2实验动物概论遗传学标准化XXXX-5-31

Chapter2实验动物概论和实验动物质量标准化基础医学实验教学中心杨拯2、大学应该培养什么样的学生？重视小型讨论重视学生动手能力主要学习方式－以学生为中心的小组教学主要教学模式－以问题为中心的小组教学1.实验动物学绪论2.实验动物微生物质量的标准化3.实验动物遗传学质量的标准化4.实验动物的环境5.实验动物的设施6.实验动物的生物学特性及应用7.实验动物的选择与应用8.疾病动物模型9.实验动物学技术自主学习计划每次讨论课前由各个小组提出讨论题目，全班讨论。各组教学讨论内容由各组代表抽签决定。每次课前组长与教师审查讨论稿。你还有什么好的建议？问题2学生的全程参与开展自主学习后，同学们的学习积极性极大提高，但是大部分同学仅参与本组的教学内容学习，对于其它组负责的章节仍然没有积极主动学习。解决的方法课堂提问讨论，不讨论的同学该项目不得分，促进学生的全程参与。该小组的同学不发言，成绩受影响。问题3目前的考核，不注重知识的综合应用和能力的培养（创新能力，自学能力），不能体现自主式学习教学效果的评估。不能考核学生的综合应用知识。教学相长教学是一个不断探索创新的过程，在这个过程中我们必须善于观察、善于学习，尤其要善于向学生学习。学生中蕴藏中丰富的想象力和活力，教师要帮助学生发掘自己的潜能，让学生清楚地明白自己的需要和问题。教学相长，关键是解放思想培养创新人才不仅要重视学生批判性思维、创造性习惯的养成，而且还应特别重视动手能力的培养，培养富有想象力和创造力的人才教师上讲台不仅要给学生传授高深学问，还要让学生在与老师平等的零距离接触中，在平凡的学习中领悟科学、宇宙和人生的真谛。在具体的课程教学中，教师和学生应该是合作伙伴，有意识的发现教学中的问题，积极探索教学改革。三、实验动物学的基本要求课堂学习课外自主学习课堂讨论自主学习鼓励学习综述论文15分科学论著20分专利20分仪器制作10分加分从现在开始让我们进入学习情景本课程期间同学们要完成的核心任务就是为一个科研课题进行动物设计。2~3人组成一个学习小组，每组共同完成一份。课题自拟。情景实例：小李硕士毕业后，进入某研究所工作，课题组长张教授交给小李一项科研课题：银杏叶提取物抑制脊髓损伤后细胞凋亡的机制研究张教授请小李负责本课题动物实验相关的规划工作。现在小李需要做什么呢？选择实验动物：查资料了解课题的研究情况，尤其是常用动物的种类，确定使用哪种实验动物。大鼠？小鼠？犬？…….了解实验动物的基本知识进一步明确实验动物如何选择，以确定课题应使用的实验动物品种。规划动物实验如何饲养实验动物——场所、营养、饲养管理实验怎么做？——所选实验动物的生物学特性、动物实验基本技能（麻醉、给药、手术、采血……）、动物模型如何复制动物设计方案的要求具有正式计划书的形式，形式自拟。包含对实验中，以下内容的设计：动物选择的设计（遗传学和微生物学标准化）动物饲养的设计（环境与营养条件标准化）动物实验方法的设计（动物模型复制方法、技术路线）讨论课题目示例实验动物伦理学是否应该使用实验动物？并对你的论点做出阐述。如果你认为应该使用实验动物，请问在使用实验动物时应该如何体现对生命的尊重？如果你认为不应该使用实验动物，请问应该如何解决人类科学进步与不能使用实验动物的矛盾？讨论课题目示例实验动物的质量控制如何选择实验动物？需要考虑实验动物质量的哪些因素？以科研实例说明在进行科研实验的动物设计时实验动物遗传学质量控制的重要性。以科研实例说明在进行科研实验的动物设计时实验动物微生物学质量控制的重要性。学习目标掌握：实验动物、实验用动物的概念；实验动物按微生物控制分类及四种级别动物的概念；实验动物按遗传学分类及各种动物的概念。实验动物标准化的定义、意义和研究内容。熟悉：清洁级动物、SPF级动物、无菌动物、悉生动物的特征和应用；近交系动物、封闭群动物、突变系动物的应用。实验动物遗传学质量标准化的方法。了解：近交系动物、封闭群动物、突变系动物的命名法则。实验动物微生物学质量检测的方法。实验动物的特点：1.从遗传角度讲，实验动物必须经人工培育，遗传背景明确，来源清楚。其科学涵义应是人工培育的遗传限定的动物。依据基因纯合的程度，常把实验动物划分为：近交系inbredstrain；封闭群（远交群）outbreedstock；杂交群hybrids实验动物的特点：2.所有实验动物的微生物、寄生虫都是在人工严格监控之下繁育的。对其携带的微生物、寄生虫实行人工控制。根据对微生物、寄生虫控制程度，我国将实验动物划分为四个等级：普通动物、清洁动物、无特定病原体动物、无菌动物。实验动物的特点：3.从应用角度看，可以认为所有的实验动物主要应用目的都是科学实验。目前，几乎所有的生命科学实验，如：医学、制药、化工、畜牧、农业、环保、商检、军工、宇航乃致实验动物本身的研究，实验动物总是作为人类的替身进行各种科学实验，是最精密的仪器也无法替代的。综上所述：实验动物虽然来源于大自然，但已经不同于大自然的动物。从某种意义上讲，实验动物是经人类用现代手段创造的，用于为人类科学实验服务的，并具有新的生物学特性的动物品种。实验动物需满足基本要求对实验处理因素有较高的敏感性对实验处理因素的个体反应具有均一性模型性状具有遗传上的稳定性动物来源具有易获得性保证动物实验的准确性、敏感性和重复性二、实验动物在实验动物学中的分类方法1.按遗传学控制原理分类2.按微生物学控制等级分类1.按遗传学控制原理分类近交系（inbredstrain）突变系（mutantstrain）封闭群（closedcolony）杂交群(hybridcolony)品种和品系是实验动物遗传学分类的单位什么是品种和品系？品种(stock)是种以下的进一步的分类。品种一般系指具有一些容易识别和人们所需要的性状，而且可以基本稳定遗传的动物群体。KM小鼠青紫蓝兔Wistar大鼠品系(strain)在实验动物学中把基因高度纯合的动物称作品系动物。C57BL/6是近交系动物中的一个品系，属低癌、高补体活性的动物。C57BL/6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，是实验动物分类的基本单位。习惯上把近交系动物称为品系，封闭群动物称为品种。实验动物按遗传学控制原理分类近交系（inbredstrain）突变系（mutantstrain）杂交群（hybridcolony）封闭群（closedcolony）各遗传控制类群有什么特点？有什么应用价值？（1）近交系（inbredstrain)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。代表动物：BALB/c、C57BL/6、DBA/2一些的动物情况有所不同犬全同胞兄妹交配8代鸡近交系数达到50％血缘系数80％以上近交系的命名近交系一般以大写英文字母命名，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、C3H系等。自1952年以来，国际近交系小鼠标准命名委员会（CommitteeStandardizedNomenclatureforMice）对国际承认的近交系小鼠进行标准命名，每隔4年在CancerResearch杂志上公布一次。近交系动物的特征①遗传基因位点的纯合性(homozygosity)近交系动物培育成后，其任何一个基因位点上的纯合概率高达98.6％以上，导致动物群体不再携带未知的隐性基因（Hiden），品系将会保留和表现所有的遗传性状。②表型一致性(uniformity)由于遗传上的同源性，近交品系内个体在表型上极为相同，尤其是那些高度由遗传决定的生物学特征。近交系表型上的一致性使得使用较少量的动物，即可以达到统计学的精确程度。遗传组成的同源性(isogenicity)遗传组成独特性(individuality)长期遗传稳定性(stability)遗传特征的可辨性(identifiability)对外界因素的敏感性(sensitivity)生活力下降国际分布广泛性背景资料完整性生产饲养成本高应用：节省样本量。组织细胞或肿瘤移植,个体间相容性一致。隐性纯合基因的暴露，获得先天性畸形及先天性疾病的动物模型，如糖尿病、高血压等。某些品系自发或诱发肿瘤，成为肿瘤病因学，肿瘤药理学模型。多个近交系同时使用，分析不同的遗传组成对某项实验结果的影响，或观察实验结果是否具有普遍意义。亚系(substrain)是指育成的近交系在培育过程中，由于残留杂合子基因的分离，基因突变的产生以及遗传污染导致部分遗传组成改变而形成遗传差异的近交系动物群。亚系的命名亚系的命名方法是在原品系的名称后加一道斜线，斜线后标明亚系的符号。亚系的符号有以下3种：(1)数字，如DBA／1、DBA／2等。(2)培育或产生亚系的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。使用缩写英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表示由美国杰克逊研究所保持的CBA近交系。(3)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。如：C57BL/6J，C57BL/10J分别表示由美国杰克逊研究所保持的C57BL近交系的两个亚系。例外情况是一些建立及命名较早，并为人们所熟知的近交系，亚系名称可用小写英文字母表示，如BALB/c、C57BR/cd等。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。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。支系(subline)产生支系的具体情况有：ⅰ经人为技术处置，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。ⅱ种群转移到新的保持者。支系的命名(1)人为技术处理形成的支系，在原品系后加小写英文字母表明处理方式。如：C3HfC57BL、AeB，C57BL/6peCBA/H代乳f(Fosternursing)人工喂养h(Hand-rearing)受精卵或胚胎移植e(Eggorembryotransfer)卵巢移植o(Ovarytransplant)人工代乳fh(Fosteronhand-rearing)冷冻保存p(Freezepreservation)(2)一个近交系引种到另一个单位时，用亚系名称后加一斜线表示。例：C57BL/6J/Lac表示保持于LAC的C57BL/6J亚系的一个支系。经过数次引种的支系，只在亚系名称后标明现在保种单位的名称，而不累计中间引种单位的名称。近交系动物的分类和应用普通近交系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普通近交系普通近交系动物是通过至少（或相当）20代以上兄妹或亲子交配之后培育成的。重组近交系recombinantinbreedstrain,RI由两个无血缘关系的近交系杂交后，得到F2代，分组分别经续20代以上的兄妹交配而育成的近交系列组动物。为重组近交系提供亲代的两个近交系称为祖系。该品系动物既具有其双亲品系的特性，又具有重组后一组内和每个重组近交系的特征。重组近交系的命名由两个亲代近交系的缩写名称中间加大写英文字母X命名。由相同双亲交配育成的一组近交系用阿拉伯数字以区分。例如：由BALB／c与C57BL两个近交系杂交育成的一组重组近交系。分别命名为CXB1、CXB2……C57BL/6XDBA/2→B6XD2同源近交系两个近交系除了个别位点上携带不同的基因外，而其它位点上的基因都一样，我们就称这两个近交系是同源近交系，即遗传上相同。个别不同的基因称为差异基因。获得遗传上同源状态的近交动物途径有基因突变、基因导入和强制基因杂合三种方式。(1)同源突变近交系coisogenicinbr