小鼠基础知识系列一:如何选择对照小鼠
设置合适的对照对于实验生物学的研究至关重要,而小鼠实验的对照选择往往更加复杂。在本文中,J博士将为大家介绍常见的小鼠对照选择的要点:
一、近交系小鼠的对照设置
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对于近交系小鼠疾病模型的基线对照,可以考虑使用无相关疾病的,同时遗传背景最接近的品系或者是亚系作为对照。比如I型糖尿病模型NOD/ShiLtJ(001976),
如果需要无疾病对照,可以考虑NOR/LtJ(002050),这个品系和NOD品系MHC相同,基因组相似度有88%,且没有胰腺炎和糖尿病症状。
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有时也可考虑经过实验处理,或者是遗传改造,消除了疾病表型的品系作为对照。还是以NOD/ShiLtJ(001976)I型糖尿病模型对照选择为例,NOD.CB17-Prkdcscid/J(001303)由于Prkdc突变,没有T细胞,同时也没有胰腺炎表型和糖尿病表型,也可以用来作为在NOD上研究I型糖尿病的对照。
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使用近交系小鼠开展实验时,更常见的场景是实验处理的对照,比如给药组和不给药组,感染组和不感染组等。这种情况,最好使用同窝或同品系小鼠开展实验,以尽可能保证除了处理不同,他们的遗传背景、生长环境等均一致。因此需要将这些小鼠打散并随机分配到不同的实验组,以避免偏差。
二、同源近交系突变小鼠的对照设置
▲ 最理想的对照是同性别同窝的野生型小鼠作为对照——这需要亲本处于杂合状态。
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当无法使用同窝野生型作为对照的时候,比如纯合品系。可以使用同背景的近交系小鼠作为对照。这种情况需要注意的是,该近交系小鼠和突变小鼠之间的差异有除突变基因外还潜在背景的遗传漂变,尤其是当两个群分开繁育的代数越多,风险就越大。而如果担心此类风险影响研究结果,希望实验结论更加严谨,可以将纯合突变近交系与背景品系配繁得到杂合F1代,F1代继续配繁,在F2代中就可以得到同窝野生型小鼠对照。
三、混合遗传背景突变小鼠的对照设置
▲ 混合遗传背景下突变小鼠是杂合状态,最好的对照也是同窝野生型小鼠。
▲ 如果是混合遗传背景下的纯合突变品系,可能就需要专门繁育一个种群来作为对照,即背景品系野生型的杂交F2代。
最常见的一个例子
早年很多靶向突变都是在一个129品系的ES细胞系上构建。筛选出来的突变ES细胞被注射到C57BL/6J囊胚中,从而得到B6和129的嵌合体。这些嵌合体通常会拿来与B6J回交得到后代。如果发生靶向突变的细胞发育成生殖细胞,这些后代相当于是B6和129的杂交个体。它们之间进一步配繁,可以获得目标突变。这个种群即是B6和129混合遗传背景。这种情况下,最合适的对照是B6和129野生型杂交的F2代。杂交F1代拥有父本和母本各自50%的遗传物质,因此个体之间是一致的;而杂交F2代中,亲本的基因型开始分离,不同个体之间开始出现差异。
四、尽可能减少对照小鼠与实验小鼠之间的差异
为了尽可能减少亚系之间的遗传差异,最好是从同一个供应商那里购买对照和实验小鼠。而为了尽可能减少环境、健康状况等差异带来的实验偏差,最好是将实验小鼠和对照小鼠饲养在尽可能一致的环境中;如果能很轻易区分,甚至可以考虑放在相同笼盒中饲养。同时,在实验中,也尽可能保证不同组别的小鼠处理步骤一致。
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