小鼠作为免疫学模式生物有何优点

小鼠以其高繁殖、易饲养、表达明显等特点，成为实验室里常用的实验动物。以下是几种常用的实验小鼠品系。

A、近交系（inbred strain）:

1）BALB/c小鼠

形成了许多亚系，如BALB/cAnN, BALB/cJ，BALB/cCd。BALB/c小鼠基因型为Aac。毛色为白色。其乳腺癌发病率低，但对致癌因子敏感。乳腺肿瘤发生率约为10﹪~20﹪。有一定数量的卵巢、肾上腺和肺部肿瘤、白血病的发生。肺癌发病率雌性26﹪，雄性29﹪。白血病发病率雌性12﹪，雄性10﹪。血压与其他近交系小鼠相比为最高，有自发高血压症。老年小鼠心脏有某些病变，雌雄小鼠常有动脉硬化。几乎全部20月龄的雄性小鼠均有淀粉样变。对鼠伤寒沙门氏菌C`5敏感，对麻疹病毒中度敏感，易患慢性肺炎，对放射线极度敏感。富于网状内皮细胞的器官（如肝、脾）与体重相比，所占比值很大。常用于单克隆抗体和免疫学研究。 BALB/c小鼠生产性能好，繁殖期长，一般无相互侵袭习性，比较容易群养。平均寿命：有的记载雄鼠为509天，雌鼠为561天；有的记载雄鼠为648天，雌鼠为816天。平均体重252日龄雄鼠为30 g，雌鼠为28g。

C57BL小鼠基因型为aaC。毛色为黑色。C57BL小鼠对Graffi 白血病因子较敏感。对麻疹病毒敏感。乳腺肿瘤发生率低。网状组织肿瘤自发率，雌鼠少于10﹪，雄鼠为4﹪。较老的动物中有垂体腺瘤发生。老年性肾硬化症常见。有些亚系有遗传性的脑积水。C57BL小鼠对化学致癌物诱导作用敏感性低，但全身经放射线照射后，淋巴瘤发生率达90﹪~100﹪。腰椎六个，有许多骨骼方面的变异。亚系C57BL/He和C57BL/An，与其他的C57BL和C58不同，它们有元素Ce的高效肝分解酶。C57BL小鼠适于穴居，非地面生活的小鼠，对逃避侵袭的反应性不敏感。于无特殊病原体（SPF）环境中，在用代乳鼠喂养条件下的平均寿命，雌鼠为580天，雄鼠为645天。

2）C3H/He小鼠

C3H小鼠是Strong于1920年用Bagg白化雌鼠与DBA雄鼠杂交后经连续全同胞近交而育成。C、CBA、CH1和C121等品系亦出于本杂交组合。1930年自Strong处转到Andervont（An）处。经近交繁殖至35代时，于1941年到Heston（He）处，成为C3H/He。到1975年时，繁殖达135 代。目前 C3H/He小鼠已在各地大量使用，形成了许多亚系，如C3H/HeN，C3H/HeJ等。C3H/He小鼠基因型为AAc。毛色为白色。其14月龄小鼠自发肝癌发病率达85﹪。自发乳腺肿瘤发病率：繁殖雌鼠平均达90﹪（318日龄雌鼠为100﹪，234日龄繁殖雌鼠为67﹪），272日龄繁殖雄鼠为84﹪。补体活性高。168日龄平均体重：雌鼠为32 g，雄鼠为34g。

B、封闭群（closed colony），又称远交群（outbred stock）

1）KM小鼠：

即昆明小鼠，一直是我国生产量、使用量最大的远交群小鼠，被广泛应用药理学、毒理学等领域的研究，以及药品、生物制品的生产与检定。1926年美国Rockfeller研究所从瑞士引入白化小鼠培育成Swiss小鼠。1944年3月17日卫生部北京生物制品研究所汤飞凡从印度Hoffkine研究所引进Swiss小鼠，饲养在中国昆明中央防疫处。由于该小鼠起初引入地是昆明，故称之为昆明小鼠，这就是昆明小鼠品系名称的由来。KM小鼠基因库大，基因杂合率高，目前国内已从KM小鼠远交群中先后培育出不少近交系小鼠。KM小鼠被毛白色，54日龄性成熟，雄鼠体重31g，平均日增重055g，雌鼠平均日增重037g。平均窝仔数725只。断乳存活率8215﹪，胎间隔309天。肿瘤自发率较高，占淘汰鼠的22﹪，且从生产第一胎就开始出现。经50多年的选育，现在KM小鼠肿瘤自发率极低。不同地饲养的昆明小鼠封闭群的生长发育与繁殖性能存在一定差异。但其共同特点是抗病力和适应力很强，繁殖率和成活率高。

2）ICR小鼠 :

Hauschka用Swiss小鼠群以多产为目标，进行选育，以后美国癌症研究所（Institute of Cancer Researcch）分送各国饲养实验，各国称为ICR

．功能区的作用（1）VL和VH是与抗原结合的部位，其中HVR（CDR）是V区中与抗原决定簇（或表位）互补结合的部位。VH和VL通过非共价相互作用，组成一个FV区。单位Ig分子具有2个抗原结合位点（antigen-binding site），二聚体分泌型IgA具有4个抗原结合位点，五聚体IgM可有10个抗原结合位点。（2）CL和CH上具有部分同种异型的遗传标记。（3）CH2：IgGCH具有补体Clq结合点，能活化补体的经典活化途径。母体IgG借助CH2部分可通过胎盘主动传递到胎体内。（4）CH3：IgGCH3具有结合单核细胞、巨噬细胞、粒细胞、B细胞和NK细胞Fc段受体的功能。IgMCH3（或CH3因部分CH4）具有补体结合位点。IgE的Cε2和Cε3功能区与结合肥大细胞和嗜碱性粒细胞FCεRI有关。4．铰链区（hinge region）铰链区不是一个独立的功能区，但它与其客观存在功能区有关。铰链区位于CH1和CH2之间。不同H链铰链区含氨基酸数目不等，α1、α2、γ1、γ2和γ4链的铰链区较短，只有10多个氨基酸残基；γ3和δ链的铰链区较长，约含60多个氨基酸残基，其中γ3铰链区含有14个半胱氨酸残基。铰链区包括H链间二硫键，该区富含脯氨酸，不形成α-螺旋，易发生伸展及一定程度的转动，当VL、VH与抗原结合时此氏发生扭曲，使抗体分子上两个抗原结合点更好地与两个抗原决定簇发生互补。由于CH2和CH3构型变化，显示出活化补体、结合组织细胞等生物学活性。铰链区对木瓜蛋白酶、胃蛋白酶敏感，当用这些蛋白酶水解免疫球蛋白分子时常此区发生裂解。IgM和IgE缺乏铰链区。免疫球蛋白分子的功能 Ig是体液免疫应答中发挥免疫功能最主要的免疫分子，免疫球蛋白所具有的功能是由其分子中不同功能区的特点所决定的。　　

（一）特异性结合抗原　　

Ig最显著的生物学特点是能够特异性地与相应的抗原结合，如细菌、病毒、寄生虫、某些药物或侵入机体的其他异物。Ig的这种特异性结合抗原特性是由其V区（尤其是V区中的高变区）的空间构成所决定的。Ig的抗原结合点由L链和H链超变区组成，与相应抗原上的表位互补，借助静电力、氢键以及范德华力等次级键相结合，这种结合是可逆的，并受到pH、温度和电解浓度的影响。在某些情况下，由于不同抗原分子上有相同的抗原决定簇，或有相似的抗原决定簇，一种抗体可与两种以上的抗原发生反应，此称为交叉反应（cross reaction）。　　

抗体分子可有单体、双体和五聚体，因此结合抗原决定簇的数目（结合价）也不相同。Fab段为单价，不能产生凝集反应和沉淀反应。F（ab'）2和单体Ig（如IgG、IgD、IgE）为双价。双体分泌型IgA有4价。五聚体IgM理论上应为10价，但实际上由于立体构型的空间位阻，一般只有5个结合点可结合抗原。　　B细胞表面Ig(SmIg)是特异性识别抗原的受体，成熟B细胞主要表达SmIgM和SmIgD，同一B细胞克隆表达不同类SmIg其识别抗原的特异性是相同的。　　

（二）活化补体　

1．IgM、IgG1、IgG2和IgG3可通过经典途径活化补体。当抗体与相应抗原结合后，IgG的CH2和IgM的CH3暴露出结合C lq的补体结合点，开始活化补体。由于Clq6个亚单位中一般需要2个C端的球与补体结合点结合后才能依次活化Clr和Cls，因此IgG活化补体需要一定的浓度，以保证两个相邻的IgG单体同时与1个Clq分子的两个亚单位结合。当Clq一个C端球部结合IgG时亲和力则很低，Kd为10-4M，当Clq两个或两个以上球部结合两个或多个IgG分时，亲合力增高Kd为10-8M。IgG与Clq结合点位于CH2功能区中最后一个β折叠股318～322位氨基酸残基（Glu-x-Lys-x-Lys）。IgM倍以上。人类天然的抗A和抗B血型抗体为IgM，血型不符合引韦的输血反应发生快而且严重。

　　2．凝聚的IgA、IgG4和IgE等可通过替代途径活化补体。　　

（三）结合Fc受体　

不同细胞表面具有不同Ig的Fc受体，分别用FcγR、FcεR、FcαR等来表示。当Ig与相应抗原结合后，由于构型的改变，其Fc段可与具有相应受体的细胞结合。IgE抗体由于其Fc段结构特点，可在游离情况下与有相应受体的细胞（如嗜碱性粒细胞、肥大细胞）结合，称为亲细胞抗体（cytophilic antibody）。抗体与Fc受体结合可发挥不同的生物学作用。1．介导I型变态反应变应原刺激机体产生的IgE可与嗜碱性粒细胞、肥大细胞表面IgE高亲力受体细胞脱颗粒，释放组胺，合成由细胞FcεRI结合。当相同的变应原再次进入机体时，可与已固定在细胞膜上的IgE结合，刺激细胞脱颗粒，释放组受，合成由细胞脂质来源的介质如白三烯、前列腺素、血小板活化因子等，引起Ⅰ型变态反应。　　

2．调理吞噬作用 调理作用（opsonization）是指抗体、补体C3b、C4b等调理素(opsonin)促进吞噬细菌等颗粒性抗原。由于补体对热不稳定，因此又称为热不稳定调理素（heat-labile opsonin）。抗体又称热稳定调理素（heat-stable opsonin）。补体与抗体同时发挥调理吞噬作用，称为联合调理作用。中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞具有高亲和力或低亲和力的FcγRI（CD64）和FcγRⅡ（CD32），IgG尤其是人IgG1和IgG3亚类对于调理吞噬起主要作用。嗜酸性粒细胞具有亲和力FcγRⅡ，IgE与相应抗原结合后可促进嗜酸性粒细胞的吞噬作用。抗体的调理机制一般认为是：①抗体在抗原颗粒和吞噬细胞之间“搭桥”，从而加强了吞噬细胞的吞噬作用；②抗体与相应颗粒性抗原结合后，改变抗原表面电荷，降低吞噬细胞与抗原之间的静电斥力；③抗体可中和某些细菌表面的抗吞噬物质如肺炎双球菌的荚膜，使吞噬细胞易于吞噬；④吞噬细胞FcR结合抗原抗体复合物，吞噬细胞可被活化。 抗体的调理吞噬作用

3．发挥抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用 当IgG抗体与带有相应抗原的靶细胞结合后，可与有FcγR的中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞、NK细胞等效应细胞结合，发挥抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（antibodydependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC）。目前已知。NK细胞发挥ADCC效应主要是通过其膜表面低亲和力FcγRⅢ（CD16）所介导的，IgG不仅起到连接靶细胞和效应细胞的作用，同时还刺激NK细胞合成和分泌肿瘤坏死因子和γ干扰素等细胞因子，并释放颗粒，溶解靶细胞。嗜酸性粒细胞发挥ADCC作用是通过其FcεRⅡ和FcαR介导的，嗜酸性粒细胞可脱颗粒释放碱性蛋白等，在杀伤寄生虫如蠕虫中发挥重要作用。 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（ADCC）

此外，人IgGFc段能非特异地与葡萄菌A蛋白（staphylococcus proteinA,SPA)结合，应用SPA可纯化IgG等抗体，或代替第二抗体用于标记技术。（四）通过胎盘 在人类，IgG是唯一可通过胎盘从母体转移给胎儿的Ig。IgG能选择性地与胎盘母体一侧的滋养层细胞结合，转移到滋养层细胞的吞饮泡内，并主动外排到胎儿血循环中。IgG的这种功能与IgGFc片段结构有关，如切除Fc段后所剩余的Fab并不能通过胎盘。IgG通过胎盘的作用是一种重要的自然被动免疫，对于新生儿抗感染有重要作用。</p></p>

考点： 人体免疫系统在维持稳态中的作用 专题： 分析： 本题以免疫为载体，重在考查 对实验数据进行分析并得出结论的能力．根据实验设计的单因子变量的原则与对照性原则找出实验组与对照组，根据实验结果得出结论． 3、4组实验都有抗体参与，抗体是体液免疫的部分，故A错误，补体存在于正常人和动物血清与组织液中，属于内环境的组成成分故B正确，1、2实验比较补体能增强吞噬细胞的吞噬作用，2、3、4组实验比较吞噬程度可知补体和和抗P的抗体在功能上有累加效应，故C、D正确． 故：答案是A 点评： 从表格中所给的信息入手，对4组实验进行分析比较就可以做出正确判断