實驗動物科學(xué):第一節(jié)　雜交群動物(F1)的特點及應(yīng)用

一、定義和概念

1．定義：兩個近交品系動物之間進(jìn)行有計劃交配所獲得的第一代動物，稱之為雜交群動物（Hybrid　strain)或雜交一代動物，簡稱F1動物。如C57BL/6J和DBA/2小鼠交配后培育的第一代動物即為BDF1或B6D2F1；C57L/J和A/He交配后的第一代動物為LAF1等。

2．概念：F1是First　filial　generation的簡稱，即“雜交一代”或“子一代”，也叫“雜種一代”。但是，必須指出，實驗動物“F1”與一般遺傳學(xué)上所謂的F1不大一樣。一般的F1根本就是雜種，其個體之間差異很大，因為其親本本身是雜種，但是它們個體之間卻很均一，也就是說，從遺傳型上來看是異型接合體，而從它們個體與個體之間來看卻大家都雜得一樣，所以個體與個體基本上還是相同的，這是由于它們的兩個親本本身就是純種。所以，實驗動物這種的F1雖然遺傳型是雜合的，但個體間的遺傳型與表現(xiàn)型是一致的，可以適合作一般實驗研究用，能獲得正確的實驗結(jié)果。但F1動物是不能培育純系的，因為在子二代（F2)時，會發(fā)生遺傳上的性狀分離。

F1動物的生產(chǎn)是比較簡單的，采用兩個近交系進(jìn)行雜交而得。將兩個基因型不同的近交品系純合子作為親代，互相交配所產(chǎn)生的子一代即可形成F1動物。

子代：基因型Aa，表現(xiàn)型A♂AA×♀aa

例如C57BL品系小鼠基因為隱性基因（a)，被毛呈黑色，C3H品系小鼠基因為顯性基因（A)，被毛呈野鼠色，這二者均為純合子，相互雜交后，F(xiàn)1基因型和表現(xiàn)型均一致，但到子二代（F2)時，會發(fā)生遺傳上的性狀分離，因此不能用F1動物培育純系。

在F1動物生產(chǎn)中，必須強(qiáng)調(diào)的是兩個親本的互交情況要表達(dá)所用品系的性別，因為雖然同是用一樣的兩個近交系雜交，由于所用的雌雄不同則F1將因母體環(huán)境的不同或性染色體的不同的而有不同。

二、使用F1動物的優(yōu)點

近交系動物在遺傳上是均質(zhì)的，故可獲得精確度很高的實驗結(jié)果，在醫(yī)學(xué)研究上具有重要價值。為什么還要繁殖由兩個不同近交系進(jìn)行雜交所得的F1動物呢？這是因為近交系動物與雜種動物相比，生活力、支疾病的抵抗力以及對慢性實驗的耐受性的等都較差，對環(huán)境變異的適應(yīng)能力也較差，而且也較難繁殖和飼養(yǎng)。在一般設(shè)備條件下，如果要進(jìn)行慢性實驗，需要長期觀察，假使動物半途死亡，則實驗就不能取是如期的效果。反之，F(xiàn)1由于表現(xiàn)雜交優(yōu)勢，就多少克服了純系的缺點，對長期實驗的耐受性也大，而且對由于環(huán)境因素所引起變異的可能性也較純系為小。因此F1動物與近交系動物一樣，它們具有遺傳均一性，但生活力強(qiáng)，經(jīng)過雜交，從一親代來的隱性有害基因與另一親代來的顯性有利基因組合，成為雜合子，隱性有害基因的作用被顯性有利基因的作用所掩蓋，而出現(xiàn)雜種優(yōu)勢。綜合起來F1動物具有以下優(yōu)點：

1．具有雜交優(yōu)勢，生命力強(qiáng)，適應(yīng)性和抗病力強(qiáng)，繁殖旺盛等優(yōu)點，在很大的程度上可以克服因近交繁殖所引起的近交衰退現(xiàn)象。

2．具有純系動物基本相似的遺傳均質(zhì)性。雖然它的基因不是純合子，但基因型是整齊一致的，遺傳性是穩(wěn)定的，表現(xiàn)型也一致，因此它基本上具有近交系動物的特點。

3．對各種實驗結(jié)果重復(fù)性好。

4．具有親代雙親的特點。

5．國際上分布廣，已廣泛用于各類實驗研究，實驗結(jié)果便于在國際間進(jìn)行重復(fù)和交流。

上述F1動物的特點，說明為什么有了近交系動物，還要培育F1動物。一些發(fā)達(dá)國家在過去對微生物還沒有普遍取得人工控制時期，是優(yōu)發(fā)展F1動物的。鑒于我國當(dāng)前的物質(zhì)條件，應(yīng)當(dāng)很好發(fā)展F1的生產(chǎn)，宣傳其科學(xué)價值。

三、F1動物在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用

由于F1動物具有與純系動物基本相同的遺傳均質(zhì)性，又克服了純系動物因近交繁殖所引起的近交衰退，所以受到科學(xué)工作者的歡迎，在生物醫(yī)學(xué)研究中得到廣泛應(yīng)用。特別是在下列一些研究課題中用得更多。

（一)干細(xì)胞的研究

外周血中的干細(xì)胞是組織學(xué)中的老問題，大部分人認(rèn)為大淋巴細(xì)胞或原淋巴細(xì)胞相當(dāng)于造血干細(xì)胞。但在某些動物中，盡管在外周循環(huán)中發(fā)現(xiàn)有大淋巴細(xì)胞，偶爾有原淋巴細(xì)胞，一般也不認(rèn)為有干細(xì)胞的存在。根據(jù)目前的研究，可清楚地表明，來自F1種小鼠正常的外周血的白細(xì)胞能夠在受到致死性照射的父母或非常接近的同種動物中種植和繁殖，使動物存活和產(chǎn)生供體型的淋巴細(xì)胞、粒細(xì)胞和紅細(xì)胞，這證明小鼠外周血中存在干細(xì)胞。因此，F(xiàn)1動物是研究外周血中干細(xì)胞的重要實驗材料。

（二)移植免疫的研究

F1動物是進(jìn)行移植物抗宿主反應(yīng)（Graft-Versus-Host　Reaction，簡稱GVHR)良好的實驗材料�？梢澡b定出免疫活性細(xì)胞去除www.med126.com是否完全。如CBA小鼠親代脾臟細(xì)胞經(jīng)一定培養(yǎng)液孵育后注入CDF1（DBA/2×CBA)小鼠的腳牚，對側(cè)作為對照，如CBA親代小鼠免疫活性細(xì)胞去除干凈時，則將不產(chǎn)生移植物抗宿主反應(yīng)，否則相反。也可采用C57BL/6脾臟細(xì)胞懸液經(jīng)一定培養(yǎng)液孵育后注入BCF1（CBA×C57BL/6)小鼠腹腔，觀察脾/體比值，或用2月齡DBA/2小鼠脾細(xì)胞經(jīng)一定培養(yǎng)液孵育后注入CDF1（DBA/2×CBA)小鼠腹腔，測定其死亡率，鑒定免疫活性細(xì)胞的去除情況。

（三)細(xì)胞動力學(xué)研究

如選用BCF1（CBA×C57BL/6)小鼠作小腸隱窩細(xì)胞繁殖周期實驗；選用CDF1（DBA/2×CBA)小鼠作不腸隱窩細(xì)胞劑量活存曲線；選用DBF1（C57BL/6J×DBA/2)受體小鼠觀察移植不同數(shù)量的同種正常骨髓細(xì)胞與脾臟表面生成的脾結(jié)節(jié)數(shù)之間的關(guān)系等。

（四)單克隆抗體研究

雜交瘤合成單克隆抗體是近年來生物醫(yī)學(xué)中一項重大的突變。采用的小鼠骨髓瘤細(xì)胞系，一般將來自BALB/C品系小鼠，由此獲得的雜交瘤的細(xì)胞注入該小鼠腹腔后，即可生長腫瘤，同時產(chǎn)生高效價抗體的腹水。若BALB/C小鼠對一特定抗原不產(chǎn)生最適免疫應(yīng)答反應(yīng)時，也可改用C57BL/6或NEB等品系小鼠。英國目前大多采用BALB/C和CBA雜交F1代小鼠作單克隆抗體研究，比單獨用BALB/C小鼠要好，其F1代小鼠脾臟比同日齡BALB/C小鼠脾臟要大。

四、F1動物系組選擇和組合形式與命名

（一)系組選擇

F1動物品質(zhì)的好壞完全取決于其親代特點，因此選擇系組作雜交組合時應(yīng)考慮以下條件：

1．其遺傳特性能表現(xiàn)出雜交優(yōu)勢，系組合力強(qiáng)的品系。

2．具有試驗研究所要求的特性品系。

3．兩個品系間，具有較quanxiangyun.cn/rencai/強(qiáng)的親和力和較少的異質(zhì)差異。

4．通過對比觀察選出最理相的雜合組合。

只有選擇具有這些條件的品系進(jìn)行雜交，才能使其遺傳變異控制在最小程度。因此在決定雜交組合之前，一定通過不雜交組合的對比觀察，從中選出最理想的雜交品系組合，作為大量繁殖雜交F1的雙親，這是進(jìn)行雜交F1繁殖的重要條件。用于實驗研究的雜交F1，主要是兩個近交系之間的雜交所生F1，如C57BL/6×C3H/He的F1基因型為aaBbCc，BALB/C×DBA/2的F1基因型為AabbCc。又如C3H小鼠屬于高發(fā)乳腺癌品系，如將C3H雄鼠與C57BL/6雌鼠交配，可得到乳腺癌發(fā)病率低的雜交F1，是科學(xué)研究工作使用的重要動物模型。

五、交配方法

繁殖雜交F1小鼠的目的，是為了能在一定時間內(nèi)提供較大量的遺傳均一的實驗動物，因此交配方法最好采用循環(huán)交配或定期交配進(jìn)行生產(chǎn)。這種交配方法，可使90～95%的小鼠在居后第一個發(fā)情期懷孕，因此各胎生產(chǎn)周期比較集中，提供數(shù)量較多，體重和年齡較為接近，是比較科學(xué)的交配方法。

六、F1動物的標(biāo)志方法及要求

F1動物的標(biāo)志方法主要是標(biāo)明雜交群親本的性別與其品系名稱，習(xí)慣上雌本先寫，雄本隨其后，如C3H/HeJ♀×AKR/J♂可記為C3HAKRF1或簡稱C3AKF1；反之，如為AKR/J♀×C3H/HeJ♂，則記為AKC3F1。親本品系名稱和縮寫方法完全與近交系相同。

對F1動物的要求：

1．二個親本必須都是近交品系動物，根據(jù)實驗要求進(jìn)行有計劃的雜交。

2．雜交的仔代只能作實驗用，不能作種群用，而且只有雜交后的仔一代才有應(yīng)用價值。

3．在命名書寫時雌本品系在前，雄本品系在后。

七、國際上常用的F₁動物

1．AKD2F₁AKR×DBA/2

2．BA2C　F₁C57BL×A2G

3．BC　F₁C57BL×BALB/C

4．BCBA　F₁C57BL×CBA

5．BC3　F₁C57BL×C3H

6．B6A　F₁C57BL×6×A

7．B6D1F₁C57BL/6×DBA/1

8．CA　F₁　BALB/C×A

9．CAK　F₁　BALB/C×AKR

10．CBA-T6D2　F₁　CBA-T6×DBA/2

11．CB6　F₁　BALB/C×C57BL/6

12．CCBA-T6　F₁　BALB/C×CBA-T6

13．CC3　F₁　BALB/C×C3H

14．CD2　F₁　BALB/C×DBA/2

15．CL　F₁　BALB/C×C57L

16．C3B　F₁C3H×C57BL

17．C3D2　F₁C3H×DBA/2

18．C3L　F₁C3H×C57L