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    实验动物遗传质量控制:从国标检测到繁殖管理的三重保障体系​

    实验动物遗传质量控制:从国标检测到繁殖管理的三重保障体系​

    July 28, 2025
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    实验动物遗传质量控制体系对于确保实验结果的可靠性和有效性至关重要,百奥赛图动物中心拥有专业可靠的实验动物饲养繁育团队,以及符合国际标准软/硬件设施。今天我们从遗传检测,繁殖方法和标准化管理三方面来介绍一下。

    遗传检测

    01.遗传背景检测

    生产群每年至少进行一次遗传监测,每批至少检测4只,雌雄各半。

    近交系和封闭群动物

    常见的检测方法有生化标记检测,免疫标记检测,基因组测序法,DNA多态性检测法,微卫星,SNP分型检测毛色基因测试、下颌骨测量法、染色体标记检测等。

    核心检测方法对比

    image.png

    杂交群动物

    由于F1动物遗传特性均一,不进行繁殖而直接用于试验,一般不对这些动物进行遗传质量监测,需要时参照近交系的检测方法进行质量监测。

    02.基因修饰动物监测

    基因修饰设计的验证

    靶点设计验证:使用生物信息学工具(如CRISPR设计软件)评估sgRNA特异性,避免脱靶效应;对修饰位点进行测序验证(如Sanger测序或NGS),确认编辑的准确性和效率。

    载体构建验证:通过限制性酶切、PCR或测序确认载体结构正确性(如Cas9、sgRNA、同源重组模板等)。

    基因修饰动物的出生与鉴定

    初筛:PCR扩增靶区域,结合测序或电泳(如缺失/插入突变检测)。

    复筛:全基因组测序(WGS)或靶向测序评估脱靶效应。

    拷贝数分析:qPCR或Southern blot确认转基因拷贝数(如过表达或随机插入模型)。

    表型与功能验证

    分子水平:检测目标基因表达(qRT-PCR、Western blot)或蛋白功能(酶活性、免疫荧光)。

    生理/行为水平:根据研究目的设计实验(如代谢分析、认知行为测试)。

    对照设置:使用同窝野生型或未编辑动物作为阴性对照,排除背景干扰。

    遗传稳定性评估

    传代稳定性:连续繁育3-5代,通过PCR或测序验证修饰的遗传稳定性。 观察表型一致性(如杂合子/纯合子是否符合孟德尔比率)。

    繁殖方法

    01.近交系动物的繁殖方法

    引种

    作为繁殖用原种的近交系动物必须遗传背景明确,来源清楚,有较完整的资料。

    选择方法

    选择近交系动物繁殖方法的原则是保持近交系动物的同基因性及其基因纯合性。

    近交系动物的繁殖可分为基础群、血缘扩大群和生产群。

    02.封闭群的繁殖方法

    引种

    作为繁殖用原种的封闭群动物必须遗传背景明确,来源清楚,有较完整的资料,为保持封闭群动物的遗传异质性及基因多态性,引种动物数量要足够多,小型啮齿类封闭群动物引种数目一般不能少于25对。

    方法选择

    封闭群的种群大小/选种方法及交配方法是影响封闭群的繁殖过程中近交系上升的主要因素,应根据种群的大小,选择适宜的繁殖交配方法:

    ♦ 当封闭群中每代交配的雄种动物数目为10-25只时,一般采用最佳避免近交法,也可采用循环交配法;

    ♦ 当封闭群中每代交配的雄种动物数目为26-100只时,一般采用循环交配法,也可采用最佳避免近交法;

    ♦ 当封闭群中每代交配的雄种动物数目多于100只时,一般采用随选交配法,也可采用循环交配法。

    标准化管理

    保证实验动物遗传质量,还需要对动物进行标准化管理,从硬件管理,软件管理,人员管理等方面均需要建立相应的标准。

    01.硬件设备

    首先要符合实验动物福利的要求,必须保证动物有一个洁净,安全,舒适的居住环境,动物设施有合理的布局,没有交叉污染的可能,设备配置合理,防止与实验系统相互污染,各环境指标符合国标的相关技术要求。另外从控制实验动物遗传质量的角度,我们在划分动物饲养区域时,尽量做到不同种类,不同使用途径的动物分区饲养,如C57BL/6N,C57BL/6J外表非常相似,为避免遗传污染,条件允许的情况下可尽量分区域饲养。

    image.png动物房内部环境

    02.软件管理

    软件包括管理组织,各项规章制度,操作程序等管理体系文件,除了包括动物饲养,实验动物操作等相关内容之外,我们还可以适当增加笼卡管理(不同品系,不同靶点的动物可以采用不同颜色或不同类型的笼卡区分,同时笼卡上需要记录品系,代次,父母本等相应的信息,用于记录动物的遗传信息)。

    DSCN6017.JPG

    笼卡管理

    03.人员管理

    实验动物从业人员应经过培训,具有相关资质,并了解实验物SOP的内容,并严格按照要求完成工作内容,保存设施运行记录和动物操作记录,人员应熟悉掌握不同品系小鼠的管理及繁殖方法,避免因操作不当导致遗传污染。

    image.png

    实验动物从业人员

    参考资料:

    1.    GB14923-2022 实验动物遗传质量控制

    2.    实验动物从业人员上岗培训教材