近交系动物概述

一、基本概念
杂种动物经过相当于20代全同胞兄妹单线连续繁殖，各条染色体上的基因趋于纯合，品系内个体差异趋于零，近交系数大于98.6%即为近交系动物。这种动物在自然界里并不存在，是人工专门培育的实验动物。
以上定义对于小鼠是非常严格的, 但是对于其它物种的动物有时需要加以区别。在某些情况下“近交系”的名称仅仅说明了该品系内的遗传差异性降低了。这种情况出现在：品系的近交代数在各繁殖线上少于20代。但是该系的某一条繁殖线上所有个体间的异体植皮获得成功。两代之间间隔时间特别长的动物也许只要通过几代的兄妹交配繁殖就能使用“近交系”这个名称。
二、命名
目前对于小鼠的命名，已有国际统一规定。主要参照小鼠标准化遗传命名国际委员会(International Committee on Standardized Genetic Nomenclature for Mice) 。近交系小鼠国际命名法是近交系动物命名的主要参照。大致介绍如下：
1. 近交系一般以大写英文字母命名，尽量简短，一般１～４个字母，例如A、AE、DBA、STAR等。
2. 有些命名可在大写字母中间加一些阿拉伯数字，如C3H、C57BL等。
3. 近交系的近交代数用大写的英文字母“F”表示，例如当一个近交系的近交代数为87时，写成(F87)。如果资料不全，可以只写上已知的代数，如AKR(F? 10)等。
4. 亚系的命名,在原品系名称后加一道斜线“／”斜线后标明亚系的数字或符号。例如，DBA／1、DBA／2、C57BL／6J等。
5. 有时一些较早使用的非正规命名，已广泛为国际所共知，可以沿用。如 615 、129、101等。
6. 经人工处置形成的支系， 在原品系名称后面加一个小写的英文字母以标明处置方式，具体符号是：卵子移植“e”、奶母代乳“f”、人工喂养“h”、卵巢移植“o”等。例如，“C3Hf”、“C3Hf、C57BL”和“C3HfB”都表示由C57BL品系代乳的C3H近交系。
三、特性
(一)纯合性和一致性：在一个近交品系内所有动物的基因位点都应该是纯合子，这样的个体与该品系中任何一个动物交配所产生的后代也应该是纯合子，在这些动物中没有暗藏的隐性基因。由于近交系动物是相同基因型的动物，因而任何可遗传的体征都完全一致，例如血型和组织型，形态学上的特征(体重，毛色等)，甚至行为的类型也趋于一致。在同一品系内动物个体间进行皮肤和肿瘤移植不被当做异物排斥。如能应用生化或免疫学的方法检测个体在各染色体上的基因标记，同一品系内不同个体间的基因标记完全一致。
(二)遗传稳定性：已建立的近交系动物在遗传上具有高度稳定性，个体遗传变异仅发生在少量残留杂合基因和基因突变上，而这种机率非常低。如果品系在被确认为近交系后坚持近交，同时辅以遗传监测。及时地发现和清除遗传变异的动物，该品系的遗传特性可世代相传。
(三)个体性：就整个近交系小鼠而言，每个品系在遗传上都是独特的, 几乎每个近交品系都建立了各自的遗传概貌,用遗传监测方法,可将两个外貌近似的品系分辨出来。有些品系可能自发某些疾病，成为研究人类疾病理想的动物模型。在某些情况下，品系间的差别显示在量上，而不在质上，这一点在研究上也非常有用。因此可在众多的近交系中筛选出对某些因子敏感和非敏感的品系以达到不同的实验目的。
(四)分布的广泛性：近交系动物个体具备品系的全能性，任何个体均可携带该品系全部基因库，引种非常方便，仅需1￣2对动物。目前，大部分近交系动物分布在世界各地，这从理论上意味着不同国家的科学家有可能去验证和比较已取得的数据。
(五)背景资料和数据较为完善：由于近交系动物在培育和保种的过程中都有详细记录，加之这些动物分布广泛，经常使用，已有相当数量的文献记载着各个品系的生物学特征，这些基本数据对于设计新的实验和解释实验结果提供了便利条件。
四、繁殖
近亲繁殖的目的为增强纯合性。近亲繁殖是将亲缘关系比较近的个体进行交配。如“兄妹、母子和父女”之间的交配等。近亲繁殖的结果是纯合子的数量增加，而杂合子数量减少。这种近亲程度常用“近交系数”表示。这个理论上的近交系数已被Wright计算出来。兄妹近亲交配，在前10代近交系数增长迅速，10代以后增长速度逐渐缓慢。在理论计算上永远不能达到百分之百的近交系数。根据小鼠近交品系标准化命名委员会对“近交品系”的定义解释为连续的兄妹交配最少要求20代。这样近交系数能达98.6％，亦就是平均任何一个个体已达到98.6％以上的纯合子基因。说明它在遗传上已达到高度的一致性，这时已经形成一个“纯系”。在一个纯系中,全部个体都具有相同的基因型,但是在表现型上稍有差异，这是遗传飘变。
在近亲繁殖的实践中，通常伴随着遗传缺陷的出现。生命早亡较多，动物体质普遍较差，并且较为容易感染疾病，生产能力减退和隐性基因暴露增多，这个现象叫“近亲衰退”。这种有害影响是由于若干对不利的隐性基因纯合造成的，如不能产生正常生活所需要的酶，或者产生不正常的蛋白质或其他化合物，或激素的不平衡。
根据Wsiter的研究，在大鼠近亲繁殖中，兄妹交配已达25代,虽然许多动物个体弱,特别在较早的几代中有的不育或出现不正常，但是经过精心选育已得到生长、发育正常和体质健壮的纯系动物。从生理观点看，显性基因通常起有利作用，而隐性基因起不利作用。所以，淘汰不满意的动物，就能使群体中的显性基因增加，因而亦就增加有利基因。
近亲繁殖中有许多因素能影响纯合的程度，如连锁、选择有活力的动物交配和自发变异，这些都会干扰纯合品系的形成。在同源染色体对上的基因位置越近就越少发生互换，因而调查时常常需要一个相当长的时间，以等待适宜的互换发生，这样才有可能得到高度的纯合。选择较为有活力的动物用于交配时，则倾向于推迟纯合性，因为有活力与杂合性相关。自发变异可能在任何时候发生，而降低该品系的纯合性。因此必须继续进行近亲繁殖并随时注意是否有新变异发生。即使在已经建立起来的良好品系中，亦得严加注意。这就需要使用遗传质量检定的方法对繁殖保存的近交动物进行定期的测定。
不管是引进还是自己培育近交系小鼠，一般采用以下三种方法进行繁殖：
(一)单线法：从近交系原种选出3－5对兄妹进行交配，从中选出生产能力最好的一对进行繁殖。从子代种再选出3－5对;进行繁殖。然后从中选出一对作为下一代的双亲,依此类推。此法个体均一性好，缺点是选择范围太小，易发生断代的危险，在实践中一般不予采用。
(二)平行线法：从原种选出3－5对兄妹进行交配，每对生产的子代中都要选留下一代种鼠。平行向下延续。此法优点是选择范围大，有利于种的维持。其缺点是个体不太均一，易发生分化，长期下去可使动物分成不同的亚系。
(三)优选法：这种方法保留了上述两种的优点，克服了两个方法的缺点，是个好的保种方法，如果每代选6对，每对都选自同一双亲的子代同胎兄妹，在繁殖过程中,每一代均保持6对，当某对不怀孕或生产能力低时,则可以从另一对所生的后代中选择优良者加以代替。这种代替，可以是一对，也可以从雌雄中选一只。
五、应用
近交系动物与封闭群相比, 个体之间极为一致，对实验反应一致，实验数据标准差较小，因此在实验中实验组和对照组都只需少量的动物。由于近交，隐性基因纯合性状得以暴露，可以获得大量先天性畸形及先天性疾病的动物模型，如糖尿病、高血压等。这些动物家系清楚，取材方便，是进行基因连锁分析、遗传学、生理学和胚胎生物学研究的理想实验材料。在某些涉及组织细胞或肿瘤移植的实验中，个体之间组织相容性一致与否，是实验成败的关键，在这里，近交系动物成为必不可少的实验动物。某些近交系具有一定的自发或诱发肿瘤发病率，并可使许多肿瘤细胞株在活体动物上传代, 这些品系成为肿瘤病因学、肿瘤药理学研究的重要模型。多个近交系同时使用可使不同研究者分析不同遗传组成对某项实验的影响，或者观察实验结果是否有普遍意义。