遗传标记和免疫学方法在实验动物质量控制中的应用分析
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作者:陈安琪
摘 要 生命科学的发展离不开实验科学，实验科学发展的最终目的是实现实验动物的标准化和动物实验过程中程序的规范化，只有这样才能保证实验结果的准确性、可靠性和完整性。因此，在现代研究过程中，将实验过程中所选用的动物逐渐由低级向高级过渡就显得极为重要，但这一过程要对实验过程中所选取的实验动物进行标记处理，同时还需要运用到有关免疫学方面的知识，以保证实验动物的质量。基于此，阐述现阶段实验动物质量控制的相关内容。
关键词 实验动物;质量控制;标记;免疫学
中图分类号：S865.1 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.36.062
动物实验研究为人类研究出乙肝疫苗、甲肝疫苗、流感疫苗、手足口病疫苗等作出了重要的贡献。进行动物实验研究，是生物制品研究阶段最重要的过程，如果在生物制品研究过程中缺少动物研究，那么提供给人类的生物制品就如同一颗定时炸弹，人类随时可能面临被毁灭的危险。随着科学技术的发展[1]，我国现阶段的实验动物研究正朝着高质量的方向发展，最早对进行生物制品实验研究的动物要求为普通级即可，再后来要求所选用的实验动物为清洁级别，而现在的生物制品实验研究的动物已经要求为SPF等级。《实验动物微生物等级及检测》国家标准也于2001年8月重新修订，并在2002年5月1日起开始正式实施，在该国家标准中要求，用于生物制品研究的实验鼠不能用普通级别的。同时，国外也有相关文件提出了同样的要求，因此，在生物制品的实验研究过程中，对实验动物的质量进行控制显得尤为重要，要控制好实验动物的质量，使用遗传标记和免疫学方法来实现实验动物的质量控制是目前研究的主要方向。
1 遗传标记在实验动物质量控制中的应用
遗传标记是指在实验动物的质量控制过程中，对动物体内的染色体或者染色体某一节段进行追踪，遗传标记的方法目前在实验动物的质量控制研究中被广泛应用。对实验动物进行遗传标记的方法因为实验研究的差异目前也有很多不同的遗传标记方法，下文将对各方法的使用研究现状进行总结。
1.1 遗传标记的方法
1.1.1 RAPD遗传标记方法
RAPD遗传标记方法是以PCR技术为基础，对需要标记识别的染色体或者染色体片段进行体外扩增，然后通过电泳分离后来观察相应区域DNA的多态性，是由Zane等[2]人研究发展起来的一种新型遗传标记方法，虽然这种遗传标记方法被使用的时间不是太长，但由于其在检测过程中具有方便、简洁、易于操作等优点，已经被研究者们广泛应用于各个相关领域的研究中。虽然RAPD是以PCR为基础进行的基因检测，但是PAPD不需要像PCR技术那样专门设计引物，不像常规PCR技术那样需要成对的引物，同时反应温度只需要在人体温度下就可以进行，正是由于其这一特性，在遗传标记的实验研究中，该方法被广泛使用。
1.1.2 表达序列标签标记方法
表达序列标签标记方法可以作为需要表达序列所在区域的分子标签，与其他来自非表达序列的标记相比，可以穿越表达序列的家系与种的限制[3]。表达序列标记方法可以对cDNA文库中的随机克隆测序从而得到cDNA序列片段，这个获得的序列片段是一个完整基因中的一小部分，这一小部分基因代表生物体某种组织某一时期的基因表达。由于表达序列标签标记方法的特殊性，在基因组进化研究领域将可以得到广泛应用，具有广阔的应用前景。
1.1.3 单核苷酸多态性遗传标记
单核苷酸多态性遗传标记属于第三代遗传标记，是医学、药物遗传学、人类遗传学法医学等多学科研究的热点和研究过程中的重要工具，这种遗传标记方法在该类遗传学研究中发挥着重要的作用。
1.1.4 细胞遗传学标记
在生物学研究中，能够明确显示遗传多态性的细胞学特征及染色体的机构特征和数量等的遗传学标记方法被称为细胞遗传学标记。现有的研究结果表明[4]，染色体作为遗传物质的载体，在物种中其结构不是完全保持不变的，在每个物种中存在一定的差别，产生差别的主要原因是染色体的变异、易位、导致和缺失等。运用细胞标记遗传学方法，可以将某一物种中现有动物的染色体和其祖先进行对比，找出该物种遗传和变异的特性，为该物种的育种方法和方向提供较好的研究方向。通过细胞遗传标记，可以确定所要研究的基因在该物种中染色体上的位置，从而可以在该物种群体中对所要研究的基因进行准确标记。
1.2 遗传标记的应用研究
1.2.1 遗传的多样性评价
遗传多样性研究的主要内容为等位基因的组成及等位基因的数目、平均有效等位基因数、观察杂合度、平均期望杂合度等。随机扩增多态性DNA标记方法，是从遗传物质的分子水平来揭示同一物种中个体间的差异和物种之间的相关性。表达序列标签遗传标记与传统的遗传标记方法相比，大大提高了遗传标记的工作效率，同时也避免了定位不准确的弊端，具有很好的遗传多样性评价。
1.2.2 物种及亲缘关系的确定
在动物育种中，要先选择实验动物，接下来要确定实验动物之间的亲缘关系，这是动物实验育种的基本前提。由于微卫星遗传标记方法可以通过分析等位基因在多卫星位点出现的频率，描绘出该品系基因的特点，因此用该方法可以对该品系中等位基因出现的位点进行监测，可以对相关物种进行更为准确的分类。细胞遗传学标记是运用染色体显带技术对核型分析后再鉴定亲缘关系。
1.2.3 研究物种的遗传结构分析
在物种种群结构的遗传分析研究中，微卫星遗传标记方法是一种遗传学标记研究中比较受欢迎的方法，在不同实验条件下不会对实验结果产生影响，同时也可以为研究物种的多态性提供更丰富的信息。
2 免疫学方法在实验动物质量控制中的应用
免疫学是一门由经验逐渐走向成熟的研究科學，目前的免疫学研究已经步入分子研究阶段，同时分子研究方法也已经运用在生物制品的研究开发和动物实验过程中，不同级别的实验动物其免疫功能也存在一定的差异。实验动物的等级是以对实验动物中微生物和寄生虫的控制程度进行分类的，一般可以分为4个等级。等级一是普通动物，是指所选定的动物不携带标准中所规定的人兽共患的病原、寄生虫及动物烈性传染病的病原。等级二是清洁动物等级，是指所选动物首先要符合普通动物等级要求，同时还不得携带对动物危害大及科学研究干扰大的病原虫和寄生虫。等级三是特定病原体动物等级，是指所选的动物不但要符合清洁动物等级，还不得携带主要潜在感染或条件致病和对科学研究影响大的病原和寄生虫的实验动物。等级四是无菌动物，是指不能检出任何生命体的动物。在实验动物免疫学质量控制过程中，除了对动物进行等级控制外，还要对动物生存的环境及日常的饮食进行控制。 2.1 影响动物免疫功能的外在条件
2.1.1 水源
影響动物免疫功能的水源为矿泉水，相关研究表明[5]，矿泉水可以通过提高人体内红细胞的超氧化物酶活力，从而改善人体的新陈代谢及心脑血管系统功能，但是矿泉水却对动物的身长发育和生产繁衍等监测指标无明显的促进作用。
2.1.2 膳食
食物是影响动物机体的主要因素，实验研究表明[6]，L-精氨酸对于小鼠在高温应激条件下产生的胸膜和脾脏的急性萎缩具有很好的缓解作用，能很好地缓解热应激对小鼠免疫功能的抑制。
2.2 免疫学方法在实验动物质量控制中的应用
2.2.1 诊断疾病
机体的免疫功能主要分为先天具有的免疫和后天获得的免疫。人体的免疫功能是为了保持机体生理功能的相对稳定，保证机体正常的新陈代谢，如果机体的免疫功能发生异常，必然会使机体的生理功能发生异常，最终产生病变，通过监测机体免疫功能，可以很好地预测机体生理功能发生的异常及病变的情况。
2.2.2 监测微生物
对实验动物进行微生物监测是实验动物质量控制中的主要指标，现有微生物监测方法有酶联免疫法、免疫印记法、夹心法、霉联免疫化学发光法等。
3 结语
对于实验动物的质量控制方法，现有的研究中有各种各样的方法，笔者就遗传标记和免疫学方法进行了概述，以期能够为相关研究提供一定的借鉴。
参考文献：
[1] Ellegren，Hans.Microsatellites：simple sequences with complex evolution[J].Nature Reviews Genetics，2004，5（6）：435-445.
[2] Zane L，Bargelloni L，Patarnello T.Strategies for microsatellite isolation： a review[J].Molecular Ecology，2002，11（1）：1-16.
[3] Jefreys A J，Wilson D.Amplification of humanmini satellites by the polymeras echain reaction：towards DNA finger print in single cells[J].Nucleic Acids Res，1988，16（23）：10953-10971.
[4] Tautz D.Hypervari ability of simples equences.ageneral[J].Nucleic Acids Res，1989，17（16）：6462-6467.
[5] Schlotter E R.Evolution arydyna micsofmi crosatellite DNA [J].Chromosoma，2000（109）：365-371.
[6] 田万强，张道义，林清，等.分子遗传标记与家畜育种进展[J].中国牛业科学，2008，34（5）：40-43.
（责任编辑：赵中正）
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