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模式动物服务:尝试幼鼠的品系分类——近交系、封关群与突变系的特点及利用

幼鼠(mouse) ,台甫 Mus

2015-07-10
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幼鼠(mouse) ,台甫 Mus musculus ,在生物分类学上从属于脊索动物门、哺乳动物纲、啮齿目、鼠科、鼷鼠属、幼家鼠种。由于其滋生力强、豢养治理方便、遗传布景清澈、表型不变等特点 ,幼鼠已成为尝试室中利用最为宽泛的模式尝试动物之一。以下是几种常用的尝试幼鼠品系。

A.近交系幼鼠(inbred strain)

1)BALB/c幼鼠

BALB/c 幼鼠已分化形成多个亚系 ,如 BALB/cAnN、BALB/cJ、BALB/cCd 等。其基因型为 Aa***c ,毛色为白色。BALB/c 幼鼠乳腺癌自觉产生率较低 ,但对多种致癌因子较为敏感 ,乳腺肿瘤产生率约为 10%~20%。此表 ,该品系还可产生肯定比例的卵巢、肾上腺和肺部肿瘤以及白血病。

BALB/c 幼鼠的肺癌发病率为:雌鼠约 26% ,雄鼠约 29% ;白血病发病率为:雌鼠约 12% ,雄鼠约 10%。其血压水平在近交系幼鼠中相对较高 ,可出现自觉性高血压。老年幼鼠心脏常出现肯定病理扭转 ,雌雄个别均可产活泼脉硬化 ,险些所有 20 月龄雄鼠均出现淀粉样变性。

在病原体易感性方面 ,BALB/c 幼鼠对鼠伤寒沙门氏菌 C′5 型高度敏感 ,对麻疹病毒呈中度敏感 ,易产生慢性肺炎 ,并对放射线极端敏感。其富含网状内皮细胞的器官(如肝、脾)相对于体沉所占比例较大 ,因而常用于单克隆抗体造备及免疫学钻研。

BALB/c 幼鼠滋活力能优良 ,滋生期较长 ,通常无显著相互攻击行为 ,适合群养。均匀寿命报路不一:有文件纪录雄鼠为 509 天、雌鼠为 561 天 ;亦有纪录雄鼠为 648 天、雌鼠为 816 天。252 日龄时均匀体沉为:雄鼠约 30 g ,雌鼠约 28 g。

2)C57BL 幼鼠

C57BL 幼鼠基因型为 aa***C ,毛色为玄色。该品系对 Graffi 白血病因子较为敏感 ,对麻疹病毒亦较敏感 ,而乳腺肿瘤的自觉产生率较低。其网状组织肿瘤自觉产生率在雌鼠中低于 10% ,雄鼠约为 4%。在老龄个别中可见垂体腺瘤的产生 ,老年性肾硬化亦较为常见 ,部门亚系存在遗传性脑积水。

C57BL 幼鼠对化学致癌物诱导的敏感性较低 ,但在全身接受放射线照射后 ,淋巴瘤的产生率可高达 90%~100%。其腰椎通常为 6 个 ,骨骼结构存在多种变异。C57BL/He 和 C57BL/An 亚系在某些代谢酶活性方面与其他 C57BL 及 C58 品系存在差距。

该品系拥有较强的穴居行为 ,对表界侵袭刺激的回避反映相对不敏感。在无特殊病原体(SPF)环境、并选取代乳鼠喂养前提下 ,其均匀寿命为:雌鼠约 580 天 ,雄鼠约 645 天。

BALB/c幼鼠

BALB/c幼鼠

3)C3H/He幼鼠

C3H 幼鼠由 Strong 于 1920 年选取 Bagg 白化雌鼠与 DBA 雄鼠杂交 ,并经陆续全同胞近交造就而成。C、CBA、CH1 和 C121 等品系亦源自该杂交组合。1930 年该品系由 Strong 转至 Andervont(An)处豢养 ,近交至第 35 代后 ,于 1941 年转至 Heston(He)处 ,形成 C3H/He 品系。至 1975 年 ,近交代数已达 135 代。

目前 ,C3H/He 幼鼠在全球领域内被宽泛利用 ,并分化形成多个亚系 ,如 C3H/HeN、C3H/HeJ 等。其基因型为 AA***c ,毛色为白色。该品系 14 月龄幼鼠的自觉性肝癌产生率可高达 85%。自觉性乳腺肿瘤产生率亦极高 ,滋生雌鼠均匀产生率约为 90% ,其中 318 日龄滋生雌鼠可达 100% ,234 日龄滋生雌鼠约为 67% ;272 日龄滋生雄鼠的产生率约为 84%。

C3H/He 幼鼠补体活性较高。168 日龄时的均匀体沉为:雌鼠约 32 g ,雄鼠约 34 g。

C3H/He幼鼠

C3H/He幼鼠

B、封关群(closed colony) ,又称远交群(outbred stock) 

1)KM幼鼠:

KM 幼鼠即昆明幼鼠 ,是我国出产量和使用量较大的远交群幼鼠之一 ,宽泛利用于药理学、毒理学等领域的钻研 ,以及药品和生物制品的出产与检定。

1926 年 ,美国 Rockefeller 钻研所从瑞士引入白化幼鼠并造就成 Swiss 幼鼠。1944 年 3 月 17 日 ,卫生部北京生物制品钻研所汤飞凡从印度 Hoffkine 钻研所引进 Swiss 幼鼠 ,豢养于昆明中央防疫处。由于该幼鼠最初引入并豢养于昆明 ,故定名为昆明幼鼠(KM) ,这也是其品系名称的由来。

KM 幼鼠基因库大、遗传杂合率高 ,国内已从 KM 幼鼠远交群中造就出多个近交系品系。其被毛为白色 ,54 日龄性成熟 ,雄鼠体沉约 31 g ,均匀日增沉约 0.55 g ,雌鼠均匀日增沉约 0.37 g。均匀窝仔数为 7.25 只 ,断乳存活率约为 82.15% ,胎距离约 30.9 天。

早期 KM 幼鼠肿瘤自觉产生率较高 ,占裁减鼠的约 22% ,且可自第一胎起出现。经过 50 余年的系统选育 ,目前 KM 幼鼠的肿瘤自觉产生率已显著降低。分歧地域豢养的 KM 幼鼠封关群在成长发育和滋活力能方面存在肯定差距 ,但其共同特点是抗病力强、环境适应性好、滋生率和成活率高。

KM幼鼠

KM幼鼠

2)ICR幼鼠:

ICR 幼鼠源自 Swiss 幼鼠群 ,由 Hauschka 以提高滋活力能为指标进行选育。随后 ,美国癌症钻研所(Institute of Cancer Research ,ICR)将该品系分送至多个国度 ,列国统一称之为 ICR 幼鼠。

我国别离于 1973 年由中国科学院遗传钻研所从日本国立肿瘤钻研所引进 ,1978 年由北京检定所引进 ,1979 年由中国医学科学院分院动物中心引进 ,1983 年由上海打算生育钻研所从瑞士苏黎世毒理学钻研所引进。

ICR 幼鼠为白化毛色 ,适应性强、体格壮实、滋生力强、成长速度快 ,尝试沉复性较好。雌鼠自觉性畸胎瘤和管状腺瘤产生率为 0%~1% ;经氨基甲酸乙酯诱导后 ,11~16 天胚胎期畸胎瘤和管状腺瘤产生率约为 5.9% ,离乳个别管状腺瘤和囊肿产生率约为 30% ,孕鼠约为 3%。

ICR 幼鼠是国际上宽泛利用的封关群幼鼠。由于我国从美国、日本、英国和瑞士等国度引进的 ICR 群体起源分歧 ,各群体在遗传个性方面不成预防线存在肯定差距 ,利用时应加以把稳。ICR/JCL 幼鼠常用于免疫药物筛选和疾病模型复造 ,其表周血象和骨髓细胞组成较为不变 ,是梦想的血液学尝试动物。该品系已宽泛利用于药理、毒理、肿瘤、放射医学、食品及生物制品等科延注出产和讲授领域。

ICR幼鼠

ICR幼鼠

ICR 幼鼠的生涯习性
成长发育:幼鼠是哺乳动物中体型较幼的种类 ,新生仔鼠体沉约 1.5 g ,45 日龄体沉可达 18 g 以上。体沉增长与品下反源、营养水平、健康情况及环境前提亲昵有关。
活动法规:幼鼠脾气温顺 ,易于捉拿 ,但胆幼易惊 ,对表界刺激敏感 ,偏好光线阴暗环境。其拥有昼伏夜出的习性 ,进食、交配和临蓐多产生在夜间 ,一昼夜内通常有两个活动顶峰 ,别离呈此刻晚上后 1~2 幼时及平明前。
采食个性:幼鼠门齿成长较快 ,需 ?幸Ы┯彩称 ,拥有随时采食习惯。
滋生个性:幼鼠成熟早 ,滋生力强 ,寿命1~3年。新生仔鼠周身无毛 ,通体肉红 ,两眼不睁 ,两耳粘贴在皮肤上。一周起头膝行 ,12天睁眼 ,雌鼠35~50日龄性成熟 ,配种通常合适在65~90日龄 ,怀胎期19~21天 ,每胎产仔8~12只 ?善揪菀趼匪ǖ挠形蘩磁卸嫌资笫欠癫私慌。
群居个性:幼鼠为群居动物 ,群养时雌雄要分隔 ,雄鼠群体间好斗 ,群体处于优势者保留髯毛 ,而处于劣势者则掉毛 ,髯毛被拔光。这一景象与因寄生虫性或真菌性皮炎所致的掉毛相分辨。
温湿度要求:幼鼠对温湿很敏感 ,通常温度以18~22℃ ,相对湿度以50﹪~60﹪最佳。

3)NIH幼鼠

NIH 幼鼠由美国国立卫生钻研院(National Institutes of Health ,NIH)造就而成 ,被毛为白色。其重要特点为滋生力强、产仔成活率高 ,但雄鼠攻击性较强。

NIH幼鼠

NIH幼鼠

4)CFW幼鼠:

CFW幼鼠最早也是1973年由日本国立肿瘤钻研所引入我国的 ,被毛为白色。该幼鼠发源于Webster幼鼠 ,1935年由英国Carwarth从Rockeffler钻研所引进 ,经过20代近亲兄妹交配后 ,选取随机交配造就而成。

5)LACA幼鼠:

LACA幼鼠最早也是1973年由英国尝试动物中心引入我国的 ,被毛为白色。LACA幼鼠其实是LACA幼鼠引进英国尝试动物中心后改名而成的。

C、突变系(mutant strain)

1)Nude 幼鼠

Nude 幼鼠即裸幼鼠。1962 年 ,英国在非近交系幼鼠中无意发现个别无毛幼鼠。两年后 ,Flanagan 证实该幼鼠为一种分歧于通常无毛幼鼠的突变类型 ,并将其定名为 nude 幼鼠。

裸幼鼠为先性子无胸腺动物 ,其 T 淋巴细胞发育和职能严沉缺点 ,这是由位于第 11 对染色体上的单个隐性突变基因所致 ,通常以 “nu” 暗示裸基因符号。将裸基因 nu 导入分歧品系的幼鼠中 ,可获得多种裸幼鼠突变系 ,如 BALB/c-nu、NC-nu、C3H-nu、Swiss-nu 等。

裸幼鼠纯合子(nu/nu)的重要特点蕴含:无毛 ,裸体和无胸腺。新生裸幼鼠已无鼻毛为特点 ,足尖时时收缩呈螺旋样畸形。成年雌性发情期不规定 ,卵巢幼 ,用绒毛膜促性腺激素不能诱发排卵 ,雄性精子为不成盘卷状 ,新生裸幼鼠3周后省长显著缓慢。

裸幼鼠纯合子全身险些无毛 ,偶见背部有稀少的带状毛 ,皮薄有皱褶。皮肤色素BALB\c-nu为浅红色白眼 ;C3H-nu为灰白色黑眼 ;C57BL-nu 黑灰色至玄色 ,活动职能正常。裸幼鼠胸腺仅有残 ;蛞斐I掀 ,这种上皮不能使T细胞正常分化 ,不足成熟T细胞的辅助、抑造和杀伤职能。因而细胞免疫力低下 ,失去正常T细胞职能。但其B淋巴细胞职能根基正常。成年裸幼鼠(6-8周龄)较通常鼠有较高水平的NK细胞活性 ,而幼鼠(3-4周龄)的NK细胞活性低下 ,裸幼鼠粒细胞比通常幼鼠低。

裸幼鼠的发现为肿瘤学、免疫学等领域提供了沉要的尝试动物模型 ,目前已成为医学钻研中不成或缺的尝试动物之一。

Nude 幼鼠

Nude 幼鼠

2)SCID幼鼠

SCID 幼鼠即沉度结合免疫缺点幼鼠。1983 年 ,美国 Bosma 等人在近交系 C.B-17 幼鼠中发现该突变品系。SCID 幼鼠是由于位于第 16 对染色体上的单个隐性突变基因 scid 所致。SCID 幼鼠表观与通常幼鼠类似 ,拥有正常被毛(白色) ,体沉和成长发育根基正常。但其免疫器官显著发育不良 ,胸腺、脾和淋趋附沉量不及正常幼鼠的 30%。组织学查抄显示 ,其淋巴细胞严沉不足。

胸腺多被脂肪组织包抄 ,无显著皮质结构 ,仅残留少量髓质区 ,重要由类上皮细胞和成纤维细胞组成 ;脾脏白髓不显著 ,红髓根基正常 ,脾幼体内不足淋巴细胞荟萃 ;淋趋附无显著皮质区 ,旁皮质区缺失 ,重要由网状细胞组成。幼肠黏膜基层及支气管有关淋巴组织显著削减 ,且不足淋巴细胞荟萃。

必要把稳的是 ,少数 SCID 幼鼠在青年期可出现肯定水平的免疫职能复原 ,这种景象称为“渗漏景象”。该景象不拥有遗传性 ,但与幼鼠的春秋、品系及豢养环境有关。

SCID 幼鼠极易死于习染 ,但在高度干净的 SPF 环境中可存活一年以上。雌雄个别均可滋生 ,均匀窝产仔数为 3~5 只。SCID 幼鼠是继裸幼鼠之后发现的另一种极具钻研价值的免疫缺点动物模型 ,在肿瘤学和免疫学钻研中利用日益宽泛。

SCID幼鼠

SCID幼鼠

幼鼠的利用领域

在哺乳类尝试动物中 ,幼鼠因体型幼、豢养治理方便、出产滋生快、钻研基础最为成熟 ,且拥有明确的质量节造尺度 ,目前已占有大量近交系、突变系和封关群品系。近年来 ,遗传工程幼鼠的数量迅速增长 ,使幼鼠成为尝试钻研中用量最大、用处最广的尝试动物。

(1)安全性与毒性试验
常用于食品、化妆品、药物及化工产品的安全性评价 ,蕴含急性、亚急性、慢性毒性试验 ,以及致畸、致癌、致突变试验和半数致死量测定等。

(2)生物效应测定与药物效价比力
宽泛用于血清、疫苗等生物制品的鉴定 ,以及生物效应试验和药物效价测定。

(3)药物筛选
药物筛选试验多以幼鼠为肇始模型 ,用于评价药物对疾病的预防和医治成效 ,筛选有效药物后再在其他动物中进一步验证。

(4)微生物与寄生虫病学钻研
幼鼠对多种病原体拥有较高敏感性 ,尤其在病毒学钻研中利用宽泛 ,可用于血吸虫病、疟疾、锥虫病、盛行性脑炎、狂犬病、脊髓灰质炎、淋巴脉络丛脑膜炎及细菌和支原体习染等钻研。

(5)放射医学钻研
幼鼠对放射线的生物学反映与人类拥有肯定可比性 ,常用于钻研辐射剂量与放射效应。

(6)肿瘤与白血病钻研
幼鼠肿瘤产生率较高 ,近交系组织相容性好 ,肿瘤移植成功率高 ,可用于抗肿瘤药物筛选及肿瘤模型构建。

(7)打算生育钻研
幼鼠发情周期法规 ,怀胎指表明确 ,价值便宜 ,常用于抗生育、抗着床、抗早孕和抗排卵钻研。

(8)镇咳药钻研
幼鼠拥有显著的咳嗽反射 ,可作为镇咳药物钻研的尝试模型。

(9)遗传性疾病钻研
部门幼鼠品系拥有自觉性遗传病 ,如白化病、遗传性血虚和肥胖等 ,可作为人类遗传病的动物模型。

(10)免疫学钻研
多种免疫缺点幼鼠 ,如纯系新西兰玄色幼鼠(NZB)有自身免疫性溶血性血虚 ,AKR/N品系幼鼠又补体C5缺损 ,CBA/N幼鼠无B细胞的免疫缺点等 ,都是钻研免疫机理和免疫缺点病的优良尝试动物。

(11)老年学钻研
幼鼠寿命短、代谢快 ,适合用于衰老机造及抗衰老药物钻研。

例:裸鼠的滋生特点
裸鼠滋生能力较低。由于裸幼鼠和裸大鼠在怀胎期无乳腺发育 ,仔鼠因得不到母乳 ,生后很快殒命。故裸鼠滋生用的是雄纯合鼠(rnu/rnu)与雌杂合鼠(rnu/ )交配繁步骤。新生仔鼠中纯合体与杂合体的甄别 ,重要以触须的几多为据。仔鼠4周左右断奶 ,生后3个月可用地交配。好比 ,雄裸大鼠可用至7月龄 ,雌半裸大鼠(rnu/ )可用至一年多。在干净环境下 ,寿命最长的裸大鼠可活1~1.5年。

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