人类疾病动物模型PPT讲稿.ppt

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1、人人类疾病疾病动物模型物模型第1页，共83页，编辑于2022年，星期三第一节第一节人类疾病动物模型定义和意义人类疾病动物模型定义和意义第二节第二节人类疾病动物模型的分类人类疾病动物模型的分类第三节第三节免疫缺陷动物模型免疫缺陷动物模型第四节第四节转基因动物模型转基因动物模型第2页，共83页，编辑于2022年，星期三第一节：人类疾病动物模型定义 人类疾病动物模型(Animal models of human diseases)是指在医学研究中，在动物身上建立，或形成类似人类疾病动物。通过动物模型直接，或间接反映疾病的发生和发展过程，在了解疾病的基础上开创和改进、优化疾病的治疗。第3页，共83页，

2、编辑于2022年，星期三人类疾病动物模型的意义1.避免直接实验所造成危险。2.临床上平时不易见的疾病可以随时复制。3.增加方法学上的可比性。4.样品易得，实验方法简化。5.有助于了解疾病的本质。第4页，共83页，编辑于2022年，星期三1.避免直接实验所造成危险。古人尝白草扁鹊肿瘤损伤中毒第5页，共83页，编辑于2022年，星期三2.临床上平时不易见的疾病可以随时复制发病率低：遗传疾病，传染病，内分泌疾病潜伏期长：动脉粥样硬化病程长：慢性哮喘，甲亢放射病，毒气中毒，烈性传染病第6页，共83页，编辑于2022年，星期三3.增加方法学上的可比性年龄，性别，体质，遗传，社会因素等，都对疾病发生发展起

3、着一定的影响作用。动物模型，认为设计，遗传背景等各项条件都很清楚，或可以控制，因此可以排除外因干扰。第7页，共83页，编辑于2022年，星期三4.样品易得，实验方法简化动物模型，可按需要采集各种样品，其中包括处死收集标本。取材方便，简化了试验方法。5.有助于了解疾病的本质临床研究带有一定的局限性同一病原体对人和动物的感染观察遗传因素对疾病发生发展的影响可以用单一病因短时间复制出人类疾病第8页，共83页，编辑于2022年，星期三动物疾病模型具有的特点应再现所要研究的人类疾病，动物疾病表现应与人类疾病相类似；动物能重复产生该疾病，最好能在2种动物体复制该病；实验动物合格，动物背景资料完整，生命周期

4、要满足实验需要；动物要价廉、来源充足、便于运送；尽可能选用体型小的动物。第9页，共83页，编辑于2022年，星期三第二节：人类疾病动物模型的分类第二节：人类疾病动物模型的分类一.医学动物模型基本分类1诱发性动物疾病模型(Experimental animal model)是指以物理学、化学、生物学等致病手段，人为导致动物组织、器官或整体成为人类疾病动物模型；使其在功能、代谢、形态结构等方面发生改变，即人为地诱发动物产生类似人类疾病模型。第10页，共83页，编辑于2022年，星期三应用：药理学，毒理学，免疫学，肿瘤学和传染病等优点：简便，条件简单，其他因素容易控制，短时间内可大量复制不足：诱发动

5、物模型在某些方面与自然产生的疾病模型有所不同；某些疾病不能用人工方法诱导。第11页，共83页，编辑于2022年，星期三2自发性动物模型(Spontaneous animal model)是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。第12页，共83页，编辑于2022年，星期三常用的自发突变模型常用的自发突变模型高血压模型高血压模型（SHR大鼠）大鼠）肥胖模型肥胖模型（Zucker大鼠）大鼠）糖尿病模型糖尿病模型GK大鼠大鼠肥胖并糖尿病模肥胖并糖尿病模型型（db/db小鼠

6、）小鼠）第13页，共83页，编辑于2022年，星期三优点：在一定程度上减少人为的因素，更接近自然的人类疾病。缺点：目前发现的种类有限。近交系肿瘤模型，因实验动物种属，品系不同，其肿瘤发生类型，机理有所不同疾病动物需要饲养条件要求高，操作技术性强。第14页，共83页，编辑于2022年，星期三3抗疾病型动物模型(Negative animal model)是指特定的疾病不会在某种动物身上发生。因此，可借以探讨何种动物对该疾病有天然的抵抗力。第15页，共83页，编辑于2022年，星期三4生物医学动物模型(Biomedical animal model)是指以动物生物学特征提供人类疾病相似表现的疾病模

7、型。第16页，共83页，编辑于2022年，星期三二、按系统范围分类二、按系统范围分类1疾病基本病理过程动物模型 是指致病因素在一定条件下作用于动物后，所出现的共同性的功能、代谢和形态结构某些改变的动物模型。这种动物模型的致病因素不是某种疾病所特有的，而是各种疾病都可能共同发生的。是研究疾病机理和药物筛选理想的方法。第17页，共83页，编辑于2022年，星期三2各系统疾病动物模型 是指与人类各系统疾病相应的动物模型，如神经、心血管、呼吸、消化、泌尿等系统疾病相应的动物模型。第18页，共83页，编辑于2022年，星期三A.神经系统 1大鼠囊状脑动脉瘤 结扎大鼠颈总动脉，同时佐以脱氧皮质酮和高渗盐水

8、处理，饲喂含有氨基丙睛的饲料，复制囊状动脉瘤模型，为研究人类脑动脉瘤与血液动力学的关系，病变的发展及发病机理提供有益的帮助。第19页，共83页，编辑于2022年，星期三2结扎大鼠中动脉的大鼠卒中模型 结扎大鼠大脑中动脉，复制中风模型其优点是能产生非致命性的孤立性病灶损害，可提供长期的行为学和生物化学的研究。第20页，共83页，编辑于2022年，星期三3.维生素A缺乏引起的兔脑积水模型 选用雌性幼兔，饲以限制维生素A饲料，诱发兔脑积水。该模型优点是易复制，易收集胎兔和新生兔的标本样品，通过血清维生素A的监测，可控制血清中维生素A的浓度，有利进行生化和形态学的研究。第21页，共83页，编辑于202

9、2年，星期三B.心血管系统 1.动脉粥样硬化 长期以来用兔饲以高脂肪、高胆固醇饲料诱发动脉粥样硬化的动物模型。给小型猪饲喂高脂肪、胆固醇饲料诱发动脉粥样硬化病变，其解剖部位，病理特点均与人类相似，有时还伴有心肌梗塞，较易饲养管理，小型猪是一种很好的模型动物。第22页，共83页，编辑于2022年，星期三2心肌缺血和心肌梗塞 电刺激法：雄性成年免麻醉后，用弱、强刺激(弱为0.81.6毫安，强为46毫安)交替刺激右侧下丘脑背侧核，复制心肌缺血动物模型；药物法；给大鼠、兔注射异丙肾上腺素，犬静脉给予麦角新硷制备冠状动脉痉挛模型；冠状动脉阻断法：应用大鼠、犬麻醉后,分离冠状动脉套上自制的冠状动脉压迫环，

10、制备心肌缺血和心肌梗死模型。第23页，共83页，编辑于2022年，星期三3高血压 目前，应用最广泛的是日本学者培育的突变系SHR大鼠。该鼠自发性高血压的变化与人类相似，并且可产生脑血栓、梗塞、出血、肾硬化、心肌梗死和纤维化等变化。在SHR的基础上，又培育了两个亚系SHRSP和SHRSR，前者出生后，除出现严重高血压外,90以上患脑卒中(脑出血和脑栓塞)；SHRSR则是抗脑卒个的自发性高血压大鼠。第24页，共83页，编辑于2022年，星期三C.呼吸系统 1用异性蛋白注射致豚鼠过敏症动物模型，包括支气管痉挛、哮喘和过敏性休克。1974年Petterson和Kelly发现狗可以对空气中过敏原(草、树

11、、灰尘和猫抗原)引起过敏症的模型。主要表现为豚草花粉病、患犬出现眼结膜炎、鼻炎、重度搔痒性皮炎，血液内有抗脉草抗原的循环抗体，相当于人体免疫球蛋白IgE。这些是临床研究和生产检定过敏症的动物模型第25页，共83页，编辑于2022年，星期三2慢性支气管炎和肺炎 70年代初学者应用SO2、烟雾、甲醛蒸气、辣性气体等制备诱发性猴、免、大鼠、小鼠的慢性支气管炎动物模型。有人先后将木瓜蛋白酶，菠萝蛋白酶，胰蛋白酶，蛋白溶解酶分别注入兔，大鼠，地鼠气管内诱发肺气肿。第26页，共83页，编辑于2022年，星期三D.消化系统 1先天性高胆红素血症模型：已发现非洲啮齿类胃溃疡、地鼠的肝淀粉样变、羊和大鼠的先天性

12、高胆红素血症动物模型。尤其是South-downe变种羊，因其先天性肝脏摄取有机阴离子缺陷(胆红素)，造成血中未结合的胆红素增高。第27页，共83页，编辑于2022年，星期三2小牛轮状病毒性肠炎模型：轮状病毒性肠炎对人类及许多动物都能引起感染，如小鼠、兔、羊、猪等。在实验中发现人类与动物可交叉感染，小牛轮状病毒性模型有利于生产大量血清与抗原，便于手术、粪便特征容易监测，是传染病学、生理学研究较好模型。第28页，共83页，编辑于2022年，星期三3豚鼠溃疡性结肠炎模型：豚鼠口服变质角叉菜(从红海藻中提取)溶液，产生溃疡性结肠炎、临床表现与人类溃疡性结肠炎相似，是研究溃疡性的发病机理、综合症对全身

13、影响，和治疗方法的模型。第29页，共83页，编辑于2022年，星期三E.泌尿系统 1.诱发性肾小球肾炎模型：给兔、猫、狗注射异种抗肾血清、细菌抗原与肾组织复合抗原，以及抗原抗体诱发动物肾小球肾炎模型。第30页，共83页，编辑于2022年，星期三2.自发性肾脏疾患模型：如芬兰的Landrace羊羔中有一种发展迅速致死的肾小球肾炎，伴有肾小球免疫荧光复合物的沉积。狗、猫自发的免疫介导肾小球肾炎动物模型。第31页，共83页，编辑于2022年，星期三 3.继发性肾炎模型：小鼠淋巴脉络膜炎、乳酸脱氢酶、鼠类的白血病病毒感染等均能复制继发性肾炎。第32页，共83页，编辑于2022年，星期三F.内分泌与代谢

14、(1)手术糖尿病模型：自从德国的Won Mening将犬作胰腺全切除术，造成糖尿病后，陆续报道猫、大鼠、兔、猪、猴等切除80一90胰腺，并受到高糖饮食刺激后，引起永久性糖尿病。第33页，共83页，编辑于2022年，星期三(2)化学物质损伤胰岛细胞：链脲佐菌素(STZ)一次腹腔或静脉注射30一100mgkg几天后可使狗、大鼠等动物产生永久性高血糖。四氧嘧啶(A11oxan)一次静脉或腹腔注射30150mgkg，可复制糖尿病模型，但可造成肝、肾组织的损害，而且较多的资料证明，它在生理上不同于人类所患的糖尿病。环丙庚哌,给大鼠连续给药4周后，可见高血糖症状。鼠脑炎、心肌炎(EMC)病毒M型变异可诱发

15、若干品系的成年小鼠糖尿病，如DBA2、CD-l、C3H、C57BL、BALBcj。第34页，共83页，编辑于2022年，星期三(3)遗传性及自发性糖尿病：kk小鼠由日本杂种小鼠交配得来的遗传性糖尿病小鼠，其生物特性类似ob小鼠，属先天遗传缺陷性小鼠。C57BLks小鼠是一种具有db基因的近交小鼠，其表现多食肥胖及血糖升高，类似人类中年肥胖合并糖尿病中国地鼠(黑线仓鼠)有50自发产生糖尿病，属多基因遗传，病鼠耐糖曲线类似人类型非胰岛素依赖性)糖尿病。BB Wistar系大鼠：是一种典型自发遗传 I型(胰岛素依赖性)糖尿病的动物模型。其临床表现为多饮、多食、体重下降、高血糖及酮尿。第35页，共83

16、页，编辑于2022年，星期三三、中医证候动物模型三、中医证候动物模型中医动物模型经30余年的研究，已形成独特的体系。为中医基础病理学、基础药理学研究提供了重要依据。第36页，共83页，编辑于2022年，星期三1960年发现,过量使用肾上腺皮质激素的小鼠表现为阳虚征象：体重下降、萎靡、耐寒力低。1963年又发现用助阳药(附子、肉桂、淡众蓉、仙灵脾)能治疗这种状态。1964年，易宁育用六昧地黄汤治疗类似阴虚的肾性高血压大鼠。1977年，上海中医学院用肾上腺皮质激素和甲状腺，加利血平复制小鼠阳虚、阴虚模型并用助阳药、滋阴药治疗。1979年，张启元尝试用灌喂大黄煎剂“泻下伤脾”，建立小鼠脾虚证模型。1

17、988年，由杨云主持研究的“劳倦和饥饱所致大鼠脾虚证模型”获得国家中医药管理局科技进步二等奖。第37页，共83页，编辑于2022年，星期三四、设计动物模型的注意事项四、设计动物模型的注意事项1尽可能再现所要的人类疾病的模型。复制模型时必须强调从研究目的出发，熟悉诱发条件、宿主特征、疾病表现和发病机制，充分了解所需动物模型的全部信息，分析时候能得到预期结果。要避免选用与人类对应气官相似性很小的动物作为疾病模型动物模型.doc第38页，共83页，编辑于2022年，星期三2注意选用标准化和实用价值高的动物。模型应适用于多数研究者使用，容易复制，实验中便于操作和采集各种标本。动物来源必须充足，选用多胎

18、分娩的动物对扩大样本和重复实验是有益的。尤其对慢性疾病模型来说，动物须有一定的生存期，便于长期观察使用，以免模型完成时动物已频于死亡或毙于并发症。野生动物在自然环境中观察有助于正确评价自然发病率和死亡率。复制模型时必须注意动物种群的选择，要了解各类动物种群的特点和对复制动物的影响。第39页，共83页，编辑于2022年，星期三用于生物医学研究的动物种群，可按其遗传成分和其环境被研究人员控制的程度，分为三种基本类型：实验室类型，它们可提供最大程度的遗传和环境操作；家养类型，不论是乡村或城市饲养的，人类对其干扰的程度不同，且动物环境与人类环境可为能极为接近；自然生态类型。几乎没有人为的干扰。可能某种

19、动物（啮齿目、食肉目、兔形目）可按所有三类类型进行研究，这就增加了对环境和遗传因素作比较研究的可能性。在选用三类动物种群复制动物模型时，必须了解它们各自的优点和缺点不同类型的动物种群的优点和缺点.doc第40页，共83页，编辑于2022年，星期三注意环境因素对模型动物的影响复制模型的成败往往与环境的改变有密切关系。拥挤、饮食改变、过度光照、噪音、屏障系统的破坏等，任何一项被忽视都可能给模型动物带来严重影响。除此以外，复制过程中固定、出血、麻醉、手术、药物和并发症等处理不当，同样会产生难以估量的恶果。因此，要求尽可能使模型动物处于最小的变动和最少的干扰之中。第41页，共83页，编辑于2022年，

20、星期三不能盲目地使用近交系动物,不然会导致不能控制的因素进入实验例如自发性糖尿病大鼠(BB、Wistar)除具有糖尿病临床特征外，还发现多种病理变化（外周神经系统严重病变、睾丸萎缩、甲状腺炎、胃溃疡、恶性淋巴瘤等）。因此要有目的地选择。半个世纪以来，近交系的开发不断提供着新的动物模型材料，大、小鼠疾病作为模型在医学使用量已高达7090%。第42页，共83页，编辑于2022年，星期三利用近交系作动物模型时还必须认识到：1.动物形成亚系后不应该再视为同一品系。要充分了解新品系的特征和背景材料。2.即使作为已形成模型的品系，由于不适当的育种方法和环境改变，还可发生新的基因突变和遗传漂变；即存在着变种

21、甚至断种的危险。3国外经常取用二种近交系的杂交一代（F1）作为模型。其个体之间均一性好，对实验的耐受性强，又多少克服了近交系的缺点。但盲目引进F1代动物对复制所要求的模型是缺乏意义的。第43页，共83页，编辑于2022年，星期三动物进化的高级程度并不意味着所有器官和功能接近于人的程度复制动物模型时，在条件允许的情况下，应尽量考虑选用与人相似、进化程度高的动物作模型。但不能因此就认为进化程度越高等的动物其所有器官和功能越接近于人。例如，非人灵长类诱发动脉粥样硬化时，病变部位经常在小动脉、即使出现在大动脉也与人类分布不同。据报导用鸽（White Gameau Pigeon）作这类模型时，胸主动脉出

22、现的黄斑面积可达10%，镜下变化与人也比较相似，因此也广泛被研究者使用。第44页，共83页，编辑于2022年，星期三正确地评估动物疾病模型应该懂得没有一种动物模型能完全复制人类疾病真实情况，动物毕竟不是人体的缩影。模型实验只是一种间接性研究，只可能在一个局部或几个方面与人类疾病相似。因此，模型实验结论的正确性只是相对的，最终必须在人体身上得到验证。复制过程中一旦出现与人类疾病不同的情况，必须分析其分岐范围和程度，找到相平行的共同点，正确评估哪些是有价值的。第45页，共83页，编辑于2022年，星期三第三节：第三节：免疫缺陷动物模型免疫缺陷动物模型免疫缺陷动物是指由于先天性遗传突变，或用人工方法

23、，培育一种或多种免疫功能缺陷的动物。免疫缺陷动物开创了肿瘤学、免疫学、细胞生物学的新的里程碑。第46页，共83页，编辑于2022年，星期三分类：分类：按免疫功能缺陷的种类常分为:1.T-淋巴细胞功能缺陷动物：裸小鼠、裸大鼠、裸豚鼠等。2.B-淋巴细胞功能缺陷动物：CBA/N小鼠、Arabin马和Quarter马等马属动物。3.NK细胞功能缺陷动物：Beige小鼠。4.联合免疫缺陷动物：Scid小鼠等其他人工定向培育的多种免疫功能缺陷动物。第47页，共83页，编辑于2022年，星期三常见的免疫缺陷动物常见的免疫缺陷动物1.裸小鼠 是指先天性无胸腺，且无被毛的小鼠,简称为裸小鼠。其突变基因为裸基因

24、,符号为:nu,是一个隐性突变基因,位于小鼠的第11号染色体上。目前，此基因已导入到不同品系的小鼠中,常见的有BALB/c-nu、C3H-nu、C57BL/6-nu等。第48页，共83页，编辑于2022年，星期三裸鼠的解剖生理特点：毛囊发育不良，外观上看几乎没有被毛，故称“裸鼠”；无胸腺，仅有胸腺残迹或异常的胸腺上皮。故不能分泌胸腺素，不能使T细胞正常分化，而T细胞是移植排异的主要细胞。细胞基本正常但功能欠佳。有较高的NK细胞数量和活性。因为IgG的产生需要T细胞和巨噬细胞的参与，其免疫球蛋白主要是IgM，只有极少量的IgG。自发肿瘤现象罕见，可能与NK细胞的活性高有关。裸鼠易患鼠肝炎和病毒性

25、肺炎。纯合裸鼠母性极差，且受孕率低，乳房发育不良。通常以纯合雄鼠与带有nu基因的杂合雌鼠（nu/+nu/nu）可获1/2裸鼠。裸鼠需饲养在屏障环境中。第49页，共83页，编辑于2022年，星期三裸鼠的应用 （1 1）肿瘤学。）肿瘤学。（2 2）微生物学。）微生物学。（3 3）免疫学。）免疫学。（4 4）寄生虫学。）寄生虫学。（5 5）遗传学。）遗传学。（6 6）遗传学。）遗传学。（7 7）临床医学。）临床医学。第50页，共83页，编辑于2022年，星期三2.裸大鼠 1953年，英国科学家首次在大鼠中发现一种外观与裸小鼠相似，只是被毛不像裸小鼠那样全无，通过解剖和免疫学检查发现其也是无胸腺、缺乏

26、T细胞功能，B细胞功能正常，细胞活力增强，繁殖方式与裸小鼠相同，且能接受异种组织和细胞移植。第51页，共83页，编辑于2022年，星期三3.Beige（bg）小鼠 为NK细胞活性缺陷的突变系小鼠，bg是隐性突变基因，位于第13号染色体上。纯合的小鼠（bg/bg）被毛完整，但毛色变浅，耳廓和尾尖色素很淡。这种小鼠其内源性NK细胞功能缺陷。纯合bg基因降低杀菌活性。bg对化脓性细菌感染非常敏感，对各种病原因子也都较敏感，bg小鼠必须在屏障环境中才能较好的生存。繁殖时可采用纯合子的亲本。第52页，共83页，编辑于2022年，星期三4.SCID小鼠 SCID小鼠的全称为“重症联合免疫缺陷”小鼠。其突变

27、点在16号染色体上，为单基因突变，突变符号为scid，当其纯合时，性状表现为淋巴细胞抗原受体基因编码顺序异常，造成T、B淋巴细胞不能分化为特异性的淋巴细胞，目前已有多种不同品系的SCID小鼠。第53页，共83页，编辑于2022年，星期三SCID小鼠的生物学特征：外观与普通小鼠无异样，但其胸腺、脾、淋巴结等免役器官的重量不到正常小鼠的30%。其胸腺多为脂肪组织包围，没有皮质结构，仅残存的髓质。外周白细胞较少，淋巴细胞仅占总数的10-20%（正常小鼠为70%）。饲养环境饲养环境 SCID小鼠需在屏障环境（空气洁净度万级以下）中，方能存活一年以上。其繁殖生产，以近交系繁殖方式进行，产子率和离乳率均低

28、于正常小鼠。第54页，共83页，编辑于2022年，星期三5.Motheaten小鼠 突变基因（me）位于第6号染色体上，出生后两天内即可有病变现象，表现为皮肤脓肿，有严重的联合免疫缺陷现象。对胸腺依赖和不依赖抗原均无反应，细胞毒和自然杀伤细胞活性低下。此小鼠对于先天性早期免疫缺陷和某些自身免疫疾病的研究有着重要的价值。第55页，共83页，编辑于2022年，星期三6.人工定向培育的多联免疫缺陷型小鼠 目前，常见的三种小鼠的三个隐性免疫基因，即 NK细胞缺陷的Beige基因、T细胞缺陷的nu基因和B细胞缺陷的Xid基因。可将它们杂交-回交，筛选出T、B、NK细胞三联免疫缺陷小鼠。这种小鼠对于实验性

29、的肿瘤移植和免疫功能的研究有着极其重要的作用。第56页，共83页，编辑于2022年，星期三转基因动物的概念转基因动物的概念 所谓转基因动物就是把外源性目的基因导入动物的受精卵或其囊胚细胞中，后改用注入受精卵的任何一个前核，并在细胞基因组中稳定整合，再将合格的重组受精卵或囊胚细胞筛选出来，采用借腹怀孕法寄养在雌性动物（foster mother）的子宫内,使之发育成具表达目的基因的胚胎动物,并能传给下一代。这样，生育的动物为转基因动物。这类动物由于外源性目的基因的稳定存在而赋于子代动物个体。第57页，共83页，编辑于2022年，星期三转基因动物技术的主要步骤转基因动物技术的主要步骤获取外源目的基

30、因外源目的基因导入生殖细胞或胚胎干细胞选择携带目的基因的细胞，选择体外培养系统和宿主动物转基因胚胎的发育及鉴定筛选所得的转基因动物第58页，共83页，编辑于2022年，星期三目的基因的制备目的基因的制备目的基因的获得 逆转录合成法 化学合成法 PCR扩增法目的基因的扩增 通过载体在宿主中克隆 通过PCR扩增目的基因第59页，共83页，编辑于2022年，星期三目的基因的导入目的基因的导入 脂质体介导法 脂质体是磷脂在水中形成的一种由脂类双分子层围成的囊状结构 形成囊状结构可将DNA包在其中 带有外源DNA的脂质体通过细胞的内吞作用进入受体细胞，达到基因转移的目的 血影细胞介导法 血影细胞：哺乳动

31、物细胞溶血，使血红蛋白大量逸出，最后成为仅有被细胞膜包被的细胞核结构 血红蛋白大量逸出时，外源DNA也容易进入。让血影细胞与受体细胞在适当条件下发生细胞融合，从而使外源DNA导入受体细胞 电转移法 受体细胞与外源DNA按一定比例混合后，放入电脉冲槽中，经用脉冲电压刺激，外源DNA即可进入细胞（或受精卵）第60页，共83页，编辑于2022年，星期三目前应用于生产转基因动物的方法 -原核显微注射原核显微注射生殖细胞载体生殖细胞载体反转录病毒转染反转录病毒转染体细胞核移植体细胞核移植胚胎干细胞技术胚胎干细胞技术应用较早并且被公认和成应用较早并且被公认和成熟的技术熟的技术最具应用潜力的并且也是目最具应

32、用潜力的并且也是目前发展最快的技术前发展最快的技术第61页，共83页，编辑于2022年，星期三原核注射原核注射 显微注射法是建立得最早的转基因方法，也是目前使用最为广泛、最为有效 的方法。其所具有的优点是:基因的转移率高，整合效率可达30%:可直接用不含有原核载体DNA片段的外源基因进行转移;外源基因的长度不受限制，可达几百kb;常常能得到纯系动物;实验周期相对比较短。第62页，共83页，编辑于2022年，星期三外源基因基因微注射移植受精卵小鼠出生转基因鼠的检测繁殖后代繁殖后代第63页，共83页，编辑于2022年，星期三A:准备注射的原核清晰的卵母细胞准备注射的原核清晰的卵母细胞B:注射过程注

33、射过程C:注射后的卵母细胞注射后的卵母细胞D:吸取基因注射液吸取基因注射液第64页，共83页，编辑于2022年，星期三转转GFP绿色荧光胚胎绿色荧光胚胎第65页，共83页，编辑于2022年，星期三转转GFP绿色荧光胚胎绿色荧光胚胎第66页，共83页，编辑于2022年，星期三生殖细胞载体技术有体外和体内转染生殖细胞的两种方法，前者又包括精子载体法、卵子载体法、受精卵载体法、胞浆内精子注射法等。精子载体法是将成熟的精子与外源DNA的载体共同孵育，使精子携带外源DNA，受精后外源DNA整合至染色体中。此法理论上是可行的、也有成功的先例，但成功率不高、效果不稳定，有待继续探索、完善。第67页，共83页

34、，编辑于2022年，星期三反转录病毒转染将目的基因重组到反转录病毒RNA载体上,制成高滴度的病毒颗粒,人为感染着床前或着床后的胚胎,也可以让胚胎与能释放反转录病毒的单培养层细胞共孵育以达到感染的目的。反转录病毒RNA进入寄主细胞后,被反转录为DNA,并在整合酶和其末端特殊核酸序列作用下整合到寄主细胞的基因组进行表达和遗传,得到转基因动物。第68页，共83页，编辑于2022年，星期三目的基因目的基因逆转录病毒逆转录病毒 卵母细胞卵母细胞成熟卵母成熟卵母细胞胞精子精子导入感染体外受精 囊胚囊胚受体受体动物子物子宫 胚胎移植 转基因基因动物物妊娠第69页，共83页，编辑于2022年，星期三体细胞核移

35、植体体细细胞胞核核移移植植技技术术是是先先把把外外源源基基因因整整合合到到供供体体细细胞胞上上,然然后后将将供供体体细细胞胞通通过过显显微微操操作作的的方方法法注注射射到到去去核核卵卵母母细细胞胞中中,组组成成重重构构体体,通通过过激激活活使使其其发发育育成成转转基基因因重重构构胚胚胎胎，再再把把其其移移植植到到假假孕孕母母体体,待待其其妊妊娠娠、分分娩娩后后便便可可得得到到转转基基因因克克隆隆猪猪。此此法法具具有有相相对对较较大大的的优优越越性性:转转基基因因效效率率高高,约约是是显显微微注注射射法法的的2 2倍倍；可可对对外外源源基基因因在在供供体体细细胞胞上上是是否否整整合合、整整合合状

36、状况况及及整整合合位位点点预预先先进进行行准准确确鉴鉴定定和和评评估估；也也可可以以提提前前预预测测基基因因的的表表达达情情况况；不不存存在在位置效应且能大大节省供体和受体动物的数量及费用。位置效应且能大大节省供体和受体动物的数量及费用。第70页，共83页，编辑于2022年，星期三目的基因目的基因动物胎儿成纤维细胞动物胎儿成纤维细胞卵母卵母细胞受体胞受体导入注核 囊胚囊胚受体受体动物子物子宫 胚胎移植 转基因基因动物物妊娠成熟卵母细胞成熟卵母细胞去核第71页，共83页，编辑于2022年，星期三核移植获得的表达红色荧光蛋白的兔克隆胚 左图为光镜视野照片，右图为激发荧光的照片。第72页，共83页，

37、编辑于2022年，星期三核移植获得的表达绿色荧光蛋白的兔克隆胚第73页，共83页，编辑于2022年，星期三2007克隆出世界首例转基因克隆兔TransgenicRes18(2):227-35,2009Apr(TRAGonline)doi:10.1007/s11248-008-9227-y世界首例转基因克隆兔在沪诞生世界首例转基因克隆兔在沪诞生(图图)2007-12-14 08:50来源：解放日报 实验首先取兔耳组织培养获得所需要的成纤维细胞，经过次传代，再将一种从特殊水母中提取的绿色荧光蛋白基因转染到兔子成纤维细胞中，再挑选出发绿色荧光的转基因体细胞，将其细胞核移植到成熟的去核兔子卵母细胞中，

38、最终构成了转基因胚胎。胚胎经过手术，移植入“代孕兔”体内。经过天孕期，通过给代孕兔剖腹产获得幼兔，再经人工辅助哺育，顺利断奶等一系列的过程，最终成功获得了这只转基因克隆兔。转基因克隆兔由于基因与原来兔子完全一样，加上有发绿光的标记基因，便于鉴定，可以尝试转入或转出某种基因，研究特定基因和相关疾病的关系。第74页，共83页，编辑于2022年，星期三2007获得世界首例转基因绿色荧光克隆兔获得世界首例转基因绿色荧光克隆兔第75页，共83页，编辑于2022年，星期三猪转绿色荧光蛋白的克隆胚胎体外发育猪转绿色荧光蛋白的克隆胚胎体外发育A:转EGFP供体细胞 注核 B:4-细胞转EGFP克隆胚胎 C:8

39、-细胞转EGFP克隆胚胎 D:转EGFP克隆囊胚第76页，共83页，编辑于2022年，星期三体细胞核移植方法生产转基因猪体细胞核移植方法生产转基因猪第77页，共83页，编辑于2022年，星期三胚胎干细胞技术将ES细胞植入动物囊胚后,可参与宿主胚胎的形成,直至达到种系嵌合,因此,可将其作为一种载体,把外源DNA导入ES细胞就可以实现由此发育而成的转基因动物。该方法的优点是外源基因的整合率很高,约50%,整合率在生殖细胞中的比例约为30%。缺点是不易建立ES细胞系。第78页，共83页，编辑于2022年，星期三嵌合体的制作通常由聚合法和显微注射法两种。聚合法首先去掉胚胎的透明带，然后将要聚合的细胞放

40、在一个凹槽内进行培养，使它们发生融合。进而发育为一个胚胎，再通过胚胎移植得到嵌合体动物；显微注射法是指将细胞或卵裂球注射到另一枚胚胎内（胚胎可以是不同阶段的，如2，4，8-细胞或囊胚），然后通过胚胎移植得到嵌合体动物。第79页，共83页，编辑于2022年，星期三囊胚注射 在直径为6cm的培养皿内用50l ES细胞培养液做操作滴。选择形态较好的，细胞小而圆的吸到注射针内。注射针从内细胞团对面的位置刺入，将ES细胞轻轻的注入到囊胚腔内，一般每个囊胚注射12枚左右ES细胞。等囊胚腔消失的后，慢慢的抽出注射针。注射完一批后，一起移入CZB培养液中，放入37、5%CO2的培养箱中培养。第80页，共83页，编辑于2022年，星期三目的基因目的基因ESES细胞细胞收集囊胚收集囊胚导入注射重重组囊胚囊胚受体受体动物子物子宫 胚胎移植 转基因基因动物物妊娠小鼠胶配小鼠胶配第81页，共83页，编辑于2022年，星期三 A:准备注射囊胚 B:ES形态 C:准备注射 D:注射过程 E:ES细胞完全进入囊胚中 F:注射后的囊胚 ABC DEF第82页，共83页，编辑于2022年，星期三出生的嵌合体小鼠第83页，共83页，编辑于2022年，星期三