实验动物学总结

绪论及基本概念 实验动物的定义 实验用动物：包括：实验动物：用于实验研究的动物。 家畜（禽）：以满足人类社会生活需要生产的动物。 野生动物：直接从野外捕获的动物。 实验动物（laboratory animal）：以实验研究为目的，在一定的环境条件控制下，经过 培养驯化，具有明确生物学特性和清楚的遗传和微生物背景的动物 来源 野生动物 经济动物 观赏动物 要求 均一性 稳定性 易获得性 动物学分类：界、门、纲、目、科、属、种、品种和品系 脊椎动物门 鸟纲 鸡形目：鸡、鸽 雁形目：鸭 两栖纲 无尾目：蛙、蟾蜍 哺乳纲 灵长目：绒猴、猕猴 偶蹄目：猪 食肉目：犬、猫 兔形目：兔 啮齿目：大鼠、小鼠、豚鼠、地鼠 实验动物、家畜（禽） 、野生动物极易从概念上区分： A）用于实验研究的实验动物 -保证实验的准确性、敏感性和重复性 实验动物的微生物学控制 - 除必须控制动物疾病外，还要控制动物的无症状性感染以及对动物虽不致 病但可能干扰动物实验结果的病原体。 遗传方面：通过培育驯化，获得遗传稳定、纯合性好的实验动物，发现和保 留具有不同生物学特性的品种品系，发现和保留突变性动物，培育出各种动 物疾病模型。 B）家畜（禽）虽然符合人工培育的条件，但微生物学控制重点在于动物的健康无 病，动物的疾病控制；遗传学控制则着眼于高生产性能的优良品种的培育以及杂 交优势的利用。 C）野生动物主要用于观赏和保持自然界动物种类的生态平衡。 实验动物分类 遗传学 近交系动物; 突变系动物; 杂交群动物; 封闭群动物 近交系动物 全同胞兄妹连续交配 20 代以上 ，基因型相同、等位基因高度纯合 个体间均一。 突变系动物 自然变异或人工致畸使基因突变 具遗传缺陷或特点，用作动物模型。 杂交群动物 两种不同的近交品系交配获得的第一代基因杂合、基因型相同、个 体表现型相同、变异低、适应性强、对照敏感、分布广。 封闭群动物 同一血缘品系在固定场所进行 5 年以上的随意交配，保持群体遗传 的一般性和杂合性、大量生产、适应性和抗病力强 。 实验动物分类：微生物学 无菌动物 无菌剖腹产术，无任何微生物和寄生虫 悉生动物 来自于无菌动物，携带已知微生物 无特定病原体级动物(SPF 级动物) 来自于悉生动物，不存在特定病原微生物和寄生虫 清洁级动物 来自于无特定病原体动物，不携带人畜共患病病原体和动物传染病病原体及寄生虫 普通级动物 来自于清洁级动物，不携带人畜共患病病原体和动物的严重传染病病原体 2.实验动物学（Laboratory Animal science） 实验动物学是一门新兴的基础学科，它是以实验动物为对象，专门研究实验动物的饲养繁 殖、生物学特性、驯化、监测、开发和应用的科学。 （1 ）实验动物：在于研究和培育各种适合不同研究 学科范畴 目的优质的实验动物。 （2）动物实验：在于如何科学地利用实验动物进行科学实验。 两者相辅相成，其基本内容如下： （1 ） 实验动物的饲养管理：饲养、繁殖、配种、清洗消毒、运输供销等。 （2 ） 实验动物遗传育种学：遗传改良、遗传控制、野生动物实验动物化、基因变异、漂 移和缺陷的动物、培育出新品系、建立种子库。 （3 ） 实验动物生态学：研究实验动物生存的环境与条件。例如：动物房舍、动物设施、 通风、温度、湿度、光照、燥声、笼具、饲料、饮水及各种垫料等。 （4 ） 实验动物医学：阐明和研究实验动物健康标准、质量监测、疾病的诊断、治疗和预 防的科学。 （5 ） 比较医学：通过比较研究人类与实验动物之间基本生命现象的异同，开发建立各种 人类疾病的实验动物模型。包括:比较解剖、比较药理学、比较生理、比较病理、 比较毒理学、比较免疫学、比较流行病学、比较心理学、比较行为学、比较外科学 等。 （6 ） 动物实验技术：设施的建立，动物的选择，动物模型的复制，操作技术、实验方法、 动物的护理观察和记录。 四个基本要素：AEIR: 动物（Animal ）设备（Equipment）信息（Information ）试剂 （Reagent） （二） 、实验动物在生物医学、工农业等各个方面的应用： 1.生物医学方面：实验动物是人类的替难者，疑难病；实验动物疾病模型。 2.制药工业和化学工业方面：药物和化工产品的副作用；新药，安全性有效性评价；包括 动物急性、亚急性及慢性试验，三致试验（致畸、致癌、致突变） ，啮齿类动物、犬或猴动 物试验。 3.生物制品方面：生物制品的原料；安全性有效评价必不可少的工具。 4.轻工业与食品工业方面：化妆品、食用保健品、饮料；安全性评价。 5畜牧科学和农业科学方面：疫苗的制备和鉴定，生理试验、胚胎学研究、营养饲料分析， 疾病防治、淘汰污染动物。化学肥料、农药的残毒检测，粮食、经济作物。 6宇航和军事科学方面：宇宙飞船、代替人类受试做生理实验。各种武器杀伤效果，化学、 辐射、细菌、激光武器，防护。 7其他方面：基因功能、转基因动物、生物工程；环保；地震的监测、进出口商品的鉴定。 实验和实验动物学发展概况 1 国外发展概况： 在 1885 年 Nuttall 等成功地培育了 无菌豚鼠，解决了生物在无菌条件下能否生存的 问题。 1909 年 Litlle 在研究小鼠毛色基因时，首先采用近亲繁殖而育成命名为 DBA 的近 交系小鼠。 1915 年金属隔离器问世，1957 年又出现塑料薄膜隔离器。 1940 年美国圣母大学劳邦德实验室 Reyniers 等人育成无菌大鼠并建立了繁殖种群。 20 世纪 60 年代初，实验动物模型开始列为专题进行开发研究。国际上曾多次召开 “实验动物模型”的专题会议。 六十年代发现和培育出免疫缺陷动物裸鼠，为实验动物的研究提供了极为重 要的动物模型。 20 世纪 40 年代，实验动物科学已成为生物医学研究的重要领域。实验动物标准化 问题被提到议事日程。1944 年纽约科学院组织讨论这一问题，该会议的召开成为 实验动物医学的起点。1950 年美国成立实验动物管理小组，1967 年改为美国实验 动物科学协会。1957 年成立了美国实验动物医学会，规定了本专业培训取得证书 的资历标准。1959 年开始制定一个官方的实验动物医学的进修教育计划。 1956 年联合国教育、科学、文化组织与医学科学国际组织及生物科学协会联合会 共同建立国际实验动物委员会（ICLA） ，40 多个国家参加，每三年开一次国际学术 讨论会。 现“试管”动物、转基因动物、 “克隆”动物等相继出现，都显示生命科学的快速 发展。 3R：Reduction 减少，Replacement ：替代，Refinement 优化 减少： （Reduction ） 在科学研究中，使用较少量的动物获取同样多的试验数据或 使用一定数量的动物能获得更多试验数据的方法。 替代： （Replacement） 使用其它方法替代用动物所进行的试验或其他课题的研究， 以达到某一试验目的。或者说是使用没有知觉的试验材料代替以往使用神志清醒的活 的脊椎动物进行试验的一种科学方法。 优化： （Refinement ）通过改进和完善实验程序，减轻或避免给动物造成的疼痛和 不安，提高动物福利的方法。 2. 国内发展概况 我国实验动物科学比较落后，表现在： 生产供应方面：硬件差，动物质量较差，品种少，繁殖生产水平低，质量差距大。 应用方面：条件设备不具备，合格实验动物还不能大量使用。 野生动物开发方面：我国野生动物资源丰富，但开发研究不够。 人才培养方面：重视不够，技术队伍素质较差，不能适应实验动物科学发展需要。 近 20 年来，实验动物工作已得到国家重视: 1982 年以来已召开了全国实验动物工作会议，制定了我国实验动物科学发展 规划。 1979 年卫生部批准和颁布的生物制品规程中就有实验动物部分，称为实验小 动物管理规程。 1983 年卫生部召开第一次全国医学实验动物工作座谈会，并制定了（1983 1990）实验动物工作发展规划和卫生系统实验动物管理暂行条例。接着上 海市、北京市卫生系统相继提出“医学实验动物合格证” 。 1985 年卫生部重大科技成果奖励标准中明确规定了：用医学实验动物进行研 究，其实验动物未达到标准化，不能作为部级成果。 1988 年 10 月 31 日经国务院批准、国家科委颁布了中华人民共和国实验动 物管理条例第 2 号令。 这是我国专为实验动物而定的法规。标志着我 国实验动物进入立法管理的新阶段。1989 年卫生部也制定了医学实验动物 管理实施细则 ， 1992 年颁布了医学实验动物标准 ，于是 1994 年批准、颁布实施。国家技 术监督局组织专家制订了国家的实验动物标准 ，使我国实验动物的生产和 使用纳入标准化轨道，逐步与国际接轨。 2001 年 12 月 5 日国家科学技术部、卫生部、教育部、农业部、国家质量监督检 验检疫总局、国家中医药管理局、中国人民解放军总后勤部卫生部联合发布了关 于发布实验动物许可证管理办法（试行） 的通知。 现我国实验动物科学取得了明显进步，表现在： 实验动物管理委员会的建立及许可证管理制度建立（实验动物生产许可证；实 验动物使用许可证） 。 许多单位使用隔离器或建立屏障（或亚屏障）系统。 实验动物品种、品系增多了开始重视实验动物科学人才的培养。 环境因素对实验动物的影响 概述 1. 环境控制的必要性 2. 环境因素的组成 3. 环境因素的作用 - 有利作用 - 有害作用 影响实验动物的各种环境因素及其控制要求 1 气温 2 相对湿度 3 气流 4 空气洁净度 5 通风量和换气次数 6 噪声 7 采光照明 气温 1 环境气温变化与动物的生理反应和新陈代谢 气温与哺乳动物的应激行为 气温与体温的关系 几种实验动物的体温、舒适区温度和临界温度 2 不同气温条件下同种药品或化学品对动物的毒性差异 U 型或 V 型 直线型 折线型 3 在低温和高温环境下动物的繁殖机能下降 4 气温过高或过低会导致动物抵抗力下降 5 环境温度可能影响动物的脏器重量 相对湿度 偏高 - 微生物易于繁殖 - 饲料垫料易于霉变 - 动物易发生传染病 - 与高温共同作用：抑制动物的蒸发散热 - 与低温共同作用：显著增加动物的非蒸发散热 偏低 - 使动物皮肤和黏膜发生干裂，减弱皮肤和黏膜对微生物的防御能力 - 使室内灰尘飞扬，易引起动物的呼吸道疾病 - 相对湿度低于 40%时，大鼠容易发生环尾症，死亡率较高 - 低湿环境下，常发生大、小鼠乳母拒绝哺乳或食仔现象，仔鼠发育不良、体重增 长停滞 气流 作用于动物体表皮肤的蒸发和对流散热 合适的气流布局可使温度、湿度及化学物质组成保持均匀一致，并有利于将污浊气体 排出室外 气流布局模式 ：水平层流式 垂直层流式 乱流式 饲养室空气洁净度 1. 气体污染 - 刺激动物眼结膜、鼻腔粘膜和呼吸道粘膜，引起粘膜充血、喉头水肿 - 使动物对呼吸道传染病的抵抗力显著减弱，上呼吸道粘膜可出现慢性炎症 2. 颗粒物污染 - 引起动物呼吸系统疾病 - 引起人的严重变态反应 - 成为微生物的载体 通风量和换气次数 满足动物生理需要 维持规定的温度、湿度和气流 降低空气污染 噪声 影响动物繁殖 - 影响发情、交配、受孕率和母性 造成动物生理机能的变化 （1）噪音刺激引起心跳、呼吸次数增加，血压显著升高 （2）神经功能紊乱 （3）激素分泌紊乱 （4）胃肠道功能障碍 （5）引起听源性痉挛 采光照明 光照调节动物的生理机能和行为活动 光照强度对实验动物的影响较大 光照时间对动物生殖生理和繁殖有一定影响 我国实验动物环境标准 实验动物繁育、生产设施环境指标 动物实验设施（设备）环境指标 实验动物饲养条件 1. 笼器具 2. 饮水设备和饮用水要求 3. 排泄物和垫料处置 4. 空气调节和净化 笼器具 1. 舒适和卫生 2. 坚固耐用 3. 操作使用方便 4. 经济实用 5. 笼架必须牢固、稳定、 不宜过大 饮水设备和饮用水要求 1. 饮水瓶，水盆和自动饮水装置 2. 开放系统自来水 屏障系统和隔离系统灭菌水 - 高温高压 - 过氯化 10-15mg/L， - 酸化 PH=3 排泄物和垫料处置 1. 垫料要求 - 对动物无刺激作用或其他有毒、有害作用 - 吸水性能好，并应有吸附臭气的作用 - 使用方便 2. 垫料种类 木屑（粗、细） ，木刨花; 打碎的玉米棒及秆; 吸水纸，棉花 3. 垫料的使用 （1 ）需经杀虫、灭菌后才能使用 （2 ）根据不同要求选择使用 （3 ）使用后及时更换清除，频度视饲养动物数量和通风换气条件而定！ 空气调节和净化 1. 空气调节 - 全空气式空调 - 水-空气式空调 - 全水方式空调 2. 空气净化 - 供气：除去空气中的颗粒物和微生物 - 排气：除去粉尘、微生物和臭气 常规实验动物设施的类型、组成和布局 1.设施类型 2.设施组成 3.设施布局 设施类型：隔离系统； 屏障系统；开放系统 设施的组成 1. 隔离检疫室和健康动物观察室 2. 饲养室 3. 各种实验室和处置室 4. 辅助区域: 贮存室和库房，洗刷消毒室，工作人员用房，走廊，后勤用房，废 物处理设施，饲料原料仓库和饲料加工室 设施的布局 原则 有利于防止疾病的传播、各种动物保持各自的独立性，避免相互干扰相互 感染 方便工作人员操作 人员、动物、其他物品和净化空气按“单向”路线移动 1. 开放系统设施的布局：一般划分为三个区 前 后 控 开放系统中： 人员、物品、动物的移动方向：前区 控制区 后勤处理区 气流配置方向：控制区 后勤处理区 2. 屏障系统设施的布局： 一般划分为三个区 清 外 污 屏障系统内 人员、物品、动物、气流 清洁区 污染区 外部区 3. 屏障系统设施布局模式 单走廊式； 双走廊式； 三走廊式 1）屏障系统中人的移动路线（双走廊或三走廊式）： 脱衣淋浴穿衣风淋清洁走廊饲养室或动物实验室次清洁走廊 洗刷消毒室更衣外部区域 2）屏障系统中物品的移动路线（双走廊或三走廊式） 高压蒸汽灭菌器 物品 传递窗 清洁准备室 渡槽 清洁物品储存室 清洁走廊 饲养室 或动物实验室 次清洁走廊 外部区域 3）屏障系统中动物的移动路线（双走廊或三走廊式） 外来动物 传递窗 检疫室或健康动物观察室 清洁走廊 饲养室 或动物实验室 次清洁走廊 外部区域 4. 屏障系统中空气的流动路线(双走廊或三走廊式) 清洁走廊 60Pa 饲养室或动物实验室 40Pa 次清洁走廊 20P 外部区域 0Pa （压力依次递减） 特殊实验动物设施分类及操作 1. 感染性动物实验设施 2. 放射性核素动物实验设施 3. 特殊化学物质动物实验设施 感染性动物实验设施 指使用病原体对动物进行实验感染的设施，具备一次隔离和二次隔离的二段封闭 要求： 必须具备防止由动物传染人，防止感染动物向设施外感染的结构和功能，而且还 应防止动物相互间的交叉感染 一次隔离（一级屏障） 将动物和人隔开，防止实验者感染 生物安全柜 Biological Safety Cabinet( BSC) 隔离器 Isolator 独立通气净化笼具 Independent Ventilation Cage (IVC) 层流柜 个人防护类：防护服和防护面具 二次隔离（二级屏障） 将感染实验区与外界隔离，防止外周环境污染 P1 级设施 P2 级设施 P3 级设施 P4 级设施 二级屏障系统为一级屏障系统的外围设施，用以保护其他实验室和周围人群 P1(安全度 1)的动物实验设施标准操作规范及设施设备要求 项 具 管 安 动 动 P2(安全度 2)的动物实验设施标准操作规范及设施设备要求 项 具 管 安 动 P4(安全度 4)的动物实验设施标准操作规范及设施设备要求 项 具 管 安 动 放射性核素动物实验设施 指使用放射性核素对动物进行实验处理的设施 要求： 防止放射性核素对人的影响，防止射线对一般动物和环境的放射能污染及核素的泄 漏 P3(安全度 3)的动物实验设施标准操作规范及设施设备要求 项 具 管 安 动 特殊化学物质动物实验设施 指使用有毒有害化学物质对动物进行实验处理的设施 要求： 必须防止所用化学物质对人的危害和对实验场所及周围环境的污染 小鼠 小鼠属脊椎动物门，哺乳纲，啮齿目，鼠科，小鼠属，小家鼠种 1909 年 Litter 培育成第一株近交系 DBA。 1959 年培育成第一株无菌小鼠。 七十年代初，发现裸小鼠失去正常胸腺，并且移植人的肿瘤取得成功。 生活习性和一般特点 解剖学和组织学特点 生理学特点 遗传学特点 、 生活习性和一般特点 小鼠胆小怕惊，性情温顺，一般不会主动攻击人，但仍保持一些野生习性。 小鼠喜居光线暗淡的安静环境，昼伏夜动，在晚上进食、交配、分娩，傍晚后 12 小时和黎明前是活动高峰期。小鼠对外界环境反应敏感，适应性差，怕强光 或噪音刺激。 雄鼠好斗，性成熟的雄鼠在一起，易发生互斗而咬伤。有刮毛现象。 小鼠喜欢啃咬，因小鼠属啮齿类动物，牙齿无牙根，不停地生长。因此，小鼠靠啃 咬磨牙来抵消牙齿的不停生长。 解剖学和组织学特点 外观：面部尖突，头呈锥体形，嘴脸前部两侧有 19 根触须，耳耸立呈半圆形，眼 睛大。尾部覆有短毛和环状角质鳞片。健康小鼠皮毛光滑紧贴皮肤，四肢匀称，眼 睛亮而有神。小鼠有多种毛色（白色、黑色、野生色、深褐色、白斑等） ，受基因 控制，毛色基因是识别小鼠品系的简易标志。 体型 11.5 月龄达 1822g,可供实验使用。小鼠最重时可达到 304Og, 体长 11cm 左右, 尾长与体长通常相等。 牙齿 共有牙齿 16 个。每侧上下颌各有门齿 1 个和臼齿 3 个。门齿无齿根，终身生 长。齿式：2（1003/1003)=16 尾部 4 根血管，上下为静脉，左右为动脉 唾液腺 3 对：腮腺，舌下腺，颌下腺 食道 2cm，缺少粘液腺，覆盖角化鳞状上皮，适合插管。 胃为单室胃，分前胃和腺胃，胃容量小（1-1.5ml),胃功能较差，不耐饥饿。 肝脏分左、右、中、尾四叶，有胆囊，胰腺分散在十二指肠、胃底及脾门处。 气管由 15 个白色环状软骨组成，气管和支气管腺不发达，不适于作慢性支气管炎 模型。 心脏由左、右心房和左、右心室 4 个腔组成，心尖位于第 3、4 肋间，为心脏采血 的进针部位。 肺由 5 叶组成，右肺 4 叶（上、中、下叶和心后叶） ，左肺为一整叶。 下颌骨的喙状突较小，髁状突发达，其形态有品系特征。50 日龄后的小鼠（和大 鼠）下颌骨的形态和大小基本不再变化，可采用下颌骨形态分析技术（右侧）进行 近交系小鼠遗传质量的监测。 长骨骨髓为红髓，终身造血。 胸腺呈乳白色，由左、右 2 叶组成，位于腹侧纵隔头端胸骨下胸腔入口处。性成熟 时胸腺最大。 脾脏呈镰刀状长而大，位于胃底部左侧，可贮存血液并含有造血细胞，有造血功能。 雄鼠脾脏明显大于雌鼠。 小鼠没有腭或咽扁桃体。外来刺激可使淋巴系统增生，易患淋巴系统疾病。 雄性：睾丸、附睾、输精管、副性腺（ 凝固腺、前列腺、尿道球腺、包皮腺 ） 雌性：卵巢、输卵管、子宫（双角子宫，有系膜包绕，不与腹腔相通，无宫外孕） 、 乳腺（3 对位于胸部，可延伸至颈部和背部；腹部有 2 对，延续到鼠蹊部、会阴部 和腹部两侧，并与胸部乳腺相连 ） 生理学特点 体温为 37-39，在 21-25环境温度最适宜。小鼠对寒冷的应答反应为不发抖 产热。小鼠汗腺不发达，不能靠加大喘气进行散热，主要靠足底汗腺和尾巴血管舒 张来散热。当环境温度升高时小鼠通过改变体温以代偿环境温度改变，达到 37 时小鼠就开始死亡。 对口渴敏感，水份在体内的周转期快，需要供给小鼠充足的饮水。小鼠饮水量约为 4-7ml天。小鼠尿量小，一次排尿仅 1-2 滴，且是高度浓缩的。尿液中含有较多 的蛋白质和肌氨酸酐。 食物中蛋白质含量要求高，对维生素缺乏敏感 生理学特点（生殖生理） 性成熟，体成熟 自主排卵，刺激性排卵 性周期（单周期，多周期；不完整周期，完整周期） ，4 个阶段特点 阴栓，妊娠期（19-21d） ，假妊娠 产后性周期（24h） ，哺乳期（18-23d ） 生殖期（1 年） ，每胎 6-15 只 生理学特点（生长发育） 新生小鼠：赤祼无毛，呈肉红色，眼睛未开，双耳与皮肤粘连，四肢不发达，有极 短的尾巴，只能蠢动或摇摆地移动。有颜色的鼠类新生仔在未开眼时，眼皮上有一 小点黑色。体温不恒定，体温取决于窝内温度。仔畜对嗅觉和味觉刺激反应较快， 依嗅觉来寻找食物和伴侣。 新生小鼠体重为 1-1.5g，体长约 2cm。 3 日龄，小鼠的皮肤由红色转为白色，有毛色的仔畜可以看到颜色。 4-6 日龄，小鼠双耳与皮肤分开耸立。 7-8 日龄，小鼠四肢发育，能出窝走动，身上绒毛变白，体重达 3-4g。 9-11 日龄，能闻声，皮毛长得柔软如丝。 12-13 日龄，仔鼠开眼，门齿萌出，开始食固体饲料。 2 周龄，仔鼠到处活动，体重达 5.5-6g。 3 周龄，小鼠体重 10-12g，可以离乳。 在 4 周龄时，成熟早的品系开始出现性周期。小鼠体重达 16-18g。 在 5 周龄时，小鼠体重达 22-24g。 在 7 周龄时，小鼠体重达 26-30g，性成熟早的品系睾丸降至阴囊。 在 10 周龄时，小鼠体重达 30-35g，可以配种。 遗传学特点 染色体 2n=40，3 万多个结构基因 组织相容性复合体 毛色基因 C+，被毛有色；cc ，所有色素基因都被抑制，表现为白化红眼睛。 B+，被毛呈黑色； bb,为褐色。 A+，毛尖和毛根部呈黑色并致密，毛的中央部较疏松；aa ，全部毛色均 匀浓密。 D+，毛色为黑色；dd,毛色呈浅色。 S+，全身为同一毛色（深色，黑色） ；ss，部分身体毛色为白色。 远交系（封闭群） 昆明种（SWISS 种） 来源:1926 美国-培育成瑞士小鼠-1946 引入昆明-1952 引入北京生物制品所 . 易繁殖,成活率高 ,适应性强. 广泛应用于药理学、病理学和毒理学等研究. ICR 来源:美国 1973 由日本引入我国 特点:繁殖力强 LACA 来源: 1935 年英国实验动物中心 1973 年由英国引入我国 近交系 BALB/c 白 遗传： AAbbccDD ，H-2d 1. 乳腺肿瘤发病率较低，但对致癌因子敏感。 2. 易患慢性肺炎，有自发性高血压，老龄鼠心脏有病变； 3. 对 X-ray 极为敏感，对鼠伤寒沙门菌，对麻疹病毒敏感； 4. 平均寿命，雄性 509d，雌性 561d；平均体重 28-30g C57BL/6 黑 遗传：aaBB CCDD， H-2b 低发乳腺癌，对放射性耐受强； 适于穴居，非地面生活的小鼠，对逃避侵袭反应性不敏感； 平均寿命 500-700 天，寿命最长达 1200 天。 不宜使用小鼠进行的研究 研究体温变化的试验：因为小鼠体温变化不稳定 慢性支气管炎的试验：因为小鼠气管及支气管腺不发达 催吐试验：因为小鼠无呕吐反应 动脉粥样硬化试验：因为小鼠不易形成动脉粥样硬化 大鼠 属于哺乳纲、啮齿目、鼠科、家鼠属、褐家鼠种动物 是野生褐家鼠的变种。 19 世纪，美国费城维斯塔尔（Wistar)研究所在开发大鼠作为实验动物方面作出了 突出贡献，目前世界上使用的许多大鼠品系品种均起源于此。 大鼠体形较小，对实验条件反应近似。使用量仅次于小鼠的实验动物。 大鼠的生物学特性 生活习性和一般特点 解剖学和组织学特点 生理学特点 生活习性和一般特点 群居，喜啃咬，喜黑暗，昼伏夜动，嗅觉灵敏。 杂食性动物，对蛋白质、维生素、 氨基酸等营养缺乏敏感 ，VA 缺乏时常咬人。 性情较凶猛、抗病力强 ，对新环境适应力强，但对环境刺激、炎症反应敏感。强 烈噪音可引起食仔或抽搐；湿度低于 40%易发生环尾巴症。 汗腺不发达，仅爪垫上有汗腺，靠尾和唾液散热，体温调节不稳定。 行为表现多样，情绪反应敏感，易接受通过正负强化进行的多种感觉指令的训练。 解剖学和组织学特点 外观：与小鼠相似，几乎大十倍。大鼠在实验动物中也属于较小型动物。出生时体 重为 5.5-10g，2 月龄可达 180 克以上。雄性大鼠身体前比后大，雌性大鼠身体苗 条，头尖小，后比前大。成年大鼠体长不小于 18-20cm，尾上覆有短毛和环状角质 鳞片。 牙齿 共有牙齿 16 个。每侧上下颌各有门齿 1 个（单门齿型）和臼齿 3 个。门齿无齿根， 终身生长，出生 6 周长齐。齿式： 2（1003/1003)=16。磨牙解剖形态与人相似，可 建立龋齿模型。 大唾液腺：腮腺（颈部外侧，3-4 个分叶） ，大舌下腺，颌下腺（1 对，最明显） 小唾液腺：小舌下腺，颊腺，舌腺，腭腺 胃为单室胃，分前胃和腺胃，之间有界线嵴相隔，无呕吐反应。 肝脏 6 叶（左外叶，左中叶，中叶，右叶，尾状叶，乳突叶） ，2/3 切除可再生。 无胆囊，胆总管直接开口十二指肠，适合作胆管插管模型。 胰腺弥散状，分叶多，分散在十二指肠、胃底及脾门处。 气管由 23 个白色环状软骨组成，气管和支气管腺不发达，不适于作慢性支气管炎 模型。 肺由 5 叶组成，右肺 4 叶（前、中、后叶和副叶） ，左肺为一整叶。 心脏由左、右心房和左、右心室 4 个腔组成，静脉窦与心房间由 2 个瓣相隔，心尖 位于第 3、4 肋间，为心脏采血的进针部位。 胸腺呈乳白色，由左、右 2 叶组成，位于腹侧纵隔头端胸骨下胸腔入口处 。性成熟 时胸腺最大，之后停止生长并逐渐退化。 雄性：睾丸、附睾、输精管、副性腺（ 凝固腺、前列腺、尿道球腺、包皮腺 ） 雌性：卵巢、输卵管、子宫（双子宫） 、乳腺（3 对胸部， 3 对腹部） 生理学特点 汗腺不发达，主要靠足底汗腺和尾巴血管舒张来散热。高温环境下，靠分泌大量唾 液来调节体温 对各种营养素缺乏敏感，是营养学研究的良好的动物模型 垂体肾上腺系统发达，应激反应灵敏，适合做神经内分泌实验研究。 呼吸系统和踝关节对炎症反应敏感。 心电图无 ST 波 体温：37.5 血总量：占体重 1/15 生理学特点（生殖生理） 雄性月龄、雌性 2.5 月龄达到性成熟 性周期 45d 阴栓（爆米花大小，几小时脱落） 妊娠期 2123d，每胎产仔 612 只，哺乳期 2528d 具有产后发情（12-24h） 生殖期 1.5 年 寿命 2.5 年-3 年，20 月龄相当于人 60 岁 染色体 21 对 生理学特点（生长发育） 新生仔鼠无被毛，呈赤红色，两耳贴连头部皮肤，目闭，尾长约为身长的 1/2- 1/3，无牙齿， 体重约 5.5-10g。 3 日龄时大鼠的皮肤由红色转为白色，有毛色的仔畜可以看到颜色。 4-6 日龄时大鼠双耳与皮肤分开耸立。 7-8 日龄时，大鼠四肢发育，能爬出窝外走动，身上绒毛变白。 9-11 日龄时，仔鼠听觉能闻声，皮毛长得柔软如丝。 12-13 日龄时，仔鼠开眼，门齿萌出，开始食固体饲料。 2 周龄时，仔鼠到处活动。 19 日龄时，大鼠第一对臼齿萌出。 3 周龄时，大鼠体重 30-40g，第二对臼齿萌出。 5 周龄时，大鼠第三对臼齿萌出，雄性睾丸降至阴囊。 2 月龄，性成熟。 3 月龄时，体成熟，体重 200g 以上。 封闭群 Wistar 1907 年由美国 Wistar 研究所育成，使用数量最多，遍及全世界。头部较宽。该种群性 周期稳定，繁殖力强，产仔多，生长发育快，性情温顺，对传染病的抵抗力较强，自 发肿瘤发生率低。雄鼠耳朵比其他品系稍长，尾长短于身长。 SD 1975 年由美国 Spraque 和 Dawley 农场育成。头部狭长，抗病能力尤以对呼吸系统疾 病的抵抗力强。自发肿瘤率较低。对性激素感受性高。常用作营养学、内分泌学和毒 理学研究。比 Wistar 大鼠生长发育快，产仔也较高。尾长几乎等于身长。 近交系 F344， 白色。 1920 年由哥伦比亚大学肿瘤研究所培育，我国从 NIH 引进。平均寿命较短，雄鼠 为 31 个月，雌鼠为 29 个月。旋转运动性低，血清胰岛素含量低。畸形和乳腺肿瘤 自发率低，诱发敏感，可允许多种肿瘤移植生长。广泛用于毒理学、生理学、肿瘤 学等研究领域。 突变系 SHR：白化。 自发性高血压，10 周龄以后动脉收缩压，雄鼠：200-350mm Hg (26.7-46.3KPa)，雌 鼠：180-200 mmHg (24.0-26.7KPa)，心血管疾病发病率高。对降压药物有反应，可 作为高血压动物模型用于药物筛选。 Long-Evance 大鼠，花巾鼠，白色。自发性糖尿病。 豚鼠 豚鼠（英文名 Guinea pig)属哺乳纲，啮齿目，豚鼠科，豚鼠属动物。又名天竺鼠、 海猪、荷兰猪。实验动物豚鼠由秘鲁的野生豚鼠驯化而来。 生物学特性 体形短粗、身圆、颈部和四肢较短，不善于攀登跳跃。前肢四趾，后肢三趾，耳壳 较薄而血管鲜红明显，上唇分裂。有全白、三花及黑色、棕色等多种毛色。 草食性动物，喜食纤维素较多的饲料，日夜都自由采食。 喜群居，一雄多雌的群体形成明显的稳定性，其活动、休息、采食多呈集体行为。 性情温顺，很少发生斗殴。胆小易惊，对外界突然的响声、震动和环境变化十分敏 感。 比大、小鼠多一对前臼齿，齿式为：2（1013/1013)=20。 肠管较长，约为体长的 10 倍，盲肠发达，占腹腔 1/3。 体内缺乏左旋葡萄糖内酯氧化酶，不能合成维生素 C，必须在饲料中补充，否则就 会出现坏血病症状，是目前唯一用于研究实验性坏血病的动物。 对抗菌素类药物敏感，与肠道菌群产生内毒素，常在用药 48 小时后引起急性肠炎， 甚至导致死亡。对麻醉药也敏感，麻醉死亡率高。 豚鼠耳壳大，易于进入中耳和内耳，耳蜗和血管伸至中耳腔内，可以进行内耳微循 环的观察。豚鼠的听力特别敏锐，常用研究噪音对耳听力的影响等若干内耳实验研 究。 豚鼠对组织胺和刺激性气体很敏感，常用于平喘药和抗组织胺药物的实验。 对人型的结核杆菌极为敏感，常用作抗结核病药物的筛选。 血清补体含量最高的动物，免疫学实验中多用豚鼠来制备血清补体。 过敏性休克和变态反应的研究豚鼠是首选动物，特别是迟发性超敏反应性与人类相 似。 胚胎在母体发育完全，出生后即已完全长成，体重 50115g，全身被毛，眼张开， 耳竖立，并已具有恒齿，产后一小时即能站立行走，数小时能吃软饲料。 月龄体重 400g。 性成熟：雌性 3045 日龄，雄性 70 日龄。 月龄体成熟，雄性 750g、雌性 700g。 性周期 16(1320)d， 阴栓似香烟头大小，几个小时脱落。无假妊娠现象。 妊娠期 68(6570)d，具有产后发情特点，每胎 34 只，哺乳期 18(1521)d，雌 性一对乳头位于鼠蹊处。 寿命与品种、营养、饲养环境有关，一般 45 年。 主要品系 主要有英国种、安哥拉种、秘鲁种、阿比西尼亚种，根据毛的特性又可分为短毛、长 毛、硬毛三种。目前我国各研究教学单位使用的豚鼠多为短毛的英国种豚鼠，基本是 棕黄、黑、白三种颜色，称三色豚鼠，也可有二色或单色豚鼠。 哈脱莱（Hartley)豚鼠，白色，远交系。 1926 年 Dunkin 和 Hartley（哈脱莱）二人用英国种豚鼠培育而成，白色、短毛、红眼， 用于营养学、微生物学、免疫血清学等实验中。 地鼠（Hamster） 属哺乳纲、啮齿目、鼠科、仓鼠亚科动物。仓鼠亚科作为实验动物的地鼠主要有 两种：黄金地鼠和中国地鼠 。 1930 年，叙利亚， 3 只（1 2）进行繁殖。现在各国实验用的金黄地鼠就是这 三只的子孙后代。 生物学特性（金黄地鼠） 金黄地鼠又称叙利亚地鼠，金黄色，成年体重 120 克以上，体长 1619cm ，尾短 粗，耳色深，黑眼球，被毛柔软，腹部与头侧部为白色。 昼伏夜行，一般在夜晚 811 点最为活跃，运动时腹部着地，行动不敏捷，牙齿十 分坚硬，可咬断细铁丝，有很强的贮食习性，可将食物贮存于颊囊之内。兴奋时发 出强烈的金属性音响。 雌鼠比雄鼠强壮，除发情期外，雌鼠不易与雄鼠同居，且雄鼠易被雌鼠咬伤。 易熟睡，此时全身肌肉弛缓，不易睡醒。喜居温度稍低、湿度稍高的环境。常有食 仔癖。 齿式与大、小鼠相同，牙咬面不平整 口腔内两侧各有 1 个颊囊， 容量可达 10cm，具高度可扩张性，可由两颊往后延伸 至肩胛骨，常用来运输和贮藏食物。颊囊壁薄，具发育良好的血循系统，及淋巴管 有显著的缺失，可进行血管生理学和微循环研究；缺少组织相容性反应，可进行肿 瘤移植。 在臀髋部有一种腺体（腰窝腺） ，当地鼠处于性兴奋状态时，分泌物会使局部皮肤 湿润。雌性地鼠不如雄性发育完全，腺体外露也不明显。 对皮肤移植的反应很特别，在许多情况下，非近交系的封闭群豚鼠个体之间皮肤相 互移植均可存活，并能长期成活下来，而不同种群动物之间的皮肤相互移植，则 100%不能存活，并被排斥。 有嗜睡习惯，一般低于 89 时出现冬眠，从冬眠恢复正常要 23d ，而进入冬眠 多在 12h 内完成。研究低温的生理代谢。 在组织细胞体外培养中，用以建立二倍体细胞株，肾细胞也可被做成细胞培养物接 种病毒，进行分离或制造疫苗（乙脑） 。 染色体 22 对 性成熟一般 6 周龄，性周期 45 天 妊娠期平均 16 天，是妊娠期最短的哺乳类实验动物 哺乳期 20 天，平均窝产仔 68 只，有产后发情特点 生育期从 68 周起可延续到 15 月龄 寿命 18-24 月 生物学特性（中国地鼠） 中国地鼠或称条背地鼠和黑线仓鼠，灰色、体形小，背部中心有黑色条纹，体长约 10cm，体重约 40g。白天基本上睡眠，行动笨重。无冬眠。 无胆囊，胆管直接开口于十二指肠。 染色体 11 对，染色体大，数量少，且相互易于识别，是研究染色体畸变和复制机 理的好材料。 常用作糖尿病研究，是真性糖尿病的良好动物模型 。 兔 哺乳纲兔形目兔科 生物学特性 夜行性和嗜眠性。 草食性动物，对粗纤维的消化能力强，饲料中粗纤维的含量需达到 1215%。有食 粪性，吃软便，从中吸收粗蛋白和 B 族维生素。 听觉和嗅觉都十分灵敏，喜爱幽静和空气新鲜的环境，胆小怕惊。对环境影响很敏 感，耐寒不耐热，耐干燥不耐潮湿。喜清洁厌污秽。喜穴居。性情温顺但群居性差， 同性好斗。 有啮齿类行为，喜欢磨牙、啃木。 寿命：7-15 年。 与啮齿类动物不同的是有 6 颗切齿，多了一对小切齿，紧贴在一对大门齿后。齿式： 2（2033/1023） =28 耳部，一根中央动脉，2 根耳缘静脉。 胸腔内构造与其它动物不同。胸腔由纵膈分为互不相通的左右两部分。肺被肋胸膜 和肺胸膜隔开，心脏又被心包胸膜隔开。因此，开胸后打开心包胸膜暴露心脏进行 实验操作时，动物不需作人工呼吸。 肠非常长，约为体长的 8 倍，尤其盲肠发达。盲肠的作用：一，其中的微生物将纤 维素转化为淀粉和其他糖；二，产生软粪，软粪内含有丰富的蛋白质、维生素 B。 不会呕吐。 家兔的回肠与盲肠相连处膨大形成一后壁的圆囊，称为圆小囊，这是家兔所特有的。 圆小囊的作用：一，消化功能，分泌碱性液体，中和盲肠中微生物分解纤维素所产 生的各种有机酸；二，免疫功能，是淋巴组织；三，神经内分泌功能，分泌脑肠肽 及溶菌酶等。 颈部有减压神经独立分支，和迷走神经、交感神经干完全分开。 家兔有产生阿托品酯酶的基因，兔内血清和肝中的阿托品酯酶能破坏生物碱。 诱导排卵动物（家兔，猫） 。母兔在发情期间，必须通过公兔的交配刺激，卵子经 过刺激后 012 小时才能从卵巢中排出。家兔卵子是哺乳动物中最大的，是在卵裂 阶段最容易在体内培养的卵子，适合胚胎移植。 双子宫，性周期：815 天，妊娠期 3033 天，哺乳期 2545 天。 兔体温反应十分敏感，最易产生发热反应。药品生物检定中热源的检查常用兔。给 家兔注射细菌培养液和内毒素可引起感染性发热。给家兔注射化学药品或异性蛋白 等可引起非感染性发热。 容易复制典型的高胆固醇血症、动脉粥样硬化动物模型 主要品系 日本大耳白兔，封闭群 生长快，繁殖强；两耳大且直立，耳两端细而中部宽，呈柳叶状，全身被毛浓密、 纯白，红眼睛，母兔颈下有肉髯；耳部血管清晰，适合注射或采血。 新西兰白兔，封闭群 毛色纯白；体长中等，早期生长快，性情温和，繁殖力强。已培育出近交系。 中国白兔，封闭群 纯白居多。体型小，耳短嘴尖。抗病力强，适应性好，繁殖力强。 青紫兰兔，封闭群 毛色特征是每根毛由三种颜色组成，即毛尖黑色，中段灰白色，基部深灰色，全 身看为灰蓝色、耳尖尾、背皆为黑色，眼周围、尾腹面、腹下和后颈的三角区的 毛色较淡，呈灰白色。有标准型，中型，巨型三种。 猫 家猫的祖先-埃及猫 长期的驯养史 19 世纪末开始用于实验，但至今未达到实验动物化，仅是实验用动物 在某些实验上有其他动物难以取代的特殊地位，主要用于神经学、生理学和毒理 学研究 猫在生物学分类中的地位 脊椎动物门 哺乳纲 真兽亚纲 食肉目 猫科 外形特征 齿爪锐利； 有三角形钩形爪，可回缩；瞳孔可随光线调节 生活习性 1. 生性孤独，野性尤存，居无定所，不认特定的主人 2. 喜明亮而干燥的环境，对环境变化特别敏感但适应性很强 3. 喜清洁，定点排泄并有掩埋排泄物的习惯 4. 肉食性 解剖生理特点 1. 牙齿尖锐 2. 上颌的后假臼齿和下颌的第一真臼齿特别粗大称为食肉齿 3. 猫舌表面有无数丝状乳突并被有较厚角质层，呈倒钩状（特有） 4. 口边触须感觉敏锐 5. 夜间视力强，瞳孔可调节 6. 大网膜非常发达，重约 35g，具有固定保护脏器和保温的重要作用 7. 盲肠小，肠道短，肠壁较厚 8. 循环系统发达，血压稳定 9. 神经系统发达，反射功能发达，具有出色的平衡感觉 10. 血型有三种：A，B，AB，10%红细胞有红细胞折射体（RE） 11. 对吗啡的反应为中枢兴奋，和一般动物相反 12. 对所有酚类敏感 13. 呕吐反应灵敏 14. 一般很少咳嗽，但呼吸道黏膜对蒸汽或气体反应灵敏易诱发咳嗽 15. 瞬膜大，反应敏锐 生殖生理 1. 双角子宫,子宫体约 4cm 2. 季节性多次发情，春秋两季交配 3. 性成熟：6-10 月；性周期 14 天 4. 妊娠期 60-68 天，哺乳期 60 天 5. 2-3 胎/年，3-5 只/胎 6. 刺激性排卵(交配后 25-27h) 应用 1. 中枢神经系统功能、代谢、形态的研究 神经系统发达，头盖骨与脑各部分有比较特殊的关系，对麻醉和手术的耐受 性好，对去脑实验和其他外科手术抵抗力强，常用于去大脑僵直、姿势反射、脑 室灌流、脑电观察 2.循环功能实验 循环系统发达，血压稳定，血管壁较坚韧，心博强，血压曲线明显，特别适 合药物对循环系统作用机制的分析 ，并可反复使用 3. 其他 炭疽病诊断，针刺麻醉原理研究，弓形体病的动物模型 饲养管理 1. 不宜群养，人工繁殖困难，实验动物化困难 2. 目前实验用猫多为野外捕捉或收购而来，健康水平不一，个体差异 很大。 3. 抗寒能力较强，但气温高于 36 度可致使其体质下降易患病。 4. 自制饲料饲喂一日 2 次，全价颗粒料可一日 1 次，提供充足饮水 5. 对饲料变换敏感常会拒食，应尽量保持饲料质量稳定 6. 谨慎而神经质，春秋两季发情期发出特殊叫声，有心理变态问题， 实验中宜注意 7. 猫对酚类敏感，慎用含酚类的消毒剂 8. 1 年 2 次换毛（春-夏，秋-冬） 9. 有食仔癖 猪 猪在解剖、生理、营养、新陈代谢等方面与人类非常相似，故 70 年代起，许多发达国 家将猪列为重要的实验动物，并致力与猪的小型化和微型化研究 小型猪 minialure swine 微型猪 micropig 猪在生物学分类中的地位 脊椎动物门 哺乳纲 偶蹄目 野猪科 猪属 小型猪与普通家猪在生物学分类上是相同的 外形特征 生活习性 1. 性情温驯容易调教 2. 群居 3. 杂食性，能辨别口味，喜甜食 4. 有翻拱天性，喜欢拱土觅食 5. 喜清洁干燥，高温时会在潮湿处打滚以降低体温 6. 吃食无节制、 解剖生理特点 1. 门齿、犬齿发达，齿冠尖锐突出，臼齿也较发达 2. 嗅觉灵敏 3. 唾液腺发达 4. 皮肤的组织学结构与人相似，但汗腺不发达，怕热 5. 心血管系统、消化系统、脏器重量、解剖等和人类似 6. 血液学、血液化学各种常数和人类近似 7. 胎盘为上皮绒毛膜型，母源抗体不能通过胎盘屏障，而由初乳传递给 仔猪 8. 肝脏发达，肝小叶明显，胆汁浓缩能力低，胆汁量较少 生殖生理 1. 全年多次发情 2. 性成熟：雄性 6-10 月，雌性 4-8 月 3. 性周期：21 天左右 4. 妊娠期 109-120 天 5. 哺乳期 30 天 6. 产仔 2-10 头/胎 应用 1. 皮肤烧伤研究 猪毛发稀疏，猪皮表面毛发疏密、表皮厚度、表皮具有的脂肪层、表皮形态 学，增生动力学、烧伤皮肤的体液和代谢变化机制均和人相似，用于人类烧伤治 疗（创面覆盖） 2. 肿瘤学研究 基因多样，遗传资源丰富，经选育的一种美洲辛克莱小型猪 80%发生自发性 皮肤黑色素瘤，与人黑色素瘤病变和传播方式有着完全相同的变化。 3. 免疫学研究 初生仔猪体内抗体含量少 4. 心血管和糖尿病研究 其冠状动脉循环在解剖学、血液动力学方面类似于人，可自然发 生动脉粥样硬化病变前期与人相似，对高胆固醇饮食的结果和人一样， 乌克坦小型猪则极易复制成典型的急性糖尿病。 5. 畸形学和产期生物学 产期仔猪和幼猪的呼吸系统、泌尿系统、和血液系统和人类新生 婴儿很相似，仔猪易患类似人类婴儿的营养不良。 一年多胎、每胎多仔、仔猪胚胎发育和胃肠道菌丛清楚，这些使猪成 为畸形学、儿科学等研究容易获得且很有用的动物模型 6. 人体活组织供体 7. 牙科、骨科材料研究 8. 外科手术研究 9. 营养性疾病研究 10. 遗传及基因工程 饲养管理 1. 要求冬暖夏凉，圈舍清洁干燥 2. 单圈单笼饲养，并注意防止其拱穿猪圈出逃 3. 采用全价配合饲料，由于采食无节制易过量，应按体重 2-3%供应，饮 水不限 4. 新进猪应经隔离检疫和适应 常用实验动物 非人灵长类-猕猴 非人灵长类动物在生物分类学上与人类的距离最