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实验动物学复习重点终极版第一章 绪论实验动物学(laboratory animal science，LAS)是以实验动物为主要研究对象，并将培育的实验动物应用于生命科学等研究的一门综合性学科。它是研究实验动物和动物实验的一门综合性学科。 实验动物(laboratory animal，LA)指由人工培育，来源清楚，遗传背景明确，对其携带的微生物和寄生虫实行监控，用于生命科学研究、药品与生物制品生产和检定，以及其他科学研究的动物。 根据遗传特点不同，常把实验动物划分为近交系(inbred strain)、封闭群(远交群, closed colony or outbred stock)、 杂交群(hybrids) 。目前，我国根据对微生物、寄生虫的控制程度将实验动物划分为4个等级：普通级动物conventional（CV）animal、清洁动物clean（CL）animal、无特定病原体动物specific pathogen free（SPF）animal、无菌动物germ free（GF）animal。动物实验：应用标准的实验动物进行科学研究，观察实验过程中实验动物有关器官的组织形态改变、机能反应变化及其发生、发展规律。1988年, 原国家科委颁布了实验动物管理条例, 标志着我国实验动物工作走上了行政法规管理的轨道。伴随着2001年实验动物国家标准的颁布和实施，普通级大鼠和小鼠将被禁止使用。“AEIR”是进行生命科学实验研究所必需的四个基本条件。“A”即animal(实验动物)，“E”系equipment(设备)，“I”为information(信息)，“R”是reagent(试剂)。“3R”原则：替代（replacement）原则、减少（reduction）原则、优化（refinement）原则。第二章 实验动物遗传学实验动物的分类 包括动物学的分类和实验动物学的分类两部分。按动物学分类可分为界、门、纲、目、科、属、种。按实验动物学分类则分为品种和品系。品系包括近交系、封闭群和杂交群等。品种是人们根据不同需要而对动物进行改良、选择，即定向培育，并具有某种特定外形和生物学特性的动物群体，其特性能较稳定地遗传。如新西兰兔、青紫蓝兔和日本大耳兔等品种的实验用兔。品系即“株”，为实验动物学的专用名词，指来源明确，并采用某种交配方法繁殖，而具有相似的外貌、独特的生物学特征和稳定的遗传特性，可用于不同实验目的的动物群体。 以NIH小鼠为例，按动物界、脊索动物门、脊椎动物亚门、哺乳纲、真兽亚纲、啮齿目、鼠科、小鼠属、小家鼠种；并按实验动物学分类，其品种为白化小鼠，其品系是NIH小鼠，封闭群。近交有意识地从一个动物群体中选用血缘关系比较接近的雌雄个体，即有共同祖先的兄妹、母子、父女进行交配，此种近亲交配的方式称为近交（inbreding）。近交系动物经至少连续20代的全同胞兄妹之间或亲代与子代之间交配培育而成的动物，称为近交系（inbred strain）动物。近交系动物的特点1、基因纯和性（homozygosity） 按照国家标准要求，近交系的近交系数应大于99%。2、遗传组成的同源性(isogenicity) 3、表现型的一致性(uniformity)4、对外界因素的敏感性(sensitivity) 5、遗传特征的可辨别性(identifiability)6、遗传组成独特性(individuality) 7、背景资料可查性(accessibility)8、国际分布广泛性(extensity)封闭群（closed colony）动物，又称远交群（outbred stock）动物，是指以非近亲交配方式进行繁殖生产的一个种群，在不从其外部引入新个体的条件下，至少连续繁殖4代以上的动物。如昆明种小鼠、SD大鼠等。如果有效群体数目过小，必然导致近交系数上升率加大。因此Ne至少要达到25对（50只）。杂交群动物由不同品系或种群之间杂交产生的后代。简称F1代动物。第三章 实验动物微生物学与寄生虫学普通级动物（CV animal）是微生物和寄生虫控制级别最低的实验动物；要求不携带所规定的人兽共患病病原和动物烈性传染病病原，以及人兽共患寄生虫。清洁动物（CL animal）是根据我国国情而设立的等级动物，除普通级动物应排除的病原和寄生虫外，不携带对动物危害大和对科学研究干扰大的病原和寄生虫。无特定病原体动物（SPF animal）通常被称为SPF动物，除清洁动物应排除的病原和寄生虫外，不携带主要潜在感染或条件致病和对科学实验干扰大的病原和寄生虫。无菌动物（GF animal） 指无可检出一切生命体的动物。悉生动物（GN animal）如果在无菌动物体内人为植入一种或数种微生物，称为悉生动物.导致人兽共患病的主要病原体1、病毒淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒、狂犬病病毒、猕猴疱疹病毒1型（B病毒）、汉坦病毒（流行性出血热病毒）。2、细菌沙门菌、布鲁杆菌、志贺菌、结核分枝杆菌、钩端螺旋体。3、真菌皮肤病原真菌。4、寄生虫弓形虫。病毒性疾病淋巴细胞脉络丛脑膜炎鼠痘狂犬病流行性出血热人兽共患病非人兽共患病人兽共患病人兽共患病流行病学传染源感染LCM病毒的野小鼠或实验小鼠。感染鼠痘病毒的野小鼠和实验小鼠。主要是狂犬，其次是携带病原的猫、猪及牛、马等家畜和野兽等温血动物。主要是携带病毒的野鼠，以黑线姬鼠和褐家鼠为代表。传播途径接触带病毒野鼠或实验小鼠的分泌物、排泄物，吸血昆虫传播，以及胎盘垂直传播。接触病鼠患处渗出液、分泌物及其污染物品。主要通过咬伤传播，也可由带病毒唾液经各种伤口和抓伤、舔伤的粘膜和皮肤而入侵。传播途径尚不十分明确，主要以螨等吸血昆虫为传播媒介。另外，含病毒的血、尿、分泌物等，污染人的皮肤破损处或病鼠咬伤人，亦使人患病。易感者小鼠、豚鼠、大鼠、地鼠、兔等，人亦易感。小鼠，尤其是C3H、DBA/2、BALB/c、CBA等品系。人和各种畜类对本病都有易感性，尤其是犬科和猫科动物。主要是人，其次为大鼠。小鼠等实验动物。动物感染后可不发病，人发病。症状在实验动物多呈隐性感染，小鼠感染后可不出现症状。人感染后表现类流感样症状，严重者侵犯中枢神经引起脑膜炎。小鼠肢体和尾巴严重水肿、溃疡，最后坏死脱落，故称脱脚病。犬狂暴型表现为高度兴奋、冲撞、性欲亢进、攻击人畜、死亡；犬麻痹型表现为吞咽麻痹、伸颈、伸舌、流涎，继而死亡。人感染后，临床表现为特有的恐水、怕风、恐惧不安、咽肌痉挛、进行性瘫痪，甚至死亡。人感染后出现头痛、眼眶痛、腰痛等“三痛”症状，脸、脖子、胸部红肿等“三红”体征。经过低血压期、少尿期甚至闭尿期，最后到多尿期。有发热头痛等感冒症状，个别会并发急性心力衰竭，可导致死亡。第四章 实验动物环境生态学实验动物环境：是指这种人工控制的, 供实验动物繁殖、生长的特定场所及相关条件, 即围绕实验动物所有事物的总和。实验动物设施：用于实验动物繁育、生产和动物实验的建筑物、设备以及运营管理在内的总和。 影响实验动物环境的因素（简答/问答）气候因素、理化因素、生物因素1、气候因素包括温度、湿度、气流和风速等。（1）温度：(1) 影响生长发育和繁殖 (2) 影响代谢 (3) 影响健康与抗感染能力 (4) 激发应激反应 (5) 影响实验结果（2）湿度：高温高湿情况下，机体调节体温的主要方式蒸发散热受障碍，而易于引起代谢紊乱及抵抗力下降。大多数实验动物适宜的相对湿度为40-70%，并以505%为最佳。(3)气流和风速：一般要求饲育室和动物实验室气流速度小于或等于0.1-0.2m/s，屏障环境换气次数为1020次/h。2、理化因素包括光照、噪声、粉尘、有害气体和杀虫剂、消毒剂等。（1）光照：影响视力: 出现视网膜障碍。 影响生理及生殖机能。(2) 噪声：一般将室内噪声控制在60dB以下。（3）粉尘：屏障环境的空气洁净要求达到10 000级，隔离环境的空气洁净要求达到100级。（4）有害气体：我国国家标准规定实验动物设施中的氨浓度应低于14 mg/m3。3、生物因素包括空气中的微生物、社会因素、饲养密度（1）空气中的微生物：空气落下菌数要求，普通环境30个/皿，屏障环境3个/皿，隔离环境无检出 。（2）社会因素：社会因素指在某个种属中，实验动物个体的优劣、社会地位以及饲养密度等。（3）饲养密度：饲养室每平方米面积收容的成年实验动物最大密度，大约是小鼠100只、大鼠50只、豚鼠20只、兔4只、狗1只、猴1只。表4-4 实验动物繁育、生产设施环境指标（静态）项目小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠普通环境屏障环境隔离环境温度（）182920262026 日温差（） 44相对湿度（%）407040704070换气次数（次/h）81010202050气流速度（m/s）0.10.20.10.20.10.2压强梯度（Pa）2050100150空气洁净度（级）10 000100落下菌数（个/皿） 303无检出氨浓度（mg/m3） 141414噪声（dB） 606060照度（lx）工作照度150300150300150300动物照度152015201520昼夜明暗交替时间（h）12/12或10/1412/12或10/1412/12或10/14表4-5 动物实验设施（设备*）环境指标（静态）项目小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠普通环境屏障环境隔离环境温度（）192620252025 日温差（） 433相对湿度（%）407040704070换气次数（次/h）81010202050气流速度（m/s）0.10.20.10.20.10.2压强梯度（Pa）2050100150空气洁净度（级）10 000100落下菌数（个/皿） 303无检出氨浓度（mg/m3） 141414噪声（dB） 606060照度（lx）工作照度150300150300150300动物照度152015201520昼夜明暗交替时间（h）12/12或10/1412/12或10/1412/12或10/14初效过滤材料一般1周到2周更换一次。中效过滤材料3个月到半年更换一次。高效过滤器装在送风系统末端。洁净室中高效过滤器通常11.5年更换一次。 第五章 实验动物营养学实验动物营养学是研究饮食物（营养素）与实验动物机体生长、发育、繁殖、健康及实验结果关系的科学。饲料实验动物的食物称为饲料，它是实验动物摄入营养素的主要来源。实验动物饲料含蛋白质、碳水化合物、脂类、矿物质、维生素和水六大营养成分。氨基酸的互补作用将氨基酸含量不同的几种饲料按比例混合，以提高其营养价值，叫做氨基酸的互补作用。豚鼠和猴体内不能合成维生素C，须由饲料供给。（选）（判断/选择）维生素生理功能缺乏症来源脂溶性维生素A维持正常视觉，参与上皮细胞正常形成，促进生长发育视觉损害、夜盲症、上皮粗糙、角化、骨发育不良、生长迟缓肝、鱼肝油、蛋黄、牛奶维生素D促进钙吸收，与骨骼的形成有关软骨病鱼肝油、蛋、苜蓿干草维生素E与胚胎发育和繁殖有关，保持心血管系统结构功能的完整性生殖系统损害，睾丸萎缩、肌肉麻痹、瘫痪、红细胞溶血油脂，如花生油、玉米油；绿色植物、蛋、鱼肝油水溶性维生素B1参与糖代谢多发性神经炎谷类、豆类、酵母维生素B2参与生物氧化、晶状体及角膜的呼吸过程，维护皮肤黏膜完整性生长停止、脱毛、白内障、角膜血管新生麦麸、豆粉、动物内脏维生素C参与糖、蛋白质代谢，参与胶原、齿质及骨细胞间质生成坏血病新鲜蔬菜 当实验动物体内水分减少8%时，就有失水表现，严重干渴、食欲丧失、黏膜干燥、抗病力下降、蛋白质和脂肪分解加强；水分减少10%时，会引起严重的代谢紊乱；水分减少20%，将导致动物死亡。 不同种动物摄取食物的习性各不相同，这种习性称为食性。通常根据食性将动物分成三大类：草食性动物，如豚鼠、兔、羊等；肉食性动物，如狗、猫等；杂食性动物，如小鼠、大鼠、金黄地鼠、猴等。 啮齿类实验动物的营养需要蛋白质粗纤维蛋白质粗纤维大鼠、小鼠18%20%5%犬20%24%3%金黄地鼠21%24%猴16%21%豚鼠17%20%10%15%兔14%17%10%15%第六章 常用实验动物小鼠的习性和行为：胆小怕惊；昼伏夜动；喜群居；适应性差；喜啃咬；寿命短（2-3年）。小鼠在生物医学研究中的应用：（一）药物研究：1、药物安全性评价试验 2、生物制品的检定 3、药物筛选 4、药效学评价试验（二）肿瘤学研究： 1、自发性肿瘤 2、诱发性肿瘤 3、人癌细胞移植 4、肿瘤遗传学研究（三）遗传学研究1、遗传学分析 2、基因研究 3、遗传性疾病动物模型（四）病原体所致疾病的研究： 1、病毒性疾病 2、细菌性疾病 3、寄生虫疾病 4、动物模型（五）免疫学研究 1、制备单克隆抗体 2、动物模型 3、免疫功能（六）老年病研究（七）其它疾病研究：1、神经系统疾病 2、呼吸系统疾病 3、消化系统疾病 4、计划生育常用品种、品系：近交系小鼠：BALB/c、C57BL、C3H。 封闭群小鼠：昆明种（KM）、NIH、LACA。突变系动物由自然变异或人工致畸，使正常染色体上的基因发生突变，而具有某种遗传缺陷或某种独特遗传特点的动物。如裸小鼠、SCID小鼠、快速老化模型小鼠（SAM小鼠）。SCID小鼠是严重联合免疫缺陷小鼠。T、B淋巴细胞免疫功能缺陷。大鼠的习性和行为：昼伏夜动；喜独居；胆小怕惊；喜啃咬；抗病力较强；敏感性强；寿命短（2.5-3年）。 空气湿度低于40%时，大鼠尾巴易发生环状坏死症（环尾病）。大鼠肝脏再生能力极强，被切除60%70%后仍可再生。大鼠无胆囊，故无呕吐反射，血液成分呈动态性变化。大鼠在生物医学研究中的应用：(一)内分泌研究：1、内分泌学研究，2、内分泌疾病模型。(二)营养、代谢性疾病研究；（三）药物研究：1、药物安全性评价试验，2、药效学研究。（四）行为学研究：1、迷宫试验，2、奖励和惩罚试验，3、成瘾性药物的行为学研究，4、高级神经活动研究。（五）老年病学研究；（六）肿瘤研究；（七）感染性疾病研究；（八）心血管疾病研究；（九）中医药研究近交系大鼠：F344/N、Lou/CN等。 封闭群大鼠：Wistar大鼠、SD大鼠 。 豚鼠的习性和行为：草食性、喜群居、性情温顺、胆小怕惊、性行为、用叫声表达要求、 寿命4-5年，最长7年。 豚鼠属于胚胎发育完善动物。家兔的习性和行为：昼伏夜动、胆小怕惊、群居性差、食粪癖、怕潮湿、喜啃咬、草食性、喜穴居、寿命8 - 15年。家兔属于剌激性排卵的多胎动物，必须通过公兔的交配动作刺激才能排卵。猫也是刺激性排卵动物。家兔在生物医学研究中的应用：1、发热及热原实验 2、皮肤刺激试验 3、制作动脉粥样硬化症模型4、计划生育研究（刺激性排卵） 5、免疫学研究（免疫血清） 6、心血管疾病研究（心肌梗塞）7、微生物学研究 8、眼科学研究（眼球大） 9、急性实验 1 0、遗传学研究 11、口腔科学研究犬感觉器官的灵敏程度，可以通俗地用“鼻好、耳好、眼不行”来形容。第七章 人类疾病动物模型 为阐明人类疾病的发生机制或建立治疗方法而制作的、具有人类疾病模拟表现的实验动物，称人类疾病动物模型（animal models of human diseases）。 人类疾病动物模型发展至今具有比较完善的理论和方法。通常可分为诱发性疾病动物模型、自发性疾病动物模型、中医证候动物模型等类型。 通过人为方式使实验动物受到物理、化学、生物等致病因素的作用，而发生类似某种人类疾病的动物模型，称诱发性疾病动物模型（experimental animal models）。 骨质疏松动物模型维A酸致骨质疏松、糖皮质激素致骨质疏松、卵巢切除致骨质疏松、睾丸摘除致骨质疏松。类风湿性关节炎Wister大鼠右后肢足底皮下注射福氏完全佐剂（含灭活卡介苗）。肾炎鸡卵白蛋白诱发肾炎 子宫内膜异位症动物模型 使用Wistar大鼠或SD大鼠造模，方法：用3%戊巴比妥钠按1.5mL/kg腹腔注射麻醉，剖腹切取左侧子宫角组织一块，在洛氏营养液中作子宫内膜剥离术，切取两块约25mm2的子宫内膜组织片段，并将其分别缝合在腹膜上、卵巢或子宫上段附近，子宫内膜面朝向腹腔，关腹。 高血脂及动脉粥样硬化动物模型新西兰兔高血脂症模型 糖尿病动物模型链尿佐菌素模型，腹腔注射法 衰老模型 1、自然衰老；2、D-半乳糖致亚急性衰老。 老年性痴呆：一侧海马伞切断致老年性痴呆。 自发性疾病动物模型（spontaneous animal models）主要是由突变系动物经定向培育而稳定遗传的实验动物。免疫缺陷动物分类：1、T淋巴细胞功能缺陷动物，如裸鼠；2、B淋巴细胞功能缺陷动物，CBA/N小鼠；3、联合免疫缺陷动物，SCID小鼠。 中医征候动物模型的分类：1、单纯的中医证候动物模型；2、病证结合的动物模型；3、状态反应性动物模型；4、自然病态性动物模型或证候纯系动物模型。 中医征候动物模型的研制方法1、利用致病因素造模；2、通过改变动物的生理状况造模；3、采用人工方法，改变动物的生活环境造模；4、利用过量中药造模 脾证动物模型：1、脾气虚证动物模型劳倦过度加饥饱失常法。2、脾阳虚证动物模型伤湿法，苦寒泻下加饥饱失常法。 恐伤肾动物模型猫吓鼠致“恐伤肾”模型、人吓猫致“恐伤肾”模型、爆竹吓狗致“恐伤肾”模型、烧伤大鼠致“恐伤肾”模型。 “劳倦过度、房事不节”肾虚动物模型 肝郁证动物模型夹尾法 血瘀证模型高分子右旋糖酐法，大肠杆菌感染法。 大肠杆菌家兔卫气营血模型第八章 动物实验质量监控 实验动物的选择原则一、相似性原则 1、结构、功能及代谢与人相似 2、年龄近似 3、群体分布相似性4、生态或健康状况的近似性 5、疾病特点的相似性 6、操作实感的相似性二、差异性原则 三、易化原则 四、相容或相匹配原则 五、可获性原则 六、重现性、均一性原则实验动物选择的某些具体问题：1、年龄、体重；2、性别；3、生理状态与健康情况；4、品系、等级。 实验动物选择时，一般采用成年实验动物。小鼠1822g，大鼠180220g，豚鼠350650g，兔23kg，猫1.52.5kg，犬615kg。慢性实验应选择未成年实验动物为主。小鼠1518g，大鼠80100g，豚鼠1