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<<实验动物学>>(3)

时间:2005-12-30 20:56来源:Internet 作者:bioguider 阅读:

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    1981年《上海畜牧兽医通讯.实验动物科学专辑》问世,现更名为《上海实验动物科学》。
    1982年国家科委在云南西双版纳主持召开了全国第一届实验动物工作会议,此后各地区、部门也相继召开了本地区、本行业的实验动物工作会议,加快了我国实验动物科学的发展步伐。
    1982年以来,我国建立了四个国家级实验动物中心。
    1983年钟品仁等编写的《哺乳类实验动物》由人民卫生出版社出版。
    1984年国务院批准建立了中国实验动物科技开发中心。
    从1985年起,国家卫生部在北京和上海两地首先试行医学实验动物合格证制度,并将实验动物的质量管理工作纳入国家标准化管理的渠道。
    1988年经国务院批准,国家科委颁布了《实验动物管理条例》,此后国家科委开始组织制定实验动物的国家标准,经过征求意见和修改,于1994年1月11日由国家技术监督局正式发布实施,实验动物管理走上法制化管理的轨道。
  在地方,各省、市、 自治区也相继建立起了省级的实验动物中心和各级实验动物管理委员会。各有关的大专院校和科研院、所等也分别建起了本单位的实验动物科学部、室、中心等。
  国内一些大的科学研究单位,如中国医学科学院、中国药品生物制品检定所、中国人民解放军军事医学科学院等均建立了规模较大的科研、生产、 教学兼备的实验动物机构 。从而组成我国多层次的实验动物科技网络系统。
    目前我国的实验动物质量检测系统已经逐步建立, 并开展了对于实验动物微生物、遗传、营养、生态环境等的检测工作。
    80年代初期,我国的孙静教授等从日本、瑞士引进免疫缺陷型动物-裸鼠,并饲养繁殖成功,用于肿瘤和免疫方面的研究。
    目前我国保存的近交系动物已有40多个品系,并开展了无菌动物、 无特殊病原体动物、免疫缺陷动物的饲养。清洁级动物和无特殊病原体动物在许多地区已经推广使用。
    80年代中期我国各地相继成立起实验动物的学术团体, 一些实验动物专业的学术刊物、专著及教科书等相继问世,并积极加强国内、国际之间的学术交流。
    1987年中国实验动物学会成立。在此之后,《中国实验动物学杂志》和《中国实验动物学报》相继创刊。
    1989年我国正式加入国际实验动物科学委员会(ICLAS),成为会员国之一,并开展了一系列的学术活动和国际交流,促进了我国学术水平的提高。以上标志着我国实验动物科学事业迈进了一个新的阶段。

              第五节 实验动物科学发展的方向和任务

    一、人才培养和教育
  1、人才培养 实验动物科学的发展需要优秀人才。 过去由于受到传统观念和各种因素的影响,我国从事实验动物科学工作的人才较缺。从八十年代开始至今,实验动物工作的科技队伍,已经有了很大的发展壮大, 但还不能完全满足实验动物事业发展的需要。现有的专业人员也需要继续培训提高。通过不同形式,进行各种层次的培训、建立有效的实验动物科学研究体系、加强学术组织、开展国际和国内的学术交流等, 都是达到以上目的的有力手段。
  2、教育 实验动物科学教育,目前在我国进行的还不十分普遍。尽管实验动物和动物实验与诸多学科相关联, 但在我国除部分的医学高校和农业院校学生开设《实验动物学》外,其他类型的学校很少开设。
    实验动物科学教育涉及到两个方面的内容,科学知识和职业道德的教育。
  许多专业的学生,如医学生,几乎从入校开始就进行各种动物实验,但是他们在此之前并未接受过这方面的教育和训练,必定存在许多困难,难以达到预期效果。 此类学生在进入动物实验之前,进行应有的实验动物科学知识教育和技能训练当然是必要的。
  同时也应该把道德教育放在一个重要的位置。 首先实验动物在科学研究和各种产品鉴定中,为了人类和其他动物的福利和健康,承受痛苦甚至牺牲。可以说,实验动物是人类的“替难者”。从道义上讲,人类应该尊重和爱惜实验动物。目前, 许多国家在动物保护方面都制定有专门的法规,我国的《实验动物管理条例》亦有规定,“从事实验动物工作的人员对实验动物必须爱护,不得戏弄或虐待”。这是工作人员应该遵守的起码道德。 
  工作人员认真地按照规程,管理和照料动物,以便培育出合乎质量标准的实验动物。操作人员实验过程中,“人道”的对待动物、客观实际的记录实验结果等, 都是重要的道德教育内容。
   二、提高实验动物的质量和品种、品系数量 在实验动物生产中,应该继续改善动物的生活环境, 建立标准化的实验动物房舍和动物实验设施,使实验动物达到国家规定的质量标准。只有这样,才能保证实验结果的准确性,实现动物实验的意义和价值。
  实验动物的品种、品系繁多,各种实验动物均有各自的生物学特性。目前世界上各种不同的品系动物、不同品系之间的杂交系动物、突变系动物、 以及利用转基因等遗传工程技术培育出新的品种、品系动物发展迅速。 在我国虽然已经有了一些自己培育和从国外引进的品系动物,但在品种、品系和使用数量上,尤其在转基因动物、高品质动物上,仍有差距,有待提高和发展。
  我国野生动物资源丰富,在引用野生动物进行实验动物化,培育新的品种、品系方面有广阔的前景,如树鼠句、雪貂、沙鼠等。
    三、引进先进的技术
    在实验动物科学中积极引进分子生物学技术,将实验动物学引向更高层次发展, 如采用聚合酶链反应(PCR)方法进行疾病诊断和遗传监测。利用转基因技术,可将分离到的人类疾病基因,再转移到小鼠或其它动物,获得理想的人类疾病动物模型,研究相应疾病,开展基因治疗等。
四、促进实验动物标准化、社会化和商品化 
    随着经济体制的改革,用市场经济的法则推动实验动物工作是必然的趋势。 实验动物的社会化和商品化既能解决实验动物的供应问题,也能保证实验动物的质量。同时可以减少大量的浪费。同时国家应在宏观上施行管理, 改变目前我国实验动物工作发展中“小而全,全而差”的局面。
    五、实验动物保护和替代
    对于动物实验,国际上始终存在着两种观点,有人支持动物实验, 但主张尽量限制由于实验给动物造成的痛苦;也有人反对动物实验,他们认为,人们无权使用动物进行实验。这些动物保护主义者,不管实验本身对人类和动物有多大益处, 一律反对动物实验。但是目前社会上并未完全接受这种观点。 虽然世界许多的国家都颁布有动物保护的法规,但还没有任何一个国家完全禁止使用动物进行科学实验。
    近年来,越来越多的人提倡另辟蹊径,尽量减少利用动物进行实验。三个“R”原则,正在逐渐被接受,3R即减少(reduction),替代(replacement)和精细(refinement)。主要内容为,实验中尽可能的少用动物,能用其他方法代替的尽量用替代方法, 对实验动物的饲养管理和操作尽量以最佳条件和善待动物,实验设计采用最佳方案。
    十多年来国际上替代方法甚为风行,成立了学会,出版刊物,组织宣传教育等, 并出现了计算机模拟,组织和细胞培养,统计分析及多种体外试验。如在药品质量检查中,以“鲎试剂”替代传统的动物实验等。但也有许多科学家担心,用替代方法取代动物实验,对科学发展将产生不利的影响。因此,替代也并不意味着取消动物实验。

第二章  实验动物的遗传与繁殖 
    
    实验动物的遗传规律符合一般生物学遗传原理,离开遗传学的基本知识就难以提供适于当今科学发展水平所需的实验动物。实验动物是以科学实验为目的,专门培养的动物。由于科学工作者在实验研究中对实验动物不断提出更高的要求,希望有各种更为合适的动物类型来完成科学实验,因而促使实验动物工作者从遗传学控制的角度选择、培育和生产实验动物。从遗传学的观点来看,实验动物是遗传学限定的动物。 
               第一节  实验动物的遗传学原理
    一、遗传与变异
    生存与繁殖是生物体的两个基本特征,生物体在自然界中生存,不仅需要维持生命,进行正常的新陈代谢活动,而且需要繁殖,产生与自己相似的个体,以保证物种世代延续。这种后代在形态、生理、生化等方面的特征与亲代的一致性,称为遗传。遗传现象是生物界的一个普遍现象。但在实践中,若仔细地检查子代的各方面特性,就可以发现或多或少在某些方面与亲代不一样,子代的个体间也存在着差异。最常见的如子代的身长、体重与它们双亲不一致;正常的健康群中出现的生理缺陷,如侏儒、小耳、白化、无胸腺等病态。这种后代与亲代或者兄弟、姐妹间的不一致性,称为变异。
    变异有不同的类型,有的可以遗传,有的不能遗传。凡是遗传物质发生变化的变异可以遗传。反之,遗传物质没有改变的变异则不能遗传。例如,将鼠的尾巴截去造成人为变异,即短尾, 但这种小鼠的后代仍是长尾, 这种截尾的实验连续进行20代,结果后代仔鼠依然是长尾。由此说明,截尾虽然可以产生变异,但没有改变鼠的遗传物质,所以这种变异不能遗传。此外,确实存在一种短尾的小鼠,“短尾”的特性是可以遗传的,由存在于第17对染色体短臂上的T-t基因控制,与H-2基因连锁,T基因是野生型基因,呈显性,表现型为长尾;t基因是突变型,呈隐性,tt纯合子表现型为短尾。遗传的突破即是变异,变异的巩固即是遗传。没有变异,遗传只是生命的机械重复,生物不会进化。没有遗传,即使产生了变异,其特征也不会传给后代。因此遗传和变异是生物进化的根本动力。
    二、染色体、基因和性状
    (一) 染色体:  在细胞分裂当中, 用光学显微镜可观察到的丝状物就称为染色体(chromosome)。染色体的数目和形态因物种而异。染色体上排列着基因(gene),DNA 与组蛋白和非组蛋白相结合所构成的染色体是细胞核的主要成分。不同种类的生物体,细胞核中DNA的含量差别很大;而同种生物体不同组织的体细胞,其细胞核中DNA 的含量却相同;性细胞核中DNA的含量只相当于体细胞核中的一半。动物的每一个体细胞均有两组同样的染色体叫二倍体,用2n表示。其中1对染色体与性别有关,称为性染色体(sex chromosome),其余称常染色体(autosome)。性染色体是决定性别的染色体。在哺乳动物中,雌性染色体是由形状一样、大小相同的一对同源染色体组成,即XX;与此相反,雄性的性染色体是由一条X染色体和一条比它小的多的Y染色体组成,即XY。鸟类和鳞翅目昆虫,雄性的性染色体是由形状一样、大小相同的一对Z染色体(ZZ)组成,而雌性的性染色体则由Z染色体与另一形状和大小不同的W染色体(ZW)组成。
    在常染色体当中,每两条形状、大小相同的染色体组成一对,就称其为同源染色体(homologous chromosome)。同源染色体的一方来自父体,另一方来自母体。不同对的染色体,形态和结构都不同,称异源染色体(heterologous chromosome)。
    (二)基因:基因是细胞内染色体上DNA分子的一定片段, (约为500-1500个碱基对)是传递遗传信息的基本单位。在动物体细胞中,只有约1--2%的基因处于活动状态,可以转录mRNA,这些基因呈疏松状态存在;其余基因则与组蛋白结合成为非活动状态的高级螺旋。不同细胞有不同的活动基因和非活动基因谱, 这是细胞分化的基础。
    (三)等位基因:基因以直线方式排列在染色体上,每个基因都有自己特定座位。凡在同源染色体上占据相同座位的基因,称等位基因(allele)。种群中一个座位的基因有两种或两种以上的变化形式,称为复等位基因(multiple alleles)。许多基因有复等位基因系列,这就使生物的群体有很大的变异性。这对生物的群体是有利的,多样化的个体便于适应不同环境条件。例如控制血型等免疫学性状的基因座位就属于复等位基因。
    (四)性状: 性状是指在任何生物体中,可以观察到的形态、生理、生化或心理等特征。不同的性状是由起作用的基因在表达过程中与环境相互作用所产生的结果。
    三、遗传基本定律
    (一)分离定律:现以小鼠为例对这一定律进行说明。一对相对性状的小鼠( 粉红色眼睛的小鼠与褐色眼睛的小鼠)进行杂交试验。其杂交结果显示,第一代(F1)都是褐色眼睛小鼠,与其褐色眼睛亲代的性状一致。F1小鼠出现褐色眼睛性状,称为显性(dominant)性状,而F1小鼠未表现出来的粉红色眼睛性状,称为隐性(recessive)性状。
    而在小鼠F1代雌雄个体相互交配产生的F2代身上,出现了亲代的粉红色眼睛和褐色眼睛两种色泽。若F2代有足够的数目,褐色眼睛小鼠与粉红色眼睛小鼠的比例则为3:1,这叫做分离定律。
    我们假设在控制小鼠眼睛颜色的等位基因中,控制褐色眼睛的基因为P(呈显性),控制粉红色眼睛的基因为p(呈隐性)。纯种褐色眼睛小鼠体细胞中基因型是PP,纯种粉红色眼睛小鼠体细胞中基因型是pp;纯种褐色眼睛小鼠产生的性细胞(精子或卵子)中只含一个P基因;而纯种粉红色眼睛小鼠产生的性细胞(卵子或精子)中只有一个p基因;通过杂交使褐色眼睛小鼠性细胞中的P基因与粉红色眼睛小鼠性细胞中的p基因结合于同一受精卵中,在子代体细胞中控制眼色的等位基因全是Pp;由于P基因是显性基因,p基因的作用被P基因遮蔽,只能表现显性性状,因而子一代全部是褐色眼睛小鼠。
    在子一代形成性细胞时,由于减数分裂,等位基因Pp又彼此分离,各自随机进入一个性细胞,因此子一代雄鼠产生两类精子:一类含P基因,一类含p基因。子一代雌鼠产生两类卵子:一类含P基因,另一类含p基因。这样,当子一代雄、雌鼠兄妹交配时,两类精子同两类卵子随机结合,形成PP、Pp和pp三种基因组合,其比例1:2:1。前两种基因组合虽然不同,但因P对p呈显性,所以Pp和PP一样,都表现显性性状(褐眼);后一种基因组合由于只含p基因,因而表现隐性性状(粉红眼)。子二代中显性性状与隐性性状的比例应为3:1。
    遗传学把个体各种性状的具体表现称为基因的表现型。把控制个体性状表现的基因组称为基因型。基因型是动物的遗传结构,通过杂交和分子生物学DNA 分析可以鉴别,表现型可以用肉眼看到或者可以借助于仪器测定。相同基因组成的基因型,称为纯合子,包括显性纯合子(如PP)和隐性纯合子(如pp)由不同基因组成的基因型,称为杂合子( 如Pp),纯合子与纯合子交配,纯合子的性状可以稳定地遗传给下代,而杂合子相互交配,其后代将发生分离现象。
    从上述一对相对性状的杂交试验可以看出,由一对显、隐性关系等位基因控制的相对性状,其遗传规律是:当两个纯种杂交时,子一代全为杂合子,只表现显性基因控制的性状(显性性状);子一代自群交配时,一对等位基因在子一代性细胞形成过程中,彼此随机分离进入不同的性细胞中,通过性细胞在受精过程中的随机结合,基因又重组成对。子二代的基因型比例为1:2:1。表现型的分离比例是3:1。这就是分离定律。不过需要指出,性状的分离现象是错综复杂的,必须满足一定的条件。这些条件是:杂种F1产生的两种配子生活力和数量相同,两种配子相互结合时,受精过程没有选择性;F2的3种基因型个体到观察计数时为止存活率相等;相对的性状都是由一对等位基因控制的;等位基因内,一个基因对另一个基因的作用呈完全显性,而且不受性别和其他基因的干扰;F2个体要有一定多的数量。

(责任编辑:泉水)
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