遗传工程动物模型PPT课件

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模式动物
在过去一个世纪的研究中，小鼠的基因组改 在过去一个世纪的研究中， 造技术成熟， 造技术成熟，且生理生化和发育过程和人类 相似，基因组和人类99 同源， 99％ 相似，基因组和人类99％同源，所以人类疾 病的小鼠模型基本上可以真实模拟人类疾病 的发病过程及对药物的反应； 的发病过程及对药物的反应；小鼠作为遗传 学研究材料的另一优势还在于其基因组计划 已基本完成。 已基本完成。 遗传工程小鼠模型是基因功能、人类疾病发 遗传工程小鼠模型是基因功能、 病机制及新药研究开发的最重要的模式生物 之一。 之一。
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显微注射转基因动物
在建立遗传工程模型的众多方法中,显微注射法 在建立遗传工程模型的众多方法中, 是目前国际上公认的制备转基因动物模型的首选。 是目前国际上公认的制备转基因动物模型的首选。 1980--1981年产生 转基因动物自1980--1981年产生后，迅速发展。 转基因动物自1980--1981年产生后 迅速发展。 它克服了物种之间的生殖隔离， 它克服了物种之间的生殖隔离，实现了动物物种 之间遗传物质的交换和重组， 之间遗传物质的交换和重组，这不仅为遗传物质 的研究提供了新的手段，丰富了物种的基因库， 的研究提供了新的手段，丰富了物种的基因库， 也扩大了生命科学的视野，现已广泛应用于医药、 也扩大了生命科学的视野，现已广泛应用于医药、 农业及生物学领域。 农业及生物学领域。
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遗传工程动物模型
目前获得遗传工程动物模型的技术手段： 目前获得遗传工程动物模型的技术手段： 显微注射转基因技术——将外源性基因或DNA片 将外源性基因或DNA 1. 显微注射转基因技术 将外源性基因或DNA片 段插入动物基因组获得转基因动物的方法。 段插入动物基因组获得转基因动物的方法。 基因定位突变技术——包括基因剔除、基因插 包括基因剔除、 2. 基因定位突变技术 包括基因剔除 入和其他一些操作。 入和其他一些操作。 化学或放射诱变技术——造成DNA序列碱基改变 造成DNA 3. 化学或放射诱变技术 造成DNA序列碱基改变 并可通过复制而遗传的化学或物理方法。 并可通过复制而遗传的化学或物理方法。

三、呼吸系统疾病动物模型 1.慢性支管炎动物模型：大鼠、豚鼠和猴吸入刺激性气体（二氧化碳、氯、氨气）
猪粘膜下腺体与人类很相似，是复制人慢性支气管炎合适 的动物 2.哮喘动物模型 豚鼠腹腔注射百日咳疫苗，吸入5％卵蛋白溶液
3.肺气肿动物模型
兔静脉注射木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、败血酶、胰蛋白酶 等。
四、心血管系统疾病动物模型 1.动脉粥样硬化 田鼠、地鼠不能用于制备动脉粥样硬化动物模型 兔：高胆固醇饲料喂养 鸡：胆固醇、猪油 小鼠：胆固醇、猪油 2.高血压动物模型
诱发性动物疾病模型：是指通过使用物理、化
学、生物等致病手段，人为地造成动物组织、
器官或全身形成人类疾病动物模型，即人为地
诱发动物产生类似人类疾病模型。
自发性动物模型：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。其中包括近交系 的肿瘤疾病模型和突变系的遗传性疾病模型。突变系的 遗传性疾病很多，可分为代谢性疾病、分子性疾病、特
验条件易于控制等。
（四）常见肿瘤的动物模型 1.肺癌
（1）二乙基亚硝胺（DEN）诱发小鼠肺癌模型：每周皮
皮下注射1％DEN水溶液一次。观察时间为100d左右。其发 生率约40％。若将DEN总剂量增到1176mg时，半年诱发 率可达90％以上。 （2）乌拉坦诱发肺多发性肿瘤模型：腹腔注射10％乌拉
坦生理盐水液0.1ml～0.3ml，间隔3～5d，共注射2～3个
一、肿瘤动物模型
自发性肿瘤动物模型
诱发性肿瘤动物模型 移植性肿瘤动物模型
(一）自发性肿瘤动物模型：实验动物 未经任何有意识的人工处置，在自然情 况下发生肿瘤所形成的模型。 多来自于近交系动物。

妊娠期59-72天一般产仔3-4只，哺乳期2-3周; *寿命一般4-5年，最长可达8年。2月龄体重可达
350克，5月龄可达700克; *自动调节体温能力较差，饲养最适温度18-22度; *体内缺乏左旋葡萄糖内酯氧化酶，其自身不能
合成维生素C.
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豚鼠在生物医学中的选择应用
免疫学 血清中含有非常丰富的补体，血清学 诊断上的“补体”就是由豚鼠血清制成的，常 用补体结合试验来进行实验诊断。
豚鼠对缺氧的耐受性强，适于作缺氧耐受性和 测量耗氧量实验。
毒物对皮肤局部作用实验：豚鼠和家兔皮肤对 毒物刺激反应灵敏，其反应近似于人。
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重组近交系(RI)
定义：由两个近交系杂交后，经连续20 代以上兄妹交配育成的近交系。
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。
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重组ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ类系(RC)
定义：由两个近交系杂交后，子代与两 个亲代中的一个进行数次回交（通常2 次），通过不对特殊基因进行选择的近 亲交配而育成的近交系。
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N:NIH
美国卫生研究院（N)保持的
NIH封闭群小鼠
Lac:LACA 英国实验动物中心（Lac)
保持的 LACA封闭群小鼠
某些命名较早，又广为人知的封闭群动物， 名称与上述规则不一致时，仍可沿用其原来的 名称。如：Wistar大鼠，日本的ddy小鼠等。
** 把保持者的缩写名称放在种群名称的前 面，二者之间用冒号分开，是封闭群动物与近 交系动物命名中最显著的区别。
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豚鼠在生物医学中的选择应用
药理学研究：豚鼠对某些药物极为敏感，因此 它是研究这些药物的“专门动物”。例如豚鼠 对组织胺极敏感，所以很适合作平喘药和抗组 织胺药的研究；豚鼠对人型结核杆菌具有高度 的敏感性，因此常用作抗结核病药物的药理学 研究。

显微注射法制备 转基因动物
显微注射法的优缺点
优点： •方法经典，简便、可靠 缺点： •显微注射的整合率低，只有5%。 •只能加入基因，不能剔除或原位修饰。 •整合是随机的，由于插入位点的关系，转基因表达有不确定性，有 的高，有的低。 •由于是随机整合，可能破坏重要的内源性DNA序列或激活细胞的致 癌基因。 •用原核显微注射产生的转基因动物常常是嵌合体，即并不是所有细 胞都整合有外源基因。 •不能在胚胎早期确定性别。
Protein
2. 编码RNA：DNA
rRNA & tRNA
3. 调控序列
• 基因组（Genome）：储存有生物体内全部遗传信息的全 套染色体，称之为基因组。
• 外源基因（Foreign gene or Transgene）：外来的、非 自身基因成分。
• 基因型： 生物所具有的基因成分，叫基因型（Genotype)
• 表现型： 生物所显示的遗传性状，叫表现型（Phenotype)
• 纯合子： 一对等位基因彼此相同，叫纯合子（Homozygote)
• 杂合子： 一对等位基因彼此不同，叫杂合子（Heterozygote)
• 半合子： 一条染色体上增加了一个外源基因，叫半合子 （Semizygote)
• 外源基因构件（construct）:将外源基因片段 通过分子生物学的方法组合起来，以达到设计 的目的。这种重组的DNA片段称为外源基因构件。
（二）步骤
1.制备外源目的基因构件
•外源基因构件必须包括：启动子、外源基因编码区、 Poly A（终止）信号
•启动子的组织特异性决定了外源基因表达的时空特异性：
启动子 CMV WAP β-Lactoglobulin Albumin enhancer α myosin heavy chain