[科普中国]-近交系动物

近交系动物：近交系是指近交程度相当于20代以上连续全同胞或亲子交配，近交系数达98.6%以上、群体基因达到高度纯合和稳定的动物群。近交系动物的育成是实验动物科学的一大进步，近交系动物的应用大大推动了遗传学、肿瘤学、免疫学等学科的发展。

概念有意识地从一个动物群体中选用血缘关系比较接近的雌雄个体，即有共同祖先的兄妹、姐弟、母子、父女进行交配，此种近亲交配的方式称为近交（inbreding）；经至少连续20代的全同胞兄弟姐妹之间或亲代与子代之间交配培育而成的动物，称为近交系（inbred strain）动物；又称为纯系动物。如BALB/c小鼠、C57BL/6J小鼠等。近交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。

在一个动物群体中，任何个体基因组中99%以上的等位位点为纯合时定义为近交系动物。经至少连续20代以上全同胞兄妹交配培育而成，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，该品系称为经典近交系1。

近交系动物的特性(1)同和性：在一个近交系内所有动物的所有基因位点都是纯合子，个体之间、祖代个体与后代个体之间都是纯合子。

(2)同基因性：一个近交系中所有个体在遗传上是同源的，所有个体都可追溯到一对共同祖先。个体之间可进行器官移植、皮肤移植、肿瘤移植。

(3)一致性：近交系动物任何可遗传的体征都是一致的，如血型、组织型、形态上的特征、行为的类型。如个体间出现差异，是环境不均一造成的。

(4)长期的遗传稳定性：近交系动物在遗传上是稳定的。遗传变异或基因突变的机率极低，并及时清除遗传变异的动物。

(5)可分辨性：近交系动物在遗传上已有分型，可根据这些位点的分型很快地将两个外貌相似的近交系分辨出来。

(6)个体性：从整个近交系动物来看，每个品系在遗传上都是独立的，在某些情况下，品系间的差别显示在量上，而不在质上，便于筛选。

(7)分布的广泛性：大部分近交系动物分布在世界各地，不同地区、不同国家的科学家有可能去重复或验证已取得的理论和数据。

(8)背景资料和数据较为完善：近交系动物在培养和保存过程中都有详细的记录，对于设计新的实验和解释所得结果提供了便利条件2。

特点基因纯合性（homozygosity)

在近亲交配时，近交系数可由下式算得：

Fn=1一（1一△F）”

式中，Fn——n代的近交系数；

△F——近交系数的代递增率，在同胞兄弟姐妹交配或回交情况下，△F为0.191；

n——近交代数。

按照国家标准要求，近交系的近交系数应大于99%。在近交系培育过程中，在兄弟姐妹交配情况下，从第4代以后，每代近交系数上升19．1%。而交配20代时，近交系娄F20已达98.6%。因而从理论上说，经过20代以上的兄弟姐妹交配，近交系动物的绝大多数基因位点都应为纯合子；这样的个体与同品系内任何一个个体交配所生的后代也是纯合子。即同一近交系动物的基因型一致，遗传组成和遗传特性亦相同。由于近交系动物具有这样的特征，因此采用这种品系动物进行实验时，因隐性基因暴露而影响实验结果一致性的可能性很小。

遗传组成的同源性（isogenicity)

基因型或遗传型是一切遗传基础的总和，是生物的内在遗传本质。遗传组成的同源性指某近交系动物群体内所有个体在遗传上是同源的，即可追溯到一对共同的祖先。由于其基因高度纯合，基因型又相当稳定，因而各个个体都极为相似。

表现型的一致性（uniformity)

由于近交系动物的遗传是均质的，所以在相同环境因素的作用下，其演出型是一致的。因此在实验中可用较少量的近交系动物，获得具有统计意义的结果。

对外界因素的敏感性（sensitivivy)

由于高度近交，近交系动物某些生理功能的稳定性降低，因而对外界因素变化的反应更为敏感。该特征使近交系动物更容易被制备为疾病模型动物，供研究使用。

遗传特征的可辨别性（identifiability)

近交系动物群体内几乎不存在遗传多态性，即每个位点只有一种基因型，而不会存在其他等位基因。通过对各位点进行遗传监测，可得知有关位点的基因型。此后采用相同的遗传监测方法，可以对动物品系进行辨认，以确定其遗传可靠性。

遗传组成独特性（individuality)

每个近交系从物种的整个基因库中，只获得极少部分基因，它们构成了该品系基因的遗传组成。因而，每个近交系在遗传组成，因而具有独特的表现型。各近交系之间的差异或大或小；它们可作为相应模型动物而应用于形态学、生理学和行为学研究。正是由于每个近交系动物只代表种属的某些特质，因此，采用某近交系所作实验的结果往往不直接代表整个种属的反应，而须在多个近交系作动物实验，以增加其代表性。

背景资料可查性（accessibility)

小鼠、大鼠、豚鼠等实验动物的近交系均有详细资料可查。这对实验设计和结果分析是非常重要的。

国际分布广泛性（extensity)

由于近交系具有以上特性，因此各国实验室都可繁殖遗传特性几乎相同的近交系，以利于研究结果的交流。

应用近交系动物的来源清楚，取材方便，是胚胎学、生理学研究及基因连锁分析的理想实验材料。而且，近交系动物个体间的均一性高，能消除杂合遗传背景对实验结果的影响，对刺激的反应一致，重复性好，因此，研究对照组和实验组所需的动物数目都较少。

近交系动物尚可应用于如下研究：

⑴组织移植：由于近交系动物个体间的组织相容性高，因此便于组织细胞或肿瘤移植研究。

⑵制作疾病动物模型：近交使隐性基因纯合性状得以暴露，可用于复制先天性畸形和先天性疾病的动物模型，如糖尿病、高血压等。某些近交系自发或诱发肿瘤的发病率较高。许多肿瘤细胞株尚可在某些近交系活体动物上传代。因而，这些品系是肿瘤病因学、肿瘤药理学研究的重要模型。

⑶比较遗传学研究：同时以多个近交系作对比研究时，可表明某实验结果具有普遍意义，或显示不同遗传组成对实验结果的影响。

命名国际上已规范近交系动物的命名，其规则是根据动物的来源、历史和培育经过，以一系列字母和数字作为品系代码（strain code）来表示。近交系动物通常以一个或数个大写英文字母表示，如A、DBA等。亦可以大写英文字母加数字命名，如C57BL、C3H。还有些品系的代码在此规定制定前已广为人知，如129、615等。有时还标注近交代数。通常在品系代码后加括号，先写“F”，后写代数；如615(F25）表 示615小鼠，近交代数为第25代。

亚系和支系在一个近交系内，因残余的杂合性或突变等原因，可导致该系动物形成数个具有部分遗传组成差异的分衷，称亚系（substrain）。此外还通常把经过技术处理的品系称为支系（sub.1ine）。饲养环境改变或进行技术处理，可能对动物的某些生物学特征产生影响。这些特征可能是遗传性或非遗传性的，因此有必要对这一类品系进行区分。将实验动物引种到另一个实验室，或经过某种技术处理，包括代乳（foster nursin9，f）或人工代乳（foster on hand-rearin9，fh）、受精卵或胚胎移植（egg or embryo transplant，e）、卵巢移植（ovary transplant，o）、人工喂养（hand-rearin9，h）和冷冻保存（freeze preservation，p）等，都可视为支系。

亚系命名在原品系名称后加一道斜线“/”，斜线后标明亚系的符号，亚系的符号有以下三种：

⑴数字，如DBA/1。

⑵培育或产生皿系的单位或个人的缩写英文名称，第一个字母用大写，以后的字母用小写。如CBA/J，表示由美国杰克逊研究所保持的CBA的亚系。

⑶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和C57BL/10J表示美国杰克逊研究所保持的C57BL的两个亚系。近交20代以后形成的亚系，以阿拉伯数字表示。如DBA/1、DBA/2等。在近交系形成以前分离的亚系通常以小写英文字母表示，如BALB/c。

下面列出的是常见的亚系单位或个人的英文缩写：

An美国国立肿瘤研究所H．B．Andewont博士

BirBirmingham大学肿瘤研究所

cd比利时Libre大学Albbert Claude博士

Crgl美国加州伯克莱大学肿瘤研究所遗传实验室

CRJ查尔斯日本子公司（Charles River Japan lnc)

Fo美国密执根州底特律大学生物系P．Forsthoefel博士

Gr英国伦敦大学动物系H．Grunebery博士

Gro荷兰Groningen大学遗传研究所

H英国医学研究协会放射医学部门所在地Harwell

Han德国Hannover Linden大学Versuchstierzueht中心研究所

He美国国立肿瘤研究所w．E．Heston博士

ICR美国国立肿瘤研究所（Institute for Cancer Research)

ICRC印度肿瘤研究中心（India Cancer Research Centre)

J或Jax美国杰克逊实验室（Jackson Memorial Laboratory)

JCL日本柯力亚（clea）公司（株式会社）

JCR日本国立肿瘤研究所（Japan National Institute for Cancer Research)

Jci日本实验动物中央研究所（Japan Central Institute of Experimental Animals)

JMC日本东京大学医学研究所 田坞嘉雄

Ka美国加州斯坦福大学医学院放射原系H．S．Kaplan博士

Ki美国俄亥俄州大学医学院Kirschbaum研究室

Lac英国医学研究委员会(Medical Research Committee，MRC）实验动物中心（Laboratory AnimaI Centre，Lac)

Mel英国苏格兰爱丁堡动物遗传研究所A．Melaren博士

M．K 日本北海道大学理学部 牧野佐二郎

MS日本国立遗传研究所 吉田俊秀

Ola英国牛津实验动物场

Pi美国犹他大学医学院H．I．Pilgrim博士

Rap前苏联莫斯科医学院近交系实验动物实验室

Rd或Rol法国巴黎G．Rudali博士

Re美国杰克逊实验室Elizabeth S．Russoll博士

sc美国Tufts大学心理系J．P．Scott博士

Se意大利Lucio Severt教授

sn美国杰克逊实验室Snell博士

Umc美国明尼苏达大学医学院生理系

Y前苏联Yurlov邮政实验动物研究所遗传室

其他常用英文缩写符号：

ICLAS国际实验动物科学委员会（International Committee of Laboratorv Animal Science)

WHO世界卫生组织（World Health Organization)

N1H或N 美国国立卫生研究院 (National Institute of Health)

COBS以无菌手段剖腹取出后饲养在屏障环境的动物（ceasarear originated barrier sustaied)

支系命名支系的命名是在原品系后附加小写英文字母，表明处理方式。代乳后的品系，在代码后加“f”（即fosert nursing），再写上代乳品系名称；如C3HfC57BL，表示C3H品系由C57BL近交系代乳。受精卵（egg，e）或卵巢（ovary，o）移植后培育的品系，在品系全称后加“e”或“o”，再写上接受受精卵或卵巢移植术的品系名称；

如AeB6，代表A系的受精卵输送到C57BL/6J母鼠子宫后孕育的品系。移植胚胎经冷冻保存的品系，在品系名称后加“P”（freeze preservation，p），再加“e”，并写上接受胚胎移植术的品系名称；如C57BL/6peCBA/H，表示C57BL/6的胚胎经冷冻保存后，移植到CBA/H母鼠子宫内孕育。近交系、亚系和支系综合命名法实例：

⒈DBA/1 fLACA/Lac

DBA为小鼠近交系名称，1表示亚系，f表示代乳，LACA为代乳母鼠的品系，Lac代表培育单位为英国医学研究委员会实验动物中心。

⒉C57BL/6J

C代表 nonalbino allele，57为第57号雌鼠，BL即BIack（黑色），6为亚系，J代表Jackson（杰克逊）实验室。

特殊类型重组近交系重组近交系（recombinant inbred strain RI）指由两个近交系杂交后，经连续20代以上兄弟姐妹交配培育成的近交系，称重组近交系。重组近交系的命名，在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予以区分。如AKR X B、AKR X B一2等，表示AKR和C57BL/10杂交培育的一系列莺绢近交系。

重组同类系重组同类系（recombinant congenic strain，RC) 指由两个近交系杂交后。子代与两个亲代近交系中的一个近交系进行数代回交（通常回交2代）。再经无对特殊基因选择的近亲交配而育成的近交系。重组同类系的命名，由两个亲代近交系的缩写名称中问加小写英文字母“c”命名，用其中做回交的亲代近交系（称受体近交系）在前，供体近交系在后。由相同双亲育成的一组重组同类系用阿拉伯数字予以区分。如ccsl，表示由以BALB/c(C）为亲代受体、近交系，以STS(S）品系为供体近交系，经2代回交育成的编号为1的重组同类系。

同源突变近交系同源突变近交系（coisogenic inbred strain) 指两个近交系。除了一个指明位点等位基因不同外，其他遗传基因全部相同。同源突变近交系的命名，由发生突变的近交系名称后加突变基因符号组成，两者之间以连接号“-”分开。如C57BL/6J-bg，表示C57BL/6J携带突变的bg基因。

同源导入近交系同源导入近交系（congenic inbred strain) 指通过杂交．互交或回交等方式将一个基因导入到近交系中，由此形成一个新的近交系。这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。同源导入近交系的命名，接受导入基因的近交系名称在前，后跟提供基因的近交系名称，两者之间以英文句号“．”连接。如B10．129．H一12b，表示接受导入基因的近交系为C57BL/10sn(=B10），导入B10的基因为H．12b，基因提供者为129/J近交系。

新型品系由遗传工程产生的新型品系

嵌合体小鼠（mouse aggregation chimeras)

用蛋白酶处理两种不同近交系的8细胞期受精卵后黏合形成嵌合胚胎，培养至128～256个细胞后移植入假孕母鼠子宫。嵌合体小鼠毛色和性状是母系和父系的嵌合。如SJL和C57BL/10的嵌合体为黑白条块状毛色二DBA/2与C3H的嵌合后代中，具有可用电泳法分开的异柠檬酸脱氢酶（IDH一1）或苹果酸脱氢酶（MDH），并有亲本“杂合”的一种异多聚酶。

单亲纯合双倍体动物

单亲纯合双倍体动物又称雌核发育技术；其原理与由植物花粉培育成纯合双倍体植株相似。以两种不同的近交系交配，在受精卵核尚未融合前取出雄性原核，尔后以细胞松弛剂使雌性原核加倍，形成二倍体，体外培养至囊胚期植入母体。此法产生的动物具有母亲的纯合性状，含两套完全相同的基因和染色体。

转基因动物

转基因动物是指以实验方法导入外源基因，在染色体组内稳定整合并能遗传给后代的一类动物。1981年，第一次成功地将外源基因导入动物胚胎，创立了转基因动物技术。1982年获得转基因小鼠。转入大鼠的生长激素基因，使小鼠体重为正常个体的二倍，因而被称为“超级小鼠”。此后相继培育成功了转基因兔、绵羊、猪、鱼、昆虫、牛、鸡、山羊、大鼠等转基因动物。

本词条内容贡献者为:

李少斌 - 副教授 - 长江大学生命科学学院