近交系分離出來的具有各不相同特性的品系，稱為原品系的亞系。10/6/20232.亞系（Substrain）的形成

㈠在兄妹交配代數(shù)達(dá)40代以前形成的分支（即分支發(fā)生于F20到F40之間）。此時形成分支的主要原因是殘留雜合（Residualheterozygosity）；㈡一個分支與其它分支分開繁殖超過100代。此時突變是亞系分化的主要原因；㈢已發(fā)現(xiàn)一個分支與其它分支在遺傳上差異。產(chǎn)生這種差異的原因可能是殘留雜合、突變或遺傳污染（Geneticcontamination）。10/6/20233.命名在品系名稱后加一道斜線（/），斜線后標(biāo)明亞系的符號，亞系的符號可以是以下三種：

10/6/2023

a)

數(shù)字，如DBA/1、DBA/2等。

b)

培育或產(chǎn)生亞系單位或人的縮寫英文名稱，第一個字母用大寫，以后的字母用小寫。使用縮寫文名稱應(yīng)注意不要和已公布過的名稱重復(fù)。例如：A/He，表示A近交系的Heston亞系；CBA/J，表示由美國杰克遜研究所保持的CBA近交系的亞系。

10/6/2023

c)

當(dāng)一個保持者保持的一個近交系具有兩個以上的亞系時，可在數(shù)字后再加保持者的縮寫英文名稱來表示亞系。如：C57BL/6J，C57BL/10J分別表示由美國杰克遜研究所保持的C57BL近交系的兩個亞系。

d)

作為以上命名方法的例外情況是一些建立及命名較早，并為人們所熟知的近交系，亞系名稱可用小寫英文字母表示，如BALB/c、C57BR/cd等。10/6/2023由于遺傳污染形成的亞系，通常與原品系之間遺傳差異較大，因此對這樣形成的亞系應(yīng)重新命名。例如由GLaxo保持的A近交系在發(fā)生遺傳污染后，重新命名為A2G。

10/6/2023有些近交系的不同亞系之間遺傳差異較大，對實驗處理的反應(yīng)不同，在實驗報告或論文中應(yīng)注明所使用的亞系名稱。10/6/2023近交系縮寫名稱

C57BL/6B6BALB/ccDBA/2D2C3HC3

10/6/2023近交系動物的應(yīng)用實驗組和對照組都只需少量動物。動物個體之間組織相容性一致，異體移植不產(chǎn)生排斥反應(yīng)。是比較遺傳學(xué)、生理學(xué)和胚胎生物學(xué)研究的實驗材料。腫瘤學(xué)模型10/6/2023特殊近交系重組近交系（RecombinantInbredstrain）和重組同類系（RecombinantCongenicstrain）同源突變近交系（Coisogenicinbredstrain）同源導(dǎo)入近交系（Congenicinbredstrain）10/6/2023重組近交系（RI）

定義：由兩個近交系雜交后，經(jīng)連續(xù)20代以上兄妹交配育成的近交系命名：由兩個親代近交系的縮寫名稱中間加大寫英文字母X命名。

10/6/2023重組同類系（RC）

定義：由兩個近交系雜交后，子代與兩個親代中的一個進(jìn)行數(shù)次回交（通?；亟?次），通過不對特殊基因進(jìn)行選擇的近親交配而育成的近交系。重組同類系是廣義的重組近交系。命名：由兩個親代近交系的縮寫名稱中間加小寫英文字母c命名，用其中做回交的親代近交系（稱受體近交系）在前，供體近交系在后。10/6/2023同源突變近交系

（Coisogenicinbredstrain）

定義：指兩個近交系，除了一個指明位點等位基因不同外，其它遺傳基因全部相同的品系。同源突變近交系和原近交系的差異只是發(fā)生突變的基因位點上帶有不同的基因，而其它位點上的基因完全相同。

命名：同源突變近交系由發(fā)生突變的近交系名稱后加突變基因符號（用英文斜體印刷體）組成，二者之間以連接號分開，如：DBA/Ha-D。10/6/2023同源導(dǎo)入近交系

（Congenicinbredstrain）

定義：通過雜交-互交（Cross-intercross）或回交等方式將一個基因?qū)氲浇幌抵?，由此形成的一個新的近交系與原來的近交系只是在一個很小的染色體片段上的基因不同，簡稱同源導(dǎo)入系或同類系。命名：10/6/2023同源導(dǎo)入系名稱由以下三部分組成：⑴接受導(dǎo)入基因的近交系名稱；⑵提供導(dǎo)入基因的近交系的縮寫名稱，并與a之間用英文句號分開；⑶導(dǎo)入基因的符號(用英文斜體)，與b之間以連字符分開。例如：B10.129-H-12b表示該同源導(dǎo)入近交系的遺傳背景為C57BL/10sn(=B10)，導(dǎo)入B10的基因為H-12b，基因提供者為129/J近交系。10/6/2023同源導(dǎo)入系與同源突變近交系的不同之處在于與原來近交系相比較，前者是一個染色體片段的差異，后者是一個位點上單個基因的差異。10/6/2023同源導(dǎo)入系與同源突變近交系的應(yīng)用①在同一遺傳背景下比較某基因位點上不同等位基因的遺傳效應(yīng)。例如，小鼠的不同組織相容性基因（H-2系統(tǒng)）對免疫反應(yīng)、動物壽命和繁殖有不同的影響；②在不同遺傳背景中，研究同一基因與遺傳背景及其它基因的關(guān)系。例如不同遺傳背景小鼠對糖尿病基因（db）的表達(dá)有一定的影響；10/6/2023同源導(dǎo)入系與同源突變近交系的應(yīng)用③清除雜合遺傳背景對某些突變基因表達(dá)的影響，以獲得更為穩(wěn)定的實驗動物模型。例如，在雜合背景的小鼠群中發(fā)現(xiàn)裸基因（nu），導(dǎo)入近交系后，就能獲得重復(fù)性更好的免疫和腫瘤研究模型；④對復(fù)雜的多基因性狀進(jìn)行遺傳分析。例如小鼠組織相容性性狀是由多個位點上的基因所決定。10/6/2023近交系動物的繁殖方法選擇近交系動物繁殖方法的原則是保持近交系動物的同基因性及其基因純合性。10/6/2023引種

作為繁殖用原種的近交系動物必須遺傳背景明確，來源清楚，有較完整的資料（包括品系名稱、近交代數(shù)、遺傳基因特點及主要生物學(xué)特征等）。引種動物應(yīng)來自近交系的基礎(chǔ)群（foundationstock）。

10/6/2023近交系動物的繁殖可分為基礎(chǔ)群（foundationstock）、血緣擴大群（pedigreeexpansionstock）和生產(chǎn)群（productionstock）。當(dāng)近交系動物生產(chǎn)供應(yīng)數(shù)量不是很大時，一般不設(shè)血緣擴大群，僅設(shè)基礎(chǔ)群和生產(chǎn)群。

10/6/2023基礎(chǔ)群

設(shè)基礎(chǔ)群的目的，一是保持近交系自身的傳代繁衍，二是為擴大繁殖提供種動物。

a)

基礎(chǔ)群嚴(yán)格以全同胞兄妹交配方式進(jìn)行繁殖。

b)

基礎(chǔ)群應(yīng)設(shè)動物個體記錄卡（包括品系名稱、近交代數(shù)、動物編號、出生日期、雙親編號、離乳日期、交配日期、生育記錄等）和繁殖系譜。

10/6/2023c)

基礎(chǔ)群(包括血緣擴大群)動物不超過5～7代都應(yīng)能追溯到一對共同祖先。10/6/2023血緣擴大群

血緣擴大群的種動物來自基礎(chǔ)群。

a)血緣擴大群以全同胞兄妹交配方式進(jìn)行繁殖。

b)血緣擴大群應(yīng)設(shè)個體繁殖記錄卡。

c)血緣擴大群動物不超過5～7代都應(yīng)能追溯到其在基礎(chǔ)群的一對共同祖先。10/6/2023生產(chǎn)群

設(shè)生產(chǎn)群的目的是生產(chǎn)供應(yīng)實驗用近交系動物，生產(chǎn)群種動物來自基礎(chǔ)群或血緣擴大群。

a)

生產(chǎn)群動物一般以隨機交配方式進(jìn)行繁殖。

b)

生產(chǎn)群動物應(yīng)設(shè)繁殖記錄卡。

c)

生產(chǎn)群動物隨機交配繁殖代數(shù)一般不應(yīng)超過4代。

10/6/2023二、封閉群

closedcolonyoroutbredstock1.定義以非近親交配方式進(jìn)行繁殖生產(chǎn)的實驗動物種群,在不從外部引入新個體的條件下,至少連續(xù)繁殖4代以上,稱為一個封閉群,或叫遠(yuǎn)交群。10/6/20232.命名方法封閉群由2-4個大寫英文字母命名,種群名稱前標(biāo)明保持者的英文縮寫名稱,第一個字母須大寫,后面字母小寫,一般不超過4個字母。保持者名稱與種群名稱之間用冒號分開。10/6/2023N:NIH美國國立衛(wèi)生研究院（N)保持的NIH封閉群小鼠Lac:LACA英國實驗動物中心（Lac)保持的LACA封閉群小鼠10/6/2023

某些命名較早，又廣為人知的封閉群動物，名稱與上述規(guī)則不一致時，仍可沿用其原來的名稱。如：Wistar大鼠封閉群，日本的ddy封閉群小鼠等。10/6/2023**把保持者的縮寫名稱放在種群名稱的前面，二者之間用冒號分開，是封閉群動物與近交系動物命名中最顯著的區(qū)別。

除此之外，近交系命名中的規(guī)則及符號也適用于封閉群動物的命名。10/6/20233、封閉群的特征及應(yīng)用遺傳組成具有很高的雜合性，可用于對某些性狀遺傳力的研究。具有類似于人類群體遺傳異質(zhì)性的遺傳組成，在人類遺傳研究、藥物篩選、和毒性試驗等方面起著不可替代的作用。10/6/2023具有較強的繁殖力和生活力，對疾病抵抗力強，壽命長，生產(chǎn)成本低，廣泛應(yīng)用于預(yù)實驗、學(xué)生教學(xué)等實驗中。突變種所攜帶的突變基因通常導(dǎo)致動物在某方面的異常，從而成為生理學(xué)，胚胎學(xué)和醫(yī)學(xué)研究的模型。10/6/2023封閉群動物的繁殖方法

選擇封閉群動物繁殖方法的原則是盡量保持封閉群的動物的基因異質(zhì)性及多態(tài)性，避免近交系數(shù)隨繁殖代數(shù)增加而過快上升。

10/6/20232.1引種

作為繁殖用原種的封閉群動物必須遺傳背景明確，來源清楚，有較完整的資料（包括品系名稱、近交代數(shù)、遺傳基因特點及主要生物學(xué)特征等）。

為保持封閉群動物的遺傳異質(zhì)性及基因多態(tài)性，引禍動物數(shù)量要足夠多，小型嚙齒類封閉群動物引種數(shù)目一般不能少于25對。

10/6/20232.2繁殖

為保持封閉群動物的遺傳基因的穩(wěn)定，封閉群應(yīng)足夠大，并盡量避免近親交配。根據(jù)封閉群的大小，選用循環(huán)交配法等方法進(jìn)行繁殖。10/6/2023A1

基本要求保持封閉群條件、無選擇、以非近親交配方式進(jìn)行繁殖，每代近交系數(shù)上升不超過百分之一。A2

方