实验动物学-近交系动物

定义命名特点遗传监测补充：小鼠的毛色遗传

近交系银貂SilverMarten

Ⅰ.

abcdp

和毛色遗传

小鼠毛色是怎么来的?abcdp

和毛色遗传

小鼠毛色是怎么来的?毛发的色素来源于毛囊（hairfollicle）中的黑色素细胞（melanocyte）。黑色素细胞生成并分泌出色素颗粒，发干中的髓质和皮质细胞在生长过程中吸收这些色素颗粒，因此展现出颜色。黑色素细胞生成的色素：真黑色素（eumelanin）:有黑色和褐色两种类黑色素（pheomelanin）:类黑色素则是黄色的。决定小鼠毛色的基因位点多个，最常遇到的5个，位于不同的染色体1.a 2号ch上的agouti，编码分泌蛋白，阻抗促黑激素（Melanocyte-stimulatinghormone,MSH）的活性。MSH功能：确保黑色素细胞只产生黑色和褐色的真黑色素。由于agouti基因产物的影响，黑色素细胞某些时段也会产生黄色的类黑色素。决定小鼠毛色的基因位点最后的效果就是，毛发顶端以下会有一段是黄色，而其他部分都是黑色或者褐色。这样的效果被称为agouti毛色。Agouti毛色小鼠非常常见，胚胎干细胞来自于129小鼠品系，129的毛色就是agouti。决定小鼠毛色的基因位点真黑色素：黑色：黑agouti，小鼠毛发总体呈现一种稍带褐色的灰色；褐色：褐agouti，毛发是金黄色的。agouti毛色是显性遗传的，基因往往用A表示，而non-agouti则用a来表示。

决定小鼠毛色的基因位点2.b 4号ch上的brown

，编码黑色素合成路线中的一个酶。决定生成的真黑色素是黑色还是褐色。黑色是显性遗传的，用B来表示；褐色则是隐性遗传的，用b来表示。决定小鼠毛色的基因位点2.b 黑色的non-agouti毛发基本是纯黑的，常见，最有名的是用来做基因敲除的C57BL/6小鼠品系。决定小鼠毛色的基因位点3.c 7号ch上的albino，编码酪氨酸酶（tyrosinase），催化黑色素生物合成的最早一步。没有酶，黑色素无法合成，因此毛发呈现白色。决定小鼠是白色还是非白色。Albino是白化病的意思。非白色是显性遗传的，用C表示；而白色是隐性遗传的，用c表示。白色小鼠的毛色就是albino，是白化病鼠，不是正常的鼠。决定小鼠毛色的基因位点由于酪氨酸酶(cc)影响黑色素合成的早期步骤，一旦产生会完全掩盖其他毛色的性状。纯白和纯黑小鼠交配，后代的毛色？BALB/c，AAbbcc，白色决定小鼠毛色的基因位点4.d

9号ch上的dilute

，这个位点与其他毛色位点配合在一起，产生一种冲淡的颜色。不冲淡的颜色是显性，用D表示；冲淡则是隐性遗传，用d表示。产生冲淡颜色的原因是黑色素细胞形状异常，色素颗粒数量不变，但团聚在一起不够分散，整体效果就是毛色被冲淡。

TheDiluteBrownandnon-Agouti(DBA)strain aabbCCdd，淡巧克力色DBA/2JDilute d, Nondilute DBrown b, Black BNonagouti a, agouti AAlbino c, nonalbino CBasedontheearliercodingusedbyLittle,Lanetheorizesthattheuppercase"C"mayhavestoodforthenonalbinoallele.决定小鼠毛色的基因位点5.p

7号ch上的pink-eyeddilution，是隐性遗传，用p表示。Pink-eyeddilution小鼠黑色素的量少了很多，但黄色素受影响很小。呈现出的性状是小鼠有粉色的眼睛，并且毛色被冲淡。如黑色non-agouti的小鼠，如果有pink-eyeddilution的性状，看起来就象有银色的皮毛。BALB/c，AAbbcc，白色C57BL/6J，aaBBCC，黑色小鼠毛色表现型与基因型的关系是：“A－B－C－D－”为野生色；“A－bbC－D－”为桂皮色；“aaB－C－D－”为黑色；“aabbC－D－”为棕色；“----cc--”为白化。MaterialsandMethodsMiceBTLA-/-(10),PD-1-/-(17),anddualBTLA-/-andPD-1-/-micewerebackcrossedformorethaneightgenerationsonaC57BL/6background;HVEM-/-miceweregeneratedbyhomologousrecombinationandbackcrossedmorethanfivegenerationsonaB6background(Q.Yeetal.manuscriptinpreparation).Wild-typeC57BL/6(H-2b),BALB/c(H-2d),C57BL6/DBAF1(H-2b/d),Bm12(B6.C-H-2bm12/KhEg),andBm1(B6.C-H-2bm1/ByJ)micewerepurchasedfromTheJacksonLaboratory,housedinspecificpathogen-freeconditions,andusedforstudiesapprovedbytheinstitutionalanimalcareandusecommitteeofChildren’sHospitalofPhiladelphia.Ⅱ. 定义种Species，品种Stock，品系Strain实验动物品种、品系的概念超出了一般动物分类学的概念。实验动物中，把同一种动物中具有不同遗传特性的动物分为不同的品系和品种。常称封闭群为品种，近交系为品系1、一个品种或品系所需要的特征相似的外貌特征独特的生物学特性AKR,淋巴细胞白血病C3H，7,8月龄97%雌性小鼠患乳腺肿瘤ICR遗传稳定性杂交F1代商品代鸡近交共同的来源和独特的遗传组成2、近交系的定义近交系动物是指全同胞兄妹或亲子连续交配20代以上所形成的动物品系。随机交配的目标是保持遗传多样性，近交的目标是将其降低到零，使各种生理性状表现出最大程度的一致性。近交使基因纯合，杂交使基因杂合。近交使群体分化，杂交使群体一致。Generation0 Ga/Ga×

Gb/

GbGeneration1 Ga/GbGeneration2

Ga/Ga

Ga/Gb

Gb/

GbExpectedfractions ¼ ½ ¼

IncrossesofthetypesGa/Ga×

Ga/Ga

orGb/

Gb×

Gb/

GbOthertypes:

crosses 杂交

backcross 回交

intercross 互交

incross 近交N012345678…21P001/87/3253/128269/5121261/20485645/819224525/32768=74.8%…98.4%N 代数

P 近交的可能比例21stG，杂合子的比例已经降到了1.04%一个小鼠品系稳定的基础DBA,1909C57BL,1921Ⅲ. 命名国际小鼠标准化遗传命名委员会InternationalCommitteeonStandardizedGeneticNomenclatureforMice Chairperson:Dr.JananT.Eppig

(e-mail:jte@)G.D.SnellisthefirstChairman,1949大鼠基因组和命名委员会Chairperson:Dr.GoranLevan

(e-mail:Goran.Levan@gen.gu.se)基因位点的符号表示为：起始字母大写，其余都小写。Dw,dwarf;Hbb,hemoglobinβ-chainLpl，LipoproteinlipaseLpl基因,LPL含量或活性基因的命名多基因决定的基因座位由相同的字母符号命名，后跟一短线和区分的数字组成H-1,H-2，……同一基因的不同等位基因加上标区分H-2a,H-2b小鼠和大鼠亚系符号及

品系持有者命名的缩写JorJaxTheJacksonLaboratoryIcrInstituteforCancerResearchRlDrs.W.L.andL.B.Russell,BiologyDivision,OakRidgeNationalLaboratory,TennesseeJrJohnRappMcwMedicalCollegeofWisconsinKyoKyotoUniversity近交系的符号1. 由一个或几个大写字母组成A,NC,AKR,BALBA:由Dr.A.Dux.Strong保存,1921年用冷泉港实验室白化小鼠和Bagg白化小鼠杂交后近交培育而成。NC:由日本宠物鼠培育而成，纽约的Cv:Dr.VerneM.Chapman维持。近交系的符号2. 由大写的字母和数字组成，通常以字母开头C57BL,C3HC3H/St:1920,Strong,Baggalbino♀×

DBA♂C3H,C,CBA,CHI,C12I3. 一些已经存在并广泛应用的品系可以不遵守这些规定。如：1294. 近交代数指示法近交代数前加FA(F87)不明确的近交代数信息用问号和加号补齐DBA(?+F10)5. 已被认可的常用小鼠品系缩写129129strainsCBCBAAAstrainsD1DBA/1strainsAKAKRstrainsD2DBA/2strainsBC57BLHRHRS/JB6C57BL/6strainsLC57L/JB10C57BL/10strainsR3RIIIS/JBRC57BR/CDJSJLCBALB/cstrainsSWSWRC3C3HstrainsC:ColdSpringHarborLaboratory57:femaleNo.57(maleNo.52)BL:Black6:SubstrainJ:TheJacksonLaboratoryC57BR,C57BLC57BL/1,C57BL/6,C57BL/6J,C57BL/6N,C57BR/cdJ,C57LC57Dilute d, Nondilute DBrown b, Black BNonagouti a, agouti AAlbino c, nonalbino CBasedontheearliercodingusedbyLittle,Lanetheorizesthattheuppercase"C"mayhavestoodforthenonalbinoallele.C57Micefrom

TheJacksonLaboratoryleaden(grey)brownblack

black

black

black

C57BL/6Isnowprobablythemostwidelyusedofallinbredstrains.originnon-albino(aaBBCC)female57blacksubstrainsC57BL/6JC57BL/10JC57BL/10SnJC57BL/6NJC57BL/6JEiJC57BL/10SxJC57BL/6ByC57BL/6ByJC57BL/10ScNJC57BL/10ScSnJC57BL/10WtRkJC57BL/6HaJBL57C亚系Substrains残存的杂合性如果两分支是在近交20代之后和40代之前分离与共同祖先分离超过20代以上，由突变和遗传漂变引起的遗传变异进化是阻挡不了的A/He:源自WalterHeston的A小鼠近交系的一个亚系A/WyDiSn:Woolley的A近交系DickieSnell原始品系的根符号，加向前的斜线和亚系的符号。亚系符号通常用品系来源的实验室或个人名称来命名。注意存在一些特例BALB/c小鼠不是亚系:1913年由H.Bagg培育;1927年从MacDowell到Snell;1932,Snell加/c。DBA/1和DBA/2是分开的近交系，不是亚系。杂交F1代Hybrids杂交F1代的命名是两个父母代近交系名称的缩写（母本的名称置于前面）后面跟上F1.D2B6F1 DBA/2母系和C57BL/6J父系杂交第一代.全名(DBA/2N×C57BL/6J)F1.B6D2F1

全名(C57BL/6J×DBA/2N)F1.重组近交系

RecombinantInbredStrains两个近交系动物杂交后再经过20或20代以上的兄妹交配所形成的品系，常表示为RI.命名时用父母代品系名称的缩写，中间用大写的X分开。CXB,CXB2,CXB3CB1BD22F1两个重组近交系的杂交一代，CXB1母系和BXD22父系;全称(CXB1/ByJ×BXD22/TyJ)F1.同源突变近交系

CoisogenicStrains由于突变导致单一基因位点不同的近交系。突变变异-进化通常有害,也有例外Lpl447,db,ob佼佼者命名:品系(亚系)符号–突变位点基因符号DBA/Ha-DC3H/N-+/Wv分离近交系

SegregatingInbredStrains分离近交系：采用某种交配方法，使个别基因位点上的基因呈杂合状态，从而分离出带有不同等位基因的品系。特殊交配使一个或几个已知位点的基因处于杂合状态，培育成分离近交系。命名：品系符号-分离位点的基因符号WB-w/+BALB/c-nu/+裸鼠的繁育体系

♂nu/nu×nu/+

♀♂

nu/nu

♂

nu/+♀

nu/nu♀

nu/+dy肌肉萎缩症小鼠基因导入近交系

CongenicStrains将某基因导入某近交系中形成的新的品系。用重复回交的方法。命名：背景(受体)品系的符号.供体品系的符号–不同基因的符号B10.129-H-12b一个有C57BL/10Sn(B10)遗传背景的品系,

不同的是携带了品系129/J的等位基因。TheJournalofImmunologyTable H-2MutantsH-2HaplotypedesignationStraindesignationbm1B6.C-H-2bm1bm2B6.C-H-2bm2bm3B6.C-H-2bm3……bm12B6.C-H-2bm12……品系单体型KI-ASDB10(C57BL/10)H-2bbbbbC57BL/6H-2bbbbbDBA/2H-2dddddBALB/cH-2dddddB10.D2H-2dddddC3HH-2kkkkkCBAH-2kkkkkB10.BRH-2kkkkkBTLA-/-(10),PD-1-/-(17),anddualBTLA-/-andPD-1-/-micewerebackcrossedformorethaneightgenerationsonaC57BL/6background;HVEM-/-miceweregeneratedbyhomologousrecombinationandbackcrossedmorethanfivegenerationsonaB6background(Q.Yeetal.manuscriptinpreparation).Wild-typeC57BL/6(H-2b),BALB/c(H-2d),C57BL6/DBAF1(H-2b/d),Bm12(B6.C-H-2bm12/KhEg),andBm1(B6.C-H2bm1/ByJ)micewerepurchasedfromTheJacksonLaboratory,housedinspecificpathogen-freeconditions,andusedforstudiesapprovedbytheinstitutionalanimalcareandusecommitteeofChildren’sHospitalofPhiladelphia.MaterialsandMethodsMiceBTLA-/-(10),PD-1-/-(17),anddualBTLA-/-andPD-1-/-micewerebackcrossedformorethaneightgenerationsonaC57BL/6background;HVEM/miceweregeneratedbyhomologousrecombinationandbackcrossedmorethanfivegenerationsonaB6background(Q.Yeetal.manuscriptinpreparation).Wild-typeC57BL/6(H-2b),BALB/c(H-2d),C57BL6/DBAF1(H-2b/d),Bm12(B6.C-H2bm12/KhEg),andBm1(B6.CH2bm1/ByJ)micewerepurchasedfromTheJacksonLaboratory,housedinspecificpathogen-freeconditions,andusedforstudiesapprovedbytheinstitutionalanimalcareandusecommitteeofChildren’sHospitalofPhiladelphia.ReagentsAnArmenianhamsterA. 近交系的表现型特点1. 表现型的均一性Uniformity2. 个体性，独特性IndividualityB. 近交系的遗传特点3.基因纯合性Homozygosity4.遗传稳定性Geneticstability5.同基因性Isogenicity6.可分辨性IdentifiabilityC. 近交系的系谱特点7.分布的广泛性Internationaldistribution8.资料可查性BackgrouddataavailabilityⅢ. 近交系的特点Ⅳ. 遗传监测近交系动物并非完全相同残存的杂合性Residualheterozygosity遗传原因近期发生的突变尚未通过近交固定——进化的脚步是阻挡不住的.近交过程中不可避免地选择优势性状偶然事件：遗传污染Inbredmice生物医学研究中的最大优势：品系内遗传变异降至最低，从而实现最大程度的可重复性。缺点是近交衰退inbreedingdepression

：窝产仔数降低，窝数减少，生育力降低，不孕率增加，初生仔数死亡率提高，抗病力下降，生命期缩短。相对的杂交F1代：杂交优势hybridvigor，遗传变异小；表现杂交优势，杂交优势大小取决于父母代品系之间的差异程度。基因打靶小鼠的制作Ⅰ.

基因打靶的材料1.

胚胎干细胞(embrostemcell,ESC)

小鼠ES细胞是从着床前胚胎（孕3~5天）分离出的内细胞团（innercellmass,ICM）细胞，它具有向各种组织细胞分化的多分化潜能，能在体外培养并保留发育的全能性。

2.打靶载体1.

胚胎干细胞E14TG2a细胞系

来自129/Ola小鼠携带毛色基因:Agouti位点:AA；

c位点:cchcch

,和p位点:pp

。犬毛色基因位点C：该位点有四个等位基因、基因C使个体表现为有色毛；Cch表现为青紫蓝色；Ce表现为浅灰色；c使毛色为白色，他们的显性次序：C>Cch>Ce>c兔的毛色基因：全色(C),青紫兰(Cch),喜马拉雅(Ch)及白化(c)129/Ola小鼠,AAcchcchpp,奶白色并有粉红色眼睛.C57BL/6J，aaBBCC，黑色嵌合体Chimeras,毛色表型为：来自受体囊胚的黑色背景上，镶嵌着几块由ESC发育成的表皮层生长出的浅颜色的毛皮。嵌合体动物（Chimeras）

嵌合体动物：将动物品系内、种内、种间或属间的两个或多个胚胎以聚合或注入等方法嵌合在一起培养，使之发育成一个胚胎，称为嵌合胚胎。再将此胚胎移植给假孕母体，发育成个体。把具有两种以上动物胚胎细胞的动物称为嵌合体动物。129/Olamice,AAcchcchpp,Creamy-whitecoloredwithpinkeyes.C57BL/6J，aaBBCC，黑色小鼠毛色表现型与基因型的关系是：A－B－C－D－,野生色；A－bbC－D－,桂皮色；aaB－C－D－,黑色；aabbC－D－,棕色；----cc--,白化。验证2.打靶载体（Targetingvector）a.同源臂Homologousarms

(打靶基因)b.遗传标记次黄嘌呤磷酸核糖转移酶基因(hprt，hypoxanthinephosphoribosyl-transferasegene

),次黄嘌呤核苷neomycinresistancegene,neor（新霉素抗性基因）,带G418的培养基,

细胞毒性药物,氨基糖苷类抗生素单纯疱疹病毒—胸苷激酶基因(HSV-tk,herpessimplixvirusthymidinekinase),培养基中加入丙氧鸟苷(Ganc)→毒性核苷酸b.遗传标记①正向选择基因-neor② 正负双向筛选系统（Doublepositive-negativeselectiongenes，PNS）

培养基中同时含有G418

和丙氧鸟苷同源重组对G418和丙氧鸟苷Ganc都不敏感随机整合对G418不敏感，但对丙氧鸟苷敏感1. apoE

基因克隆从小鼠apoEcDNA

克隆