一、基本概念
(一)定义
由不同品系或种群之间杂交产生的后代叫杂交群(hybrid strain)。用于实验研究的杂交群是指2个近交系之间交配所繁殖的子一代动物(F1-hybrid),简称F1代动物,如AKR和DBA/2小鼠交配后的第一代动物为AKD2F1等。F1代动物,其遗传组成均等地来自两个近交系品系,属于遗传均一、基因型相同和表型一致的动物,是医学生物学研究中所使用的相同基因型的一种。严格来讲,杂交F1代动物不是一个品系或品种,因为它不能自群繁殖成与杂交F1代相同基因型的动物。因此,实验动物的F1不同于一般遗传学上所谓的F1代动物。杂交群动物虽然遗传型是杂合的,但个体间的遗传型与表型是一致的,符合作为实验动物的基本要求,在实验研究的应用时能获得正确的实验结果。两个用于生产杂交一代的近交系称为亲本品系,提供雄性的为父系,提供雌性的为母系。在F1代动物生产中,两个亲本的互交情况则表达所用品系的性别。因为虽然是用相同的两个近交系杂交,由于所用的雌雄不同,则F1代动物因母体环境不同或性染色体不同而出现差异。例如C3H品系小鼠是高发乳腺癌,它与C57BL/6交配时,采用C3H雄与C57BL/6雌交配,所得到乳腺癌发病率低的F1代动物。因为乳腺癌因子可通过母乳传递给后代,而C57BL/6是低发乳腺癌品系,因此可以获得低发乳腺癌的F1代动物。反之,则得高发乳腺癌的F1代动物。
(二)命名
杂交群应按以下方式命名:以雌性亲代名称在前,雄性亲代名称居后,二者之间以大写英文字母“X”相连表示杂交。将以上部分用括号括起,再在其后标明杂交的代数(如F1、F2等)。对品系或种群的名称可使用通用的缩写名称。
例如:(C57BL/6 X DBA/2)F1=B6D2F1
(NMRI X LAC)F2
(三)杂交群的特点
1.遗传和表型上的均质性 虽然它的基因不是纯合子,但其遗传性稳定表型一致,就某些生物学特征而言,杂交F1代比近交系动物具有更高的一致性,不容易受环境因素变化的影响。
2.具有杂交优势 杂交F1代动物具有较强的生命力,适应性和抗病力强,繁殖旺盛、寿命长、容易饲养,在很大程度上可以克服因近交系繁殖所引起的各种近交衰退现象。
3.具有同基因性 杂交F1代动物虽然具有杂合的遗传组成,其基因型是整齐一致的,具有亲代双亲的特点,可接受不同个体及两个亲本品系的细胞、组织、器官和肿瘤的移植。
4.国际上应用广泛 已广泛用于各类实验研究,实验结果便于在国际上进行重复和交流。
(四)杂交群动物的应用
由于F1代动物具有与纯系动物基本相同的遗传均质性,又克服了纯系动物因近交繁殖所引起的近交衰退,所以受到科学工作者的欢迎,在医学生物学研究中得到广泛应用。
1.干细胞的研究 杂交F1代动物是研究外周血中干细胞的重要实验材料。
2.移植免疫的研究 杂交F1代动物是进行移植物抗宿主反应(graft versus host reaction,CVHR)良好的实验材料。
3.细胞动力学研究 如选用BCFl(CBAXC57BL/6)小鼠作小肠隐窝细胞繁殖周期实验。
4.单克隆抗体研究 目前大多数采用BALB/c和CBA杂交F1代小鼠作单克隆抗体研究,比单独用BALB/c小鼠要好,其F1代动物的脾脏比同日龄BALB/c小鼠的脾脏要大。
5.作为某些疾病研究的模型 例如NZBXNZWF1是自身免疫缺陷的模型(红斑狼疮),C3HXIF1是肥胖病和糖尿病的模型。
二、杂交群动物繁殖方法
杂交群动物的繁殖比较简单,只是将两个用于生产杂交F1代动物的亲本品系或种群进行交配,所得仔代即为F1代动物。如前所述,在F1代动物生产中,两个亲本的互交情况则表达所用品系的性别。因为虽然是用同样的两个近交系杂交,由于所用的雌雄不同,则F1代动物因母体环境不同或性染色体的不同而出现差异。F1代动物直接用于实验,不能留种。亲本规模大小可根据F1动物的需要量来决定。还需要说明的是,F1代动物互交后的子代为F1代动物,在个别的科学研究中时有应用。F1代动物与亲本之一交配称之为回交,与其他品系交配称之为三元杂交或四元杂交,几种杂交的示意图见图7-3。
图7-3 各种杂交方式的示例(A、B、C、D分别代表品系名)