实验动物学 小型猪.doc

小型猪在心血管系统、消化系统、生殖系统、老年病学、血液学、营养学、内分泌系统、皮肤、牙科、眼科、放射生物及免疫学研究中常猪和人在解剖学、生理学方面极其相似。用猪作为实验动物。近年来异种组织器官移植已受到医学界广泛重视，猪作为组织器官供体已显示出诱人的美好前景。因此，实验猪越来越受到生命科学领域的关注。但是普通猪体型大，饲育费用高，不便于实验操作和术后管理。小型猪体型小，饲料消耗低，操作管理方便，成为更理想的实验动物材料。在国外，二次大战以后已将猪作为实验动物广泛应用于生物医学研究，并且已培育出多种品系实验用小型猪。我国从八十年代开始开发小型猪资源，开展了小型猪实验动物化的研究工作，目前已初步培育出几个品系，有些品系仍在纯化培育过程中。重庆建世界最好的猪圈 ( 2010-03-10)重庆市有一群为了科研献身的小猪，它们住在堪称“世界上最好的猪圈”里，每天生活费近50元。日前笔者从重庆市科委获悉，国家小型猪医学生物学应用技术平台近日在大渡口区建桥工业园区建成，不久后，小型猪的生物学应用将形成产业化。小型猪生物实验基地负责人，三医大实验动物学教研室主任、医学博士魏泓说，这个耗资8000万元的小型猪科研基地堪称“全世界最好的猪圈”。为科研献身的小猪们住在恒温恒湿的“豪华猪圈”里，喝的是纯净水，用红外线取暖器，有自动喂食系统，一到时间，消毒过的标准化食物如鱼肝油、维生素C、矿物质就会送上来。照顾它们的都是大学生和研究生。据魏泓介绍，这里的母猪产子都是剖腹产，因为顺产会增加感染的几率。据悉，这样的小香猪长不大，体重最多只有10千克20千克。为了表示对这些为科研“献身”的小猪的尊重，按照规定，在做实验需要杀死某一只小猪时，必须先将其麻醉，同时，他们还做出了需要杀死小猪时不能在其同伴面前进行等人性化规定。据魏泓称，经过实验发现，小猪与人的相似度比小白鼠、猴更接近，于是，一些心血管疾病等实验都会用到它们，烧伤等创面敷面可用它们的皮代替。这样一只标准化的小猪售价可达2000多元。培育实验小猪的技术已经达到了全国甚至是世界一流水平。一、生物学特性和解剖生理特点1猪属哺乳纲、偶蹄目，猪科。外貌特征和习性：性格温驯，易于调教，喜群居。嗅觉灵敏，有用吻突到处乱拱的习性。对外界温、湿度变化敏感。猪为杂食动物。2猪和人的皮肤组织结构很相似，上皮修复再生性相似，皮下脂肪层和烧伤后内分泌与代谢的改变也相似。通过实验证明2、3月龄小猪的皮肤解剖生理特点最接近于人，见下表，人与3月龄小猪皮肤各结构厚度的比较（毫米）。人与3月龄小猪皮肤各结构厚度的比较（毫米）皮肤结构人小猪皮肤2.0(0.53.0)1.31.5表皮0.070.170.060.07真皮1.72.00.931.7基底细胞层所处的深度0.070.030.07表皮和真皮厚度的比例1:241:243猪的血液学、血液化学各种常数也和人近似。4猪的胎盘类型属上皮绒毛膜型，没有母源抗体（不能通过胎盘屏障）。灵长目动物中，IgG易通过胎盘屏障，IgM、IgA和IgE则不能。家兔IgG和IgM容易通过胎盘。猪初乳中含多的IgG和IgA、IgM，常乳中含有多量的IgA。5猪的脏器重要量也近似于人，如以猪（50kg）和人（70kg）相比，其脏器重量的比值为：脾脏0.15：0.21；胰脏：0.12：0.10；睾丸；0.65：0.45；眼0.27：0.43；甲状腺：0.618：0.029；肾上腺0.006：0.29；其他器官：8.3：9.4。6猪的心血管系统、消化系统、皮肤、营养需要、骨骼发育以及矿物质代谢等都与人的情况极其相似，猪的体型大小和驯服习性允许进行反复采样和进行各种外科手术。另外，它基因多样、繁殖周期短、生产力高，一窝产仔多，便于根据特殊需要进行选育。7小型猪性成熟时间雌猪为48月龄，雄猪为610月龄，为全年性多发情动物，性周期212.5天（1630天），发情持续时间平均2.4天（14天）；排卵时间在发情开始后2535小时，最适交配期在发情开始后1025小时，妊娠期114（109120）天；产仔数210头。8猪、鼠的贲门腺占胃的大部分，可是在狗、猫、兔却很狭窄。猪、猫幽门腺比其他动物宽大。猪、绵羊胆囊有浓缩能力很低，且肝胆汁的量也相当少。狗、猫、小白鼠、鸭和鸡分泌胆汁的速度较低，但胆囊浓缩胆汁的能力却很高。 猪的汗腺不发达，怕热又怕冷，最适温度为1825。二、在生物医学研究中的应用 猪和人在解剖学、生理学上有极大的相似性，所以在心脏机能、动脉硬化、牙科、消化道（胃溃疡）、营养、血液学、内分泌学、放射生物学及免疫学研究中，常用猪作实验动物。第二次世界大战以后，猪已成为广泛应用于医学科学研究的重要试验动物，为医学提供了重要而确切的比较医学知识。由于猪的皮肤、心脏血管、消化道、免疫系统、肾脏、眼球与牙齿等解剖和生理以及营养代谢均与人类相似，加上许多小型猪和无菌猪的育成，便于供应试验室应用，大大促进了医学和兽医学之间的合作研究。1980年如开的“猪模式应用于生物医学的国际研讨会”着重研讨了猪的血液学和包括血脂、动脉粥样硬化症和心肌疾病在内的心血管疾病、胃肠疾病以及免疫、营养、新生儿和胎内发育、代谢失调等问题。与会专家学者除一致认为猪是生物医学研究最佳的实验动物之外，还得出了几点重要结论：（1）猎胚胎血红素的分子结构和功能研究可用于探讨人类的先天性血液系统疾病。（2）以猪为试验动物可以探讨人类高脂肪食物与动物粥样硬化病变的关系。（3）从猪的杂食性研究中，可以探讨人类发育过程中许多疾病产生的原因。（4）人类心脏病的病因尚不十分清楚，加强研究猪心脏病的病因与病理，将是极有价值的。（5）进一步研究猪消化道免疫问题，将对了解人类肠道免疫机能提供宝贵的参考资料。猪在医学科学研究中常用于：1皮肤烧伤的研究：烧伤和烫伤是临床上常见的疾病，由于猪的皮肤与人非常相似，包括体表毛发的疏密。表皮厚薄，表皮具有的脂肪层，表皮形态学和增生动力学（猪30天，人21天），烧伤皮肤的体液和代谢变化机制等，故猪是进行实验烧伤研究的较理想动物，用于烧伤后创面敷盖，比常用的液体石蜡纱布要好，其愈合速度比后者快一倍（13天和25天）既能减少痛疼和感染，又无排斥现象，血管联合也好。2肿瘤研究：猪可以作为研究肿瘤无可比拟的、资源丰富的模型。经过选育后的一种美洲辛克莱小型猪，有80%可发生自发性皮肤黑色素瘤，其特点是发生于子宫内和产后自发的皮肤恶性黑色素瘤发病率很高，有典型的皮肤自发性退行性变，有与人黑色素瘤病变和传播方式完全相同的变化，这些黑色素瘤的细胞和临床表现很象人的黑色素瘤从良性到恶性的变化过程，故辛克莱小猪可作为研究人类黑色素瘤的良好模型。3免疫学研究：猪的母体抗体通过初乳传递给仔猪，刚出生的仔猪，体液内一球蛋白和其他免疫球蛋白含量极少，但可从母猪的初乳中得到一球蛋白，用剖腹产手术所得的仔猪，在几周内，体内一球蛋白和其他免疫球蛋白仍极少，因此其血清对抗原的抗体反应非常低。无菌猪体内没有任何抗体，所以在生活后一经接触抗原，就能产生极好的免疫反应。可利用这些特点进行免疫学研究。4心血管研究：小型猪在老年病的冠状动脉病研究中特别有用，其冠状动脉循环在解剖学、血液动力学方面与人类很相似，幼猪和成年猪可以自然发生动脉粥样硬化，其粥变前期可与人相比，猪和人对高胆固醇饮食的反应是一样的。某些品种的老龄猪在饲喂以人的残羹剩饭后能产生动脉、冠状动脉和脑血管粥样硬化病变，与人的特点非常相似。饲料中加入10%乳脂即可在两个月左右得到动脉粥样硬化的典型病灶，如加入探针刺伤动脉壁可在23周内出现病灶。因此猪可能是研究动脉粥样硬化最好的动物模型。5营养学研究、畸形学和产期生物学等的研究：产期仔猪和幼猪的呼吸系统、泌尿系统和血液系统与新生婴儿很相似。象婴儿一样，仔猪亦患营养不良症，诸如蛋白质、铁、铜和维生素A缺乏症等，所以仔猪广泛应用于营养和婴儿食谱的研究。由于母猪泌乳期长短适中，一年多胎、每胎多仔，易管理和便于操作，仔猪的胚胎发育和胃肠道菌丛也很清楚，所以仔猪成为畸形学、毒理学、免疫学和儿科学的极易获得的、很有用处的动物模型。6.遗传性和营养性疾病的研究：猪可用于遗传性疾病如先天性红细胞病、卟啉病、先天性肌肉痉挛、先天性小眼病、先天性淋巴水肿等，营养代谢病如卟啉病、食物源性肝坏死等疾病的研究。 7其他疾病的研究，猪的病毒性疾病如病毒性胃肠炎，可作婴儿病毒性腹泻模型。猪的霉形体关节炎可做人的关节炎模型。已培育成Von Willbrand猪专供血友病研究。猪还可进行十二指肠溃疡、胰腺炎等疾病的研究。猪的自发性人畜共患疾病有几十种，可作为人或其他动物的疾病研究模型。8悉生猪和猪心脏辩膜的应用：悉生猪和无菌猪可研究各种细菌、病毒、寄生虫病、血液病、代谢性疾病和其他疾病。利用猪的心脏瓣膜业修补人的心脏瓣膜缺损或其他疾患，目前国外已普遍推广，每年可达几万例，我国临床上也已开始应用。9.SPF猪的培育技术为养猪业法发展、建立健康种群、减少疾病损失、提高经济效益开创了一个新的途径。三、主要品种和品系目前用作生物医学研究用的猪品种有：普通猪、辛克莱猪（Sinclair,血液中胆固醇含量高，只需用球导管在动脉内制造一处伤疤，就会出现典型的粥样硬化病变。）、荷马猪（Homel）、汗佛特猪（Hanford）皮特曼-摩尔猪（Pitman-Moore）、冯温里布莱猪（Von Willbromd，先天有血友病，可研究血友病用）、乌克坦猪（Yu-Catan，系墨西哥无毛猪，天然可患糖尿病。）、聂布拉斯卡猪（Nebraska）、霍梅尔猪（ormel）、德国的戈廷根猪（ottingen）、日本用我国东北的小体型黑猪培育成的欧米尼（Oh-mini）小型猪等。目前常用的几种实验用小型猪简况：1明尼苏达荷曼系小型猪（Minnesota-Hormel stain）明尼苏达-荷曼系小型猪，于1943年由明尼苏达大学荷曼研究所用阿拉哈马州的古尼阿猪（Guineahog），加塔里那岛的野猪（Catalina island）和路伊斯安娜州的毕尼乌兹野猪（Pineywoods）3种猪的基础上，再导入加巴岛上的拉斯爱纳-朗刹猎（Ras-n-Lansa）培育而成的小型猪，其血缘成分分别含有上列4种的15%、19%、46%和20%。明尼苏达一荷曼系小型猪毛色有黑白斑，成年猪体重80kg，遗传性状比较稳定，变异不大。2毕特曼一摩尔小型猪（Pitman-Moore strain）毕特曼一摩尔系小型猪是由毕特曼一摩尔制药公司的研究室培育而成的小型猪。此猪以弗洛达野生的野猪为基础，与加利夫岛的猪等交配后所得的后代培育成。毕特曼一摩尔系小型猪以毛色有各种各样斑纹者居多。现在日本生物科学研究所也有引入繁殖的。3海辐特系小型猪（Hanford Strain）海福特系小型猪是海福特研究所作皮肤研究用的小型猪，1975年用白色种的帕洛斯猪（Palouse）和毕特曼一摩尔系小型猪交配改良，再导入墨西哥产的拉勃可种（Labco）育成的小型猪。海福特系小型猪成年体重7090kg，白皮肤。4高金根系小型猪（Gottingen strain）高金根系小型猪是高金根大学用明尼苏达一荷曼系小型猪与由缅甸输入的小型猪（Vietnamese）交配而成，再用白毛色的德国改良长白种导入显性白色因子培育成的小型猪。成年猪（24月龄）体重4060kg。国内小型猪的主要品系1.西双版纳近交系小耳猪2.贵州小型香猪3.广西巴马小型猪4.五指山小型猪5.中国实验用小型猪小型猪，又称minipig，小型猪是生物医学研究中应用最为广泛的非啮齿类大型实验动物之一，具有其它实验动物不可替代的优越性，而且作为异种器官移植最可能的供体成为研究热点，小型猪的研究和开发利用受到生物医药界的普遍关注。 编辑本段中国第一头小型猪诞生记经过中国农业大学李宁教授领导的课题组一年多的科技攻关，2005年8月5日，我国第一头体细胞克隆猪终于在河北省三河成功诞生。该项目得到了国家重点基础研究发展规划“973”项目以及北京市自然科学基金资助。当天上午10时50分，在河北省三河市明慧养猪公司，一头健康活泼的小香猪顺利诞生，经权威鉴定确认为克隆后代。这是我国独立自主完成的首例体细胞克隆猪，填补了我国在这一领域的空白。此次克隆猪供体细胞来自于我国地方优良猪种香猪的胎儿，受体卵母细胞来自屠宰母猪的卵巢。研究人员将实验室构建的克隆胚植入母猪体内，经过116天的孕育，代孕母猪共产下3头小猪。其中存活一头，体重1130克，目前健康状况良好。据专家介绍：开展猪的体细胞克隆具有极其重要的意义，在医学上可以为人类异种器官移植研究以及疾病模型研制提供理想的材料，在农业上可以丰富地方猪品种改良以及地方优良猪种保种的手段。猪的体细胞克隆难度比牛、羊大，此前仅有英国、日本、美国、澳大利亚、韩国及德国获得过猪的体细胞克隆后代。此次首例体细胞克隆香猪的诞生，表明我国在此项研究上已经进入国际先进水平行列，同时将为我国深入开展异种器官移植、优质猪培育以及地方良种猪保种等研究工作打下基础。中国农业大学成功地获得我国第一头体细胞克隆猪，这是我国独立自主完成的首例体细胞克隆猪，填补了我国在这一领域的空白。中国农业大学日对外宣布，在国家重点基础研究发展规划“”项目以及北京市自然科学基金资助下，李宁教授领导的课题组经过一年多的科技攻关，终于在月日这一天获得回报。日上午时分，在河北省三河市明慧养猪公司，一头体重克的克隆小香猪健康活泼顺利诞生。这头克隆小香猪的诞生表明我国在此项研究上已经达到了国际先进水平。猪的体细胞克隆难度比牛、羊大得多，此前仅有英国、日本、美国、澳大利亚、韩国及德国获得过猪的体细胞克隆后代，因而我国成为第七个拥有自主克隆猪能力的国家。据介绍，此次克隆猪供体细胞来自于我国地方优良猪种香猪的胎儿，受体卵母细胞来自屠宰母猪的卵巢。我国科学工作者将实验室构建的克隆胚植入头白色母猪体内，其中一头母猪妊娠，克隆胎胚经天发育，共产下头黑色小香猪，仅存活一头，截至目前这头克隆小香猪健康状况良好。香猪原产于于我国广西、贵州省山区，属于小型猪种。其肉嫩味香，无膻无腥，是生产优质猪肉的良种。中国农业大学以贵州香猪为材料培育出中国实验用小型猪，由于其适应性、抗病性强，饲养成本低，已被多家科研单位作为实验动物模型。李宁教授指出: 开展猪的体细胞克隆具有极其重要的意义， 在医学上可以为人类异种器官移植研究以及疾病模型研制提供理想的材料，在农业上可以丰富地方猪品种改良以及地方优良猪种保种的手段。由于猪的器官在生理功能以及形态大小上和人都非常接近，所以被认为是开展人异种器官移植的理想器官供体。此次首例体细胞克隆香猪的诞生，将为我国深入开展异种器官移植、优质猪培育以及地方良种猪保种打下坚实的基础。1两头克隆哥廷根小型猪和普通长白猪（右）的对比其器官适合用于人体移植据京华时报今日消息我国首批体细胞克隆医用小型猪5月24日在天津宝迪祖代种猪场出生，并有两头成功存活。昨天，参与研制培育的中国农大农业生物技术国家重点实验室介绍，这种医用小型猪的器官是国际公认的适合移植给人类的器官，克隆试验的成功打破了欧美长期的技术和资源封锁，为我国开展异种器官移植研究打下坚实基础。一窝产出6头克隆猪中国农大农业生物技术国家重点实验室张磊博士介绍，此次试验用同一头母猪作为移植受体，一窝生出6头克隆猪，其中2头雄性欧洲哥廷根小型猪健康存活，另一头雌性转基因克隆长白猪出生存活12小时后死亡，还有1头为哥廷根小型猪和2头转基因克隆长白猪出生死亡，克隆效率达到了国际先进水平。 两头健康存活的克隆小型猪出生重量分别为0.55公斤和0.6公斤。生下来就能撒欢跑“存活的两头小猪经过几天的严密观测检查，身体正常，可以说试验取得了成功。”张磊说，“两头哥廷根小型猪都是公猪，生下来就能跑，毛色油光发亮，非常可爱。”张磊博士亲眼目睹了小猪的出生。他说，两头小猪一模一样，科研人员都分不清。这两头小猪虽然血统来自国外，但“代孕母亲”却是一头大的长白母猪。这头母猪在科学术语上称为“受体”。尽管母子完全不同血统，但是哥廷根小型猪生下来很快就自己找到了母亲的乳汁。小猪器官可移植给人体据项目负责人、中国农大教授李宁介绍，欧洲哥廷根小型猪为国际公认的最佳医用模式动物之一，目前作为糖尿病、心脏病、高血压、帕金森病等重大人类疾病的动物模型和新药筛选模型，已经得到包括美国食品药品监督管理局在内的全世界医药管理机构认可；同时其器官大小、结构和生理特点等与人器官极为相似，已经成为国际上最理想的异种器官移植研究材料。移植难题突破指日可待据介绍，目前全世界接受器官移植的病人达60多万，而且逐年递增，我国仅等待肾脏移植的病人就多达30万。由于器官来源严重短缺，许多病人在等待器官过程中死亡，因此寻求可用于人类移植的动物器官特别是小型猪器官成为一个解决这一难题的新选择。“利用动物器官进行人类的异种器官移植面临最主要的问题就是免疫排斥，”张磊说，当未经过人源化的动物器官移植到人体内时，人体免疫系统会将其识别，并产生一些排斥反应使移植物坏死，最终导致器官移植失败。解决这一问题的关键是通过转基因方法将猪体内“排斥基因”敲除，培育转基因克隆猪。张磊透露，由于此次出生的3头转基因克隆猪并非因为异常情况死亡，按目前的研究进度，今年7月底将获得第一批转基因克隆猪。这意味着我国取得这方面的器官移植突破指日可待。目的观察小型猪正常腮腺的解剖、造影及组织结构，为研究人类腮腺疾病打下基础。方法对11只中国实验用小型猪的腮腺进行造影、解剖，并在光镜及电镜下观察其结构。结果造影示主导管细长，行至下颌角后下开始发出分支导管，上下走行，未见副腺体。解剖观察示腮腺重1020 g，主导管长1115 cm，直径13 mm，腺体呈三角形位于颌后区，未见副腺体。组织学观察示腮腺由典型的浆液性腺泡组成，腺泡细胞呈锥形，胞浆内有较多小泡，酶原颗粒不明显，主导管为复层鳞状上皮。结论小型猪是研究人类涎腺生理及疾病有价值的动物模型。五指山小型猪：人类疑难病的替难者 2007年12月11日12:07 科技日报本报记者贾婧 全球每天有成千上万的新病人加入等待器官移植的行列，仅以美国为例，每年有超过6.3万病人等待移植，但仅有不到1/3的人得到治疗，器官严重缺乏。我国每年有1213万尿毒症患者，仅能移植4000例。因此急需寻求可用于人类移植的动物器官，小型猪被认为是人类器官移植理想的“捐献者”，也是解决人类疑难疾病的“替难者”。 承担国家863“适宜异种器官移植五指山小型猪”项目研究专家冯书堂向记者描述了研究“五指山小型猪”项目的重要性，他颇为风趣地说：“可别小看这种小型猪，他可是多少农业科技人员心血的结晶，它现在已用于人类疾病模型和新药鉴定，已名负其实是人类的替难者，在人源化基因猪成功不久的将来，更能救助千千万万的器官缺乏患者！” “小型猪就是小猪吗？五指山小型猪又有什么不同呢？怎么如此厉害？”记者难掩心中对这只小猪的好奇，不解这“小猪”何以能做出这样的“丰功伟绩”。 冯书堂答道：“五指山小型猪确是小猪不假，但它可不是现在农村随处可见的小猪，他是我们农科院的科学家们跑破了鞋底、磨破了嘴皮，从广东保护回来的珍稀品种，又经过了近20余年的辛勤劳动而培育获得的。实验证明，只有这种近交的小型猪遗传才稳定、才能提供更准确的实验数据，各项指标与人类近似，可以代替人类，来完成各种药物的前期试验工作；并便于人源化基因猪的制作，以及日后还可能为人类提供器官，别看个头小，它的作用可大着呢。” 一度濒临灭绝的境地 为什么搞小型猪，为什么要搞五指山小型猪？ 冯书堂说：“现在，实验用小型猪日益重要，小型猪在解剖学、生理学、免疫营养代谢与疾病发生机理等方面与人有较大相似性，是理想的实验动物模型，而灵长类、犬、猫等动物在实验研究中受到伦理限制，使小型猪作为大型实验动物显得更为重要。” 但如此珍贵的“五指山小型猪”由于种种原因却一度濒临种族灭绝的境地。 据冯书堂介绍，在1989年时，从全国畜禽资源大调查的资料上分析出，“五指山小型猪”的小型化特征、遗传稳定性要远远好于科技工作人员曾在西德见过的西德哥廷根小型猪。 “当时由于种种原因对西德哥廷根小型猪没有引种成功，当时一些专家都一致认为，我国的五指山小型猪将会具有较好的应用前景。”冯书堂说。 基于这种思考，搞五指山小型猪的机遇就落到中国农业科学院畜牧研究所科研人员的肩上。1989年为保护这一宝贵资源，克服种种困难，将仅存留的2头小母猪崽和1头小公猪运至北京，开始了漫长的保种和近交繁育。 “自1989年至今，历经近20年的努力，在农业部、科技部、国家自然科学基金委等先后资助下，累计先后投资1300万元，从我国体型小、濒临灭绝的珍稀品种五指山小型猪中，分离、培育出世界上首批近交系猪。”冯书堂说。 实施过程、不断修改计划 “五指山小型猪”运至北京首先遇到第一个问题是：“五指山小型猪”是否具有小型特征？这是关系到“五指山小型猪”有无开发应用价值的大问题！也是同行关注的焦点。 冯书堂说：“当时我们也难以肯定回答，为解决此心头雾团，我们首先采取了自由采食、不限量的措施来求证。” 两年后项目组成员惊喜地发现原引种猪胸围增大、但腿不增高，两年未打任何疫苗、未发生传染性疾病。表现“五指山小型猪”确具有体型小、适应能力强的特点。 小型猪的特征是被证实了，但是“五指山小型猪”发情不排卵、配不上种又成了一大难题。项目组采用了外源激素处理的办法解决，以及定时观测，逐步掌握了其生物特性和饲繁规律。 “这样我们迈出了异地保种成功的第一步，1994年基础母猪50余头。”冯书堂笑着说。 异地保种成功后如何继续？又是一个难题。 项目组按照实验动物近交系培育方式，继续推进近交，同时利用分子遗传学手段进行监测，来发现特异性。 “证实五指山小型猪是理想的动物模型，我们做了五方面工作：一是近交繁育、二是近交验证、三是特异等位基因的发掘、四是矮小型分子机理，最后也是最重要的一点就是与人相似性分子遗传基础，即：SLA与人的HLA比对等论证。”冯书堂说，“我们利用一公一母五指山小型猪，经过20年努力，到现在，已近交繁育到第19代，建立了世界上首批近交系种猪群250余头，近交系数高”。 繁殖过程中也遇到了很多难题的项目组，采取了提高营养水平，定期舍外运动等综合措施，逐步克服了近交衰退的难题。 医学研究的理想“素材” 繁殖取得了成功，在对于“五指山小型猪”的研究上也相应有了亮点。 冯书堂说：“我认为，这个项目的亮点就是培育出了世界一流水平、理想的实验用近交系猪，为我国地方种猪资源保存利用提供了新途径。项目建立了近交猪繁育技术的规范化,培育出了世界上首批五指山小型猪实验用近交系，拥有我国自主 窗体顶端窗体底端知识产权。” 据他介绍，主要组织相容性复合物(MHC)是由许多紧密连锁高度多态的基因位点所组成的染色体上的一个基因系统，它编码一类细胞表面转膜蛋白(MHC抗原)。MHC基因决定人和动物种群和个体间是否发生免疫排斥反应，并与疾病的抗性和易感性以及动物的生产性能之间都有非常密切的关系。 冯书堂解释道：“这是家畜免疫遗传学和抗病育种研究中疾病抗性的候选标志基因。人的MHC称HLA、猪则称SLA，MHC基因群分为三大类、类、类和类基因。其中、与免疫密切相关，SLA与HLA越相近、就表明越适合猪到人的器官移植。” 因此，承担的863课题，对“五指山小型猪”近交系群体中白细胞抗原的研究具有重要的意义。 冯书堂说，试验表明，“五指山小型猪”在白细胞抗原中SLA类、类与人的HLA有较高的同源性。这表明“五指山小型猪”近交系是人类比较医学和器官移植的理想素材。 另外，通过实验，冯书堂和他的同事们还发现，“五指山小型猪”的器官和人类器官大小相近，解剖生理和人类相似，与人类的基因序列有较高的同源性、血液指标、免疫功能更近似人类。初步揭示与人类相似性及免疫同源性分子遗传学基础。 “小猪”蜚声海内外 “与人类的相似性得以证实后，实验用小型猪的应用前景就很广阔。”冯书堂说，“目前，我们已经在北京昌平南口建立了国家五指山小型猪保种场，为开发应用奠定了坚实的基础”。 到目前为止，已经先后向北京、天津、沈阳、石家庄等地40多个单位提供了实验用小型猪。 “该品系已被推荐为国家异种器官移植基础性研究和中国实验用小型猪资源开发与研究应用中心首选种猪。随着实验用猪多方位、深层次的研究，其开发利用深度和广度还会日益加深和拓宽，尤其在人类异种组织、器官移植研究应用中将发挥独特的作用，对我国生命科学研究将起到积极的推动作用。”冯书堂欣喜地说。 除了在国内得到了科研院所的认可，“五指山小型猪”项目取得的成绩，也提升了我国实验动物的研究水平、使其跨入了世界先进行列。 冯书堂告诉记者，这也已引起了许多国外专家的关注，意大利、韩国、美国、丹麦、日本、以色列、俄罗斯等国都相继提出了引种或合作研究的义项。 冯书堂说，目前，他还在从事一项国家“十五”攻关“中国实验用小型猪种质资源保存和生产基地建设”的课题项目研究，正在建立我国第一个实验用小型猪种猪场及近交系猪研发应用平台，将成为国家生命科学新的、国际对外合作研究的窗口。并可创世界一流产品，填补该领域的世界研究空白。 -数字863 该863项目与其它项目研究密不可分，在多项研究资助下相继进行，大致可分三个阶段： 第一阶段：1987年1995年。将1987年通过农校定点观察、留下的WZSP运至北京，在中国农业科学院畜牧研究所进行异地保种，在农业部资助下成立了五指山猪研究课题组、由冯书堂等人负责并获得成功； 第二阶段：1996年2007年。在中国农业科学院畜牧研究所进行异地保种和近交繁育，在农业部、科技部、国家自然科学基金委资助下成立了五指山猪研究课题组、由冯书堂等同志负责，按照祖孙三代内近交繁育，即全同胞交配、父女交配、子孙交配；2004年起按照父子二代内近交繁育并根据微卫星位点的不同分为三个家系；并进行分子遗传基础学研究； 第三阶段：2004年至今。在科技部、农业部资助下，在中国农业科学院南口农业工程中心，建立国家WZSP保种场和国家实验用小型猪种质资源保存和生产基地建设，由冯书堂等同志负责，按照父子二代内近交繁育、分子遗传基础、开发应用并进行SPF净化研究等。 五指山小型猪(WZSP)近交系培育与分子遗传基础研究，已通过了农业部组织的专家成果鉴定(2005)。先后获国家科委科技进步三等奖(1992)、农业部科技进步(1991、1999)二等、三等奖各1项、中国农科院科学一等奖(2006)、中华神农科技一等奖(2007)；另二项通过成果鉴定；专利二项(Z02149030.9等)。主编书一本，参编3本，国内、外发表论文80余篇。先后培养硕士、博士23名。 小型猪实验动物化研究现状及其应用前景发布时间:2009-04-14 作者:lybadm 信息来源：中国养猪第一网 点击率：311次张德福，戴建军，吴彩凤1 小型猪实验动物化研究的意义11 小型猪作为实验动物应用十分广泛猪在解剖学、生理学、疾病发生机理等方面与人极其相似，在生命科学研究领域中具有重要的实际应用价值。目前已用于肿瘤、心血管病、糖尿病、外科、牙科、皮肤烧伤、血液病、遗传病、营养代谢病、新药评价等多个方面。l982年、l985年曾先后2次分别在中国台湾和美国举行了“小型猪在生物医学研究中的应用”的国际研讨会，比较系统地反映了猪作为动物模型在生物医学研究中的重要地位，小型猪的应用数量逐年大幅度递增。同时，由于动物保护等因素，小型猪有望取代实验猴、犬成为被大量使用的新型实验动物。12小型猪作为生物医学材料呈现良好的应用前景小型猪作为异种移植的供体具有许多优点，其诱人前景吸引着众多的生物医学工作者和战略投资家。猪在心血管系统、消化系统、皮肤系统、骨骼发育、营养代谢等方面与人类具有较大的相似性，既能解决人源器官严重不足、提供源源不断的供体器官、组织、细胞，也可克服灵长类动物异种带来的伦理、烈性病毒传染病等问题，一直是人类异种移植的首选供体和研究开发的热点。转基因猪的研究一方面可为人类异种器官移植服务，另一方面也可作为生物反应器生产人类的重要蛋白。通过猪细胞人源化改造，用于人类疑难疾病的治疗，如猪红细胞抗原的化学修饰、猪血红蛋白与血液代用品、猪胚细胞与脑血栓的治疗等。转基因猪皮也即将实现产业化。许多猪源性人用生物制品和功能食品如凝血酶、纤维蛋白原、转移因子、抗人白细胞免疫球蛋白、凝血因子、卟啉铁等已经被美国、欧盟、日本等发达国家的食品药品监督管理部门批准生产，中华人民共和国药典和中国生物制品规程也有部分收载。制约上述制品产业化的主要因素是缺乏标准化的实验用猪和系统的病毒安全性检测体系。13我国小型猪研究具有源头创新、资源独特等特点我国具有独特而又丰富的小型猪资源，它们在原产地均为长期近亲交配形成的封闭群体，具有体型小、遗传稳定等特点，与国外的多品种杂交小型猪相比，具有明显的优势。以特有小型猪资源为基础，进行闭锁繁育，不仅保存了珍贵的品种资源，而且使品种遗传及表型特征更加稳定，更加符合生命科学研究的要求，达到了保种与选育的双重目的。这是我国具有独特的小型猪资源所带来的无可比拟的优势。经过选育的小型猪品系各具特色，使我国小型猪品系呈现高水准、独特、多样、适应生命科学研究多种需求，为其研究提供比较完善的参照系统、丰富基因类型的格局。版纳微型猪的高度近交及其近交系形成、亚系分化，五指山小型猪的近交，贵州小型猪趋于微型化，广西巴马小型猪“两头乌”独特毛色、微型化，均显示了其独特的优势。14我国生物医药产业的发展对标准化实验用小型猪需求迫切我国生物医学科学事业的发展使实验用小型猪得到了越来越广泛的应用。我国在人的血型改造、实验用小型猪接种人的血液干细胞研究及猪皮的改造等应用研究方面取得了重要进展，猪用于人类疾病模型的培育，人类异种器官移植等研究开发工作也对标准化的实验用猪提出了更高的要求。因此，开展我国特有实验用小型猪资源开发与应用研究，培育我国实验用小型猪近交系和封闭群，提出我国实验用小型猪遗传学、微生物学、环境、营养标准，形成我国实验用小型猪的理论与技术体系，满足生物医学研究对高质量实验用小型猪的需求已成为亟待解决的重要课题。2国外小型猪实验动物化研究发展现状21 国外培育的小型猪品种较多，但缺乏资源优势早在20世纪40年代，美国就开始了小型猪的培育开发研究。至80年代，美国、德国、日本等国家先后培育的小型猪品系主要有美国小型猪品系(包括Minnesota Hormel小型猪、PitmanMoor小型猪、Essex小型猪、Hanford小型猪、Yucatan小型猪、Nebraska小型猪)、日本小型猪品系(包括Oh mini Buda小型猪、Clawn mini小型猪、Huei-Jin小型猪)、德国Gottingen小型猪等，并陆续应用于生物医学研究。小型猪是珍稀猪种，原产地主要在中国和越南，发达国家大多缺乏优质原始的小型猪资源。国外小型猪培育多采用世界各地小体型猪种或野猪进行多品种杂交选育而成。因多品种作亲本，遗传基础不一，加之培育历史短，目前培育的小型猪体型普遍较大，毛色类型参差不齐，遗传背景及其表型尚待稳定。至于其近交系培育则开展更少，仅见美国Yucatan小型猪作过一定程度的近交培育，近交系数仅达到025037，可见近交培育是相当困难的。22 国外小型猪实验动物化研究与产业化同步推进，成效显著发达国家实验动物科学发展的整体优势和先进程度，加速了小型猪实验动物化的开发研究。l)从遗传资源的角度，集中攻关，缩短了小型猪的基础研究进程2)从微生物、环境、营养控制的角度，全面开展小型猪实验动物标准化研究，及早培育出SPF小型猪；3)从开发研究伊始就十分注重小型猪的商品化与产业化，一方面扩大了小型猪的研究范围及其品系的影响，更重要的是使小型猪的开发研究步入良性发展轨道。如德国Gottingen小型猪，l984年已畅销到多个国家和地区：随后又成立了Ellegaader跨国公司，拥有2个SPF育种场，专业从事实验用小型猪研究、开发和供应。23 国外小型猪应用广泛小型猪作为实验动物已广泛应用于肿瘤、心血管病、糖尿病、外科、牙科、皮肤烧伤、血液病、遗传病、营养代谢病、新药安全性评价等生物医学研究的多个方面，已成为人类的“替难者”。随着动物保护运动的兴起，国际动物保护组织对实验动物的限制愈加严格，多数经济发达国家均制定了一整套较为完善的实验动物管理法律法规，“3R”原则(Reduce，Replace，Refine)逐渐推广，非人灵长类及犬等高等动物使用受到限制，逐渐被猪等食用动物所替代。以加拿大为例，1994年与l989年相比，在常规实验动物使用量下降25的同时，实验用猪的使用量增加了55。小型猪作为人用生物医学材料的供体，一直是人类异种器官移植的首选动物。以器官的形态、功能匹配为原则，培育用于器官移植的小型猪；建立猪胚胎干细胞系用于基因改造，敲除与排异反应有关的基因；通过核移植技术或囊胚注射技术生产器官供体猪，为人类提供适当的供体器官，已为世人所公认，并付诸于实践。转基因猪的研究一方面可为人类异种器官移植服务，另一方面也可作为生物反应器参与人类重要蛋白的生产。如用于制备人血红蛋白的转基因猪培育成功，且转基因猪健康状况良好；利用小型猪生产猪源性人用生物制品，如凝血酶、纤维蛋白原、抗人白细胞免疫球蛋白、凝血因子、人造皮肤等。其中有的产品已实现产业化生产、有的已进入临床前研究、有的取得重大研究进展，呈现良好的应用发展前景。3国内小型猪实验动物化研究发展现状我国是养猪大国，具有培育小型猪得天独厚的资源及条件。从上世纪80年代初开始，我国开始对小型猪资源进行调查和实验动物化研究。其主要品系或资源有版纳微型猪近交系、五指山小型猪近交系、广西巴马小型猪、贵州小型猪、甘肃蕨麻小型猪、藏猪等。31 版纳微型猪近交系云南农业大学以版纳微型猪为种源，在上世纪70年代末开始近交实验。由于采取了不同于美英等国已采用过的设计方案和一系列重要措施，克服了近交衰退，使早期世代的近交系得以存活继代，分离和重组而纯合的有利或合意基因逐代增加而达到稳定。至2001年，近交系已顺利进入l9世代，近交系数将高达0983，培育成功两个体型大小不同、基因型各异的近交系和6个家系，在不同的家系内又进一步分化出具有不同表型和遗传标记的l8个亚系，始终处于国际领先地位。中国科学院上海实验动物中心于1995年自原产地引进版纳微型猪，系统地进行了生物学特性研究(国际合作项目)，目前保持有一定规模的核心群。32五指山小型猪(WZSP)近交系中国农科院畜牧研究所培育的WZSP原分布于海南岛五指山区。l987年从原产地迁地北京保种获得成功。原种猪其DNA指纹图相似系数已达0698，在原近交的基础上又继续进行全同胞或亲子近交繁育，目前理论群体近交系数最高达0965以上，而且遗传稳定，未发现有严重的遗传分离现象。已广泛应用于药学、比较医学、畜牧兽医学等生命科学领域，形成了其开发利用网络，产生了一定的经济效益和社会效益，引起国内外专家的关注。33广西巴马小型猪广西农业大学王爱德教授课题组从1 987年开始，从原产地引入广西地方猪种巴马香猪，采用基础群内闭锁纯繁选育及半同胞为主的近交方式进行选育，形成遗传相似性高、遗传性稳定的封闭群，并达到了一定程度的近交。其特点是遗传特性一致、稳定；白毛占体表面积大；体型趋于微型；早熟多产，耐粗饲。34贵州小型猪贵阳中医学院从1985年开始，以丛江香猪为基础种群，以小型化为育种目标进行定向选育，成为我国较早正式报道的小型猪。上世纪90年代上海交通大学农学院华修国教授自原产地引进贵州香猪(包括黑香猪和白化香猪)，系统地进行了贵州小型猪的实验动物化的开发和培育，完成了组织与解剖，生物学特性，微生物净化技术，实验医学应用，从各个侧面全方位地对香猪进行了系统的研究，其中上海市科委重大攻关项目生物医学实验用清洁级猪的培育达到国际先进水平。目前又建成了一个微生物净化的SPF级的小型猪核心群。35甘肃蕨麻小型猪甘肃蕨麻小型猪又称合作猪、山地猪，产于我国青藏高原，是典型的高原型小型猪种之一。由于长期生存在恶劣高寒气候(海拔20003000 m，最高气温277，最低气温28，年平均温度l7，温差较大)和低劣的饲养条件(终年以放牧为主，采食蕨麻等牧草的根、茎、籽及农作物的落叶等)下，具有许多适应高原环境的特点，长期以来自繁自养封闭繁殖，未受外来血缘的影响，形成一个稳定的小型原始地方猪种。贵州小型猪、广西巴马小型猪、版纳微型猪等均生长在海拔较低，温度、湿度较高的地区，而甘肃蕨麻小型猪则生长在截然不同的自然环境下，因此甘肃蕨麻小型猪将丰富我国小型猪资源库与基因库，可望为医学生物学研究提供独特的品系。36藏猪藏猪产于我国青藏高原的广大地区，为典型的高原型猪种。体型较小。产区于青藏高原气候恶劣的广大地区。藏猪长期在高寒气候和低劣的饲养条件下，终年放牧形成了适应高原环境的特点。而且产区交通闭塞，商业不发达，藏猪多在一定范围内自繁自养。在这一特