重点-医学实验动物学

医学实验动物学(名解、选择、判断、问答)

第一章 绪论

1.实验动物(Laboratory animal)

实验动物：经人工培育，对其携带的微生物及寄生虫实行控制，遗传背景明确或来源清楚，

用于科学研究、教学、生物制品或药品鉴定以及其它科学实验的动物。

实验用动物：用于实验的动物的统称，它包括实验动物、家畜、家禽和野生动物。实验动物

来源于野生动物或家畜家禽，但又不同于野生动物和家畜家禽。

2.范畴：包括实验动物和动物实验两大部分。

①实验动物遗传学；②实验动物生物学；③实验动物生态学； ④实验动物医学；⑤实验动物比较医学；⑥实验动物方法学 第四章 实验动物环境控制(环境设施及控制) 1.环境设施分类(3个系统)

①隔离系统：以隔离器为主及其它附属装置组成的饲养系统，送入空气洁净度为100级。 ②屏障系统：设有恒温、恒湿、除菌换气系统的相对封闭环境，空气洁净度达1000级，室

内保持正压，有严格的微生物控制。

③开放系统：饲养室与外界相通，无空气净化装置。

2.环境控制：①人员管理；②物品控制；③环境设施监护；④设施运行与管理 第五章 实验动物遗传分类和应用 一、近交系基本特点 (一)概念

1.近交：群体中有意识地选用遗传学上血缘关系较近的雌雄个体，既有共同祖先的个体(兄

妹,父女,母子)之间进行交配。

作用：种群接近纯和。

培养近交系必须手段，以兄妹交配为多。 2.近交类型

纯交：相同基因型个体(AA×AA；aa×aa) 回交：纯合子和杂合子(AA×Aa→AA,Aa)

互交：相同杂合子(Aa×Aa→1/2Aa,1/4AA,1/4aa) 3.近交引起变化

近交衰退：生长，成活，生育，抗病，适应性减退 原因：隐性有害基因暴露，破坏多基因平衡

育成的近交系，为保持遗传特点，必须继续近交，并不得有遗传漂变，突变和遗传污染发生。 4.近交程度：群体内个体之间的关系

(1)近交系数：根据近亲交配的世代数，将基因的纯化度用百分比来表示。

即群体中某个体通过遗传携带两个同源等位基因的概率。 Fx=∑〔(1/2) n1+n2+1 (1+Fa)〕

A：父系和母系的共同祖先；n1：父系中A至X的世代数； Fa：A的近交系数； n2：母系中A至X的世代数。

(2)血缘系数(Rxy)：群体中个体之间基因的相似程度。

同卵双生Rxy：100%；亲子Rxy：50%；近交系Rxy几达100% (实际为99.6%) (二)近交系动物

1.近交系：至少经过20代以上连续全同胞或亲子交配，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。近交系数达98.6%以上。

不同近交系：近交而固定的基因不同，遗传差异很大。

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2.亚系和支系

(1)亚系(Substrain)的形成：近交系由于残余杂合性和突变而导致部分遗传组成的改变； 指一个近交系内各个分支的动物之间，已发现或十分可能存在遗传差异。 分化原因：①F20--F40之间：残留杂合子

②一个分支与其他分支分开繁殖超过100代：突变为分化原因

③已发现一个分支与其他分支存在遗传差异：残留杂合子，突变，污染

(2)支系(Subline)的形成：近交系或亚系内部，由于非常可能存在环境，母方或细胞的差异。 原因：①引种到另一实验室；②技术处理：受精卵或胚胎移植(e)，人工喂养(h)，卵巢移

植(o)，冷冻保存(p)，人工代乳(fh)，代乳(f)。

3.近交系特征：①基因位点纯合性；②遗传组成同源性；③表型一致性；④长期遗传稳定性；

⑤遗传特征的可分辨性；⑥遗传组成的独特性(个体性)；⑦敏感性；⑧近交衰退；⑨分布广泛性；⑩背景资料和数据的完整性。

(三)近交系分类及应用

1.普通近交系(Inbred strain animals)

①个体极为一致，实验反应一致：动物用量少 ②组织相容性抗原一致：移植实验 ③明显生物学特点：隐性基因暴露 ④遗传分析：多个近交系对比使用

2.重组近交系(Recombinant inbred strain, RI)：由两个无血缘关系的近交系杂交后，得到F2代，分组分别经20代以上的兄妹交配而育成的近交系系列动物。(祖系：提供亲代的两个近交系) (1)与杂交F1代遗传组成不同：①遗传成份限于祖系，但不均等；②高度纯合性；③基因重组。 (2)应用：

①分离分析：性状的遗传性和遗传规律 ②连锁分析：基因定位

③功能分析：分析单基因多效性或决定基因型和表型的关系

3.同源突变近交系(Coisogenic inbred strain)：指两个近交系，除了一个指明位点等位基因不同外，其它遗传基因全部相同的品系。更注重突变基因的研究。

4.同源导入近交系(Congenic inbred strain)：通过杂交---互交或回交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的染色体片段上的基因不同，简称同源导入系或同类系。(配系,供系；乘客基因)

5.同源分离近交系(Segregating inbred strain)：在培育近交系的同时，采取一定的交配方法，迫使个别基因位点上的基因处于杂合状态。其与突变系区别：仅培育方法不同。 同源近交系应用：

①同一遗传背景：比较某基因位点上不同等为基因的遗传反应 ②不同遗传背景：同一基因与遗传背景及其它基因关系 ③获得更穏定动物模型：裸鼠 ④多基因性状分析

二、近交系命名：国际上统一规定，由国际实验动物协会(ICLA)负责 1.普通近交系

①用1-4个大写英文字母表示：A，DBA ②大写字母为首，结合数字：C3H，C57BL ③非正规的命名：广泛认同129，615

④近交代数：F表示A(F78)，AKR(F?+12) ⑤优先权，符号书写要全

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2.重组近交系

祖系中间加大写X：AKRXC57BL/6

简写：AKRXB-2；AKRXB-3 不明确，易混淆 3.同源突变近交系

名称加连字号和基因符号(斜体书写)---C57BL/6J-bg 杂合状态：用“+”代表野生型基因---C57BL/6J-bg/+ 纯合状态：C57BL/6J-bg/bg

M表示突变代数：C57BL/6J-bg(F58+M+F20) 4.同源导入近交系

品系名称(或缩写)后加“.”和供系品系再加连字号和目的基因符号B6.129-H-2b 如供体不是近交系可省略 BALB/c-nu/nu；BALB/c-nu/+ 5.同源分离近交系

品系后加连字号和杂合基因符号 DW-dw/+ 表示 dw位点上是杂合

代数：括号内加FH和数字 DW-dw/+(FH27) 6.亚系的命名

①名称加研究人员或机构名称

A/He He:Heston博士；C57BL/6J J(Jax):Jakson实验室 ②亚系符号：数字或小写字母

A/HeCrgl/1 A/HeCrgl/2；C57BR/a C57BR/cd 7.支系的命名

①技术处理：名称加小写字母 如C3HfC57BL；C57BL/6peCBA/N

奶母代乳f，人工喂养h，卵巢移植o，受精卵或胚胎移植e，人工代乳fh，冷冻保存p ②去除或植入病毒：植入+，去除- 如C3H/He-MTV+；C3H/He-MTV- ③引种到另一单位：加斜线或双斜线 如C57BL/6J/Lac；C57BL/6J//Lac

实际中直接写缩写符号：C57BL/6Jlac 封闭群

群体：生物的一个种，亚种，变种，品系或其它类群的所有成员之和。其遗传差异取决于基

因频率，物种只有以群体方式生存，才能存在与发展。

封闭群(Closed colony)：是以非近亲交配方式进行繁殖生产的一个种群，在不从外部引入新

的血缘条件下，至少连续繁殖4代以上。每代近交系数F增加量少于1%，即ΔF<1%。 1.封闭群分类：

①远交种：一个长期与外界隔离，雌雄个体之间能够随机交配的动物群。其遗传组成接近

于自然状态下的动物群体结构。 非近交系，随机交配品系：祖代来自近交系 有效群体量：Ne?14NmXNf F?

2NeNm?Nf②突变种：携带个别突变基因的封闭群。

突变基因形式：纯合或杂合存在 2.特点及应用：

①遗传组成有很高的杂合性：生产基础群、遗传力研究、药理学研究 ②繁殖力和生活力较强：大量供应教学 ③携带有大量隐性基因：模型动物

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3.命名

①历史原因已广泛使用：New zealand兔；Wistar 大鼠；ddy小鼠；Hartley豚鼠 ②一般用2-4个大写字母：SD；ICR；NIH

③培养者或保持者：前面加一个大写字母和1-3个小写字母 N:NIH；Lac:LACA ④突变种：后加连字号和基因符号(斜体) N:NIH-nu/nu 杂交一代动物 1.概念

杂交一代动物(F1-Hybrid)：由二个不同近交杂交所生的第一代动物。 遗传均一，表型相同 父系： 母系： 2.特点及应用

①遗传和表型一致性；②杂交优势；③遗传组成的杂合性；④同基因性：BALB/cXCBA；⑤两个亲本互交，能表达所用品系性别，如C3HXIF1；NZBXNZWF1 3.命名方法

习惯写法：母系X父系F1 如C57BL/6XDBA/2F1 →B6D2F1

B6D2F1与D2B6F1区别：①Y染色体；②母性因素：细胞质成分，子宫环境，母乳 第六章 微生物控制及等级分类 据微生物净化程度，我国分为四类。

一、实验动物的等级分类：①普通动物；②清洁级动物；③无特殊病原体动物；④无菌动物 ①普通动物：是在微生物学控制上要求最低的动物，要求不携带人兽共患病和动物烈性传染

病的病原。饲养于开放系统。(Conventional animals, CV)

②清洁级动物：除普通动物应排除的病原外，不携带对动物危害大和对科学研究干扰大的病原。

饲养于屏障系统或IVC系统中。(Clean animals, CL)

③无特殊病原体动物：指动物体内无特定的微生物和寄生虫存在，但带有非特定的微生物和

寄生虫的动物。除了普通动物和清洁级动物应排除的病原外，不携带主要潜在感染或条件致病和对科研实验干扰大的病原。来源于无菌动物。饲养在屏障系统或IVC系统中。(Specific pathogen free animals,SPF动物) ④无菌动物：用现有的检测技术在动物体内外的任何部位均检不出任何活的微生物和寄生虫

的动物。无菌动物必须是生来就是无菌的。饲养于隔离系统。(Germfree animals,GF) ⑤悉生动物(Gnotobiotic animals,GN)：指在无菌动物体内植入已知微生物的动物。又称已知

菌动物或已知菌丛动物。饲养于隔离系统。分为单菌(Monoxenie)，双菌(Dixenie)，三菌(Trixenie)，多菌(Polyxenie)动物。

二、微生物控制

1.病毒感染：鼠痘病毒、仙台病毒、鼠肝炎病毒、细小病毒，兔出血症病毒等 ?鼠痘病毒(MPV)危害性：

脱脚病(Ectromelia)：四肢，尾和头部肿胀，溃烂，坏死，甚至脚趾脱落。 小鼠的烈性传染病。致病性强，全身感染，爆发流行，传播快，病死率高。 急性：突然死亡，使实验中断。

慢性：全身症状，实验结果混乱。污染环境，广泛传播。

隐性：无临床症状，但实验因素：实验性结核，X射线，化学毒素，组织移植，肿瘤，运

输等可激活病毒而流行。

大剂量内毒素或脾切除，可改变吞噬细胞的反应，降低吞噬细胞功能，增加易感性。

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?仙台病毒危害性：

免疫干扰：严重影响体液和细胞介导的免疫应答。

致瘤作用干扰：感染后遗留的组织学改变酷似浸润性肺癌，易误诊。抑制氨基甲酸乙酯诱发肺腺瘤。 感染DBA/2小鼠，白血病病毒不能在脾内复制，不发生白血病。 生殖影响：对着床前受精卵及早期胚胎具有亲噬性，使胚胎死亡。

妊辰：4-5天，胚胎吸收。11-12天，妊期延长，产后24小时内乳鼠死亡率升高。 全身症状：类似感冒，打“呼噜”。

被毛粗乱，弓背，发育迟缓，体重下降，易继发支原体感染。主要引起呼吸道疾病，肺炎，还可引发全身感染。传播快，流行广，呈急性肺炎变化。 仔鼠，幼鼠发病。成年鼠呈隐性感染。 ?鼠肝炎病毒(Mouse hepatitis virus)

病原体：冠状病毒。近似球形的囊膜RNA病毒。直径60-160nm，长约12nm。

核酸为不分段单股RNA。可在小鼠原代巨噬细胞上生长。对理化因子抵抗力弱，对脂溶剂，紫外线均敏感。 诊断：血清学，酶联免疫和免疫荧光法较灵敏。

a.大多呈亚临床或隐性感染：应激，混合感染，可发生急性致死性病变。一般症状为抑郁倦怠，营养不良，体重减轻，尿色变深。 急性型：乳鼠(3-4w;8-9w)

①嗜肝型：肝坏死，黄疸，腹水。

②嗜神经型：中枢神经系统坏死，导致后肢松弛麻痹，也可见惊厥和旋转，结膜炎。 ③嗜肠型：肠内壁损伤，内容物水样黄色黏液，有时肠内出血，粘连，坏死。 b.主要影响免疫应答参数 c.酶系统改变

d.裸鼠感染：可作“哨兵” ?细小病毒

危害：有严格的宿主专一性。 ①兔出血症病毒(兔瘟)

急性发病，爆发流行，死亡率高。 侵袭青壮年兔群：60日龄以上。

症状：(超急性，急性，慢性)多饮多尿，精神萎顿，食欲减退废绝，呼吸急促，体温41℃以

上，濒死有神经症状，天然孔流淡红色液体。 脏器广泛出血，瘀血，血液凝固不良。

气管：多量血色泡沫液体，鼻腔喉头气管黏膜淤血出血。 肺：高度淤血，水肿，散在出血点或弥漫性出血斑。

肝脏：淤血肿大，质脆，土黄色，有淡黄色或灰白色条纹与坏死灶，小叶间质增宽。 脾：淤血肿大，边缘钝圆，蓝紫色，个别有灰黄色坏死区。 肾脏：淤血肿大，暗红色，散在出血点或灰白，灰黄色坏死区。 胃，大小肠：黏膜脱落。散在出血点和淤血块。

②大小鼠：有高度抗癌特异性。对肿瘤研究造成干扰。 ③犬：急性出血性肠炎

2.细菌感染：沙门氏菌，泰泽氏菌等。

沙门氏菌：①爆发型：4-5天内大批死亡。

②亚急性型：行为呆滞，腹泻。7-10天死亡。

③慢性型：下痢为主要症状，哺乳期小鼠发病率高达70%。 BALB/c敏感；CDF1不敏感

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㈡肿瘤动物模型：裸鼠移植瘤模型；近交系自发性肿瘤 近交系自发性肿瘤

1.C57BL/6J：黑色。低发乳腺癌，致癌剂难以致癌。对放射性耐受性强，眼畸形，口唇裂(考的松诱导)发生率为20%。淋巴细胞性白血病6%。新生仔中♀16.8%，♂3%为小眼或无眼症。0.6%后肢多趾症。对脱脚病有一定抗性，对百日咳易染因子敏感。对结核杆菌有耐受性，嗜酒。 应用：肿瘤学，生理，免疫，遗传工程，为突变基因提供遗传背景。

2.A和A/He：白化。乳腺癌：中等：雄性6%，雌性30-50%(32%，非生育26%)。 肺肿瘤发病率高。对麻疹病毒高度敏感。老年有肾病。

3.BALB/c：乳腺癌发病率低，MTV诱发增高。肺癌：雌性26%，雄性29%。 35%动物20-21月龄有自发性单克隆B细胞肿瘤。常有动脉硬化症，血压较高，老年雄性多有心脏损害。对辐射极敏感，对弓形虫易感。

应用：肿瘤，免疫，生理，核医学。单克隆抗体研究，杂交瘤生产。

4.C3H/He：野生色。乳腺癌发病率97%，防护条件下为7%。对致肝癌物质感受性强。 14月龄雄性肝癌自发率85%。对狂犬病毒敏感，对炭疽杆菌有抵抗力。 应用：用于免疫，肿瘤，生理和核医学的研究。 5.DBA：浅灰色。一年以上雄性乳腺癌约75% 。 DBA/2：雌性31%，经产66%。育成雄30%。 白血病：雌性6%，雄性8%。

听源性癫痫：35日100%，55日后5%。

对结核杆菌，鼠伤寒沙门杆菌敏感。对疟原虫有一定抗性。老年雄鼠有钙沉着。产仔数少，不易哺育。 应用：主要用于肿瘤学，微生物学研究。

6. 615：深褐色。肿瘤自发率10-20%，雌性为乳腺癌，雄性为肺癌。对津638白血病病毒敏感。 7. 129/Sv-ter/+亚系：灰野生色。睾丸畸胎瘤自发率为30%，多发生怀孕第12-13天。 常用于遗传工程小鼠的研究。 ㈢各系统常见的动物模型

①神经系统：大鼠脑卒中，兔脑积水，大鼠囊状动脉瘤 ②心血管：动脉粥样硬化，心肌缺血和心肌梗塞，高血压 ③呼吸：肺动脉高压，慢性支气管炎，肺炎 ④消化：胰腺炎，豚鼠溃疡性结肠炎，肝 ⑤泌尿：肾小球肾炎 ⑥内分泌与代谢：糖尿病 第九章 免疫缺陷动物

免疫缺陷动物：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、免疫缺陷动物分类： Ｔ淋巴细胞、Ｂ淋巴细胞、ＮＫ细胞功能缺陷动物，联合免疫缺陷动物，获得性免疫缺陷动物。 二、免疫缺陷动物特点

1.裸小鼠：先天性无胸腺，无毛；隐性突变基因在11号染色体上；一个基因两种表现；已

导入到不同的遗传背景；体液免疫正常。

?生物遗传特点：①无毛；②寿命短，死亡率高；③发育不良，新生鼠生长明显迟缓；

④繁殖能力差：♀nu/+×♂nu/nu；⑤有肝脏疾病。

?免疫学特征：①先天性胸腺缺失；②胸腺依存免疫功能(T细胞)丧失；③B细胞生理功能正常，T细胞依存性B细胞功能底下；④巨噬细胞活性比对照组(nu/+)高；⑤NK细胞在弱阳性细胞中可能有T前驱细胞。

?应用：①微生物；②免疫学；③寄生虫；④遗传学；⑤临床医学：肿瘤学，皮肤病，异种移植。

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2.裸大鼠：一般特征与裸小鼠相似；躯干部仍有稀少被毛；易患呼吸道疾病。 3.性连锁免疫缺陷小鼠(XID)

B淋巴细胞缺陷，xid基因位于X性染色体上；起源于CBA/N品系；临床表现为免疫球蛋白缺失，无丙种球蛋白，细胞免疫正常，体液免疫异常；血清中IgM，IgG3底下；xid/xid♀，xid/Y♂对II型抗原无体液免疫反应，对B细胞分裂素缺乏反应。 应用：B淋巴细胞的发生，功能与异质性理想模型

病理与人类Bruton丙球蛋白缺乏症和Wzeskott-Aidsch综合症相似

4.Beige小鼠：①NK细胞活性缺陷；②隐性突变基因bg位于第13号染色体上；③纯合体小

鼠bg/bg：被毛完整，毛色变浅。粒细胞趋化性和杀菌活性降低，溶酶体功能缺陷，对各种病原因子较敏感。④繁殖方式为纯合子。

5.严重联合免疫缺陷(SCID)小鼠：

①C.B-17近交系小鼠；②隐性突变基因scid在16号染色体上；③T，B细胞大大减少，临床表现为低球蛋白血症，低淋巴细胞血症；④细胞和体液免疫功能均缺失，但巨噬细胞和NK细胞功能未受影响；⑤有渗漏现象：主要与DNA修复，抗原刺激，年龄品系，饲养环境有关；⑥饲养繁殖：SPF环境，两性均可生育，每胎产子3-5只。

应用：①免疫细胞分化和功能研究；②异种免疫功能重建；③人类自身免疫性疾病及免疫

缺陷性疾病；④病毒学；⑤肿瘤学；⑥人单克隆抗体生产。 6.猴获得性免疫缺陷综合症模型(SAIDS)

免疫学特征：体液和细胞免疫功能降低，淋巴细胞减少，楯环性T淋巴中T4和T8的比例明显低于正常 临床表现到病原学与人类AIDS很相似：全身淋巴腺病，反复腹泻，消瘦等。 应用：AIDS预防，治疗和控制等研究的重要模型 三、人体肿瘤裸鼠移植瘤模型 1.人体肿瘤异种移植的历史回顾

克服排斥：①移植特殊部位；②免疫抑制、辐射；③免疫器官切除 2.模型建立方法

?移植肿瘤的常规处理及移植方法：组织块移植法；悬液移植法；培养细胞移植法。 ?不同移植途径及方法：①腹水瘤的建立及移植方法；②肾包膜下移植；③原位移植。 ?移植瘤的长期冷冻保存

3.影响移植成功的因素：①人体肿瘤细胞本身特征;②裸鼠免疫功能状态;③裸鼠背景;④移植

部位和途经;⑤激素和宿主性别;⑥鼠龄;⑦裸鼠的健康状况及洁净状况;⑧其它因素. 4.人体肿瘤裸鼠移植瘤的生物学特性

?组织学特征及性状的稳定性，形态学特征、染色体 活性物质及表面抗原：①甲胎蛋白(TFP)及HbsAg;②癌胚抗原CEA;③白细胞刺激因子CSF；

④红细胞生成素EPO；⑤激素；⑥酶及其它

?裸鼠对移植瘤的反应：

①上皮样肿瘤：移植后大多数不同程度地丧失原有间质，而获得小鼠间质 ②来源于裸鼠的间质细胞可以恶变 ③分化程度差别及化生

第十章 实验动物胚胎工程

转基因动物：染色体基因组中整合有外源基因并能遗传给后代的一种动物。

转基因动物模型：利用转基因技术，将人类疾病基因分离出来，再转移到实验动物，获得相

应疾病的动物模型。

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