实验动物学.ppt.ppt

实验动物的概念 实验动物 经人工饲养 繁育 对其携带的微生物及寄生虫实行控制 遗传背景明确或来源清楚 而应用于科研 教学 生产和检定以及其他科学实验的动物 实验用动物包括 实验动物 野生动物 经济动物 实验动物的特点 按遗传学控制分类 1 近交系 2 杂交一代动物 3 封闭群动物 实验动物的分类 同胞兄妹交配或亲子交配 连续繁殖20代以上培育出来的动物 两个近交系动物有计划交配的第一代动物 以非近亲交配方式进行繁殖生产的一个实验动物群 在不从其外部引入新的个体的条件下 至少连续繁殖4代以上 称为封闭群动物 遗传基因位点的纯合性近交系动物培育成后 其任何一个基因位点上的纯合概率高达98 6 以上 导致动物群体不再携带未知的隐形基因 hiden 品系将会保留和表现所有的遗传性状 一 近交系动物的特征 遗传组成的同源性一个近交系内 所有动物都可追溯到其原始的一对共同的祖先 所有位点的基因都是纯合的 并且只来源于共同祖先的一个拷贝 遗传同源性将导致近交系有以下三个重要特性 1 品系内个体间可接受组织移植 2 从品系内单个个体的监测中可得知品系整体的基因类型 3 从一个群体内可以很容易分离出许多遗传上相同的亚群体 表型一致性由于遗传上的同源性 近交品系内个体在表型上极为相同 尤其是那些高度由遗传决定的生物学特征 近交系表型上的一致性使得使用较少量的动物 即可以达到统计学的精确程度 遗传组成独特性近交系培育后 每个品系从物种的整个基因库只获得极少部分基因 这些基因的组合构成了品系的遗传组成 因此 每个品系在遗传组成上是独一无二的 具有独特的表型特征 长期遗传稳定性近交系虽然在遗传上并不是绝对稳定不变 但是其遗传组成不受选择 近交的影响 能导致遗传上发生变化的因素易受人为控制 而且出现的概率很低 遗传特征的可辨性近交系一旦培育成功 动物群体内几乎将不存在遗传多态性 即每个位点只有一种基因类型 而不会存在其它的等位基因 国际分布广泛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至2对动物 背景资料近交系动物由于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性 另外对任何近交系每一项研究又增加了该品系的研究应用履历档案 这些基本数据对于设计新的实验和解释实验结果提供了有价值的参考信息 生活力由于近交衰退 近交系一般具有较低的生育力和生活力 这一特征给品系的维持 保种和繁殖生产带来极大的不利 所以近交系生产量较低 很容易断种 而且这一特征也使动物不能接受剧烈的实验处理 生产饲养成本高近交系由于其繁殖力低 需要严格的饲养管理 对饲养环境和饲料营养要求较高 所以相对来说其生产和实验的成本较高 近交系动物的命名普通近交系的命名 l 品系名称一般为1 4个大写的英文字母 如 a balb dba 2 有些品系名称用大写字母与数字结合表示 且数字总是紧随着第1个大写字母 如 c57bl c3h 3 有些较早使用的非正规命名 已为国际广泛接受 其原有命名继续沿用 如 129 615 4 繁殖代数表示法 a f87 表示a系近交的第87代 akr f 10 未知的代数加已知的代数 c57bl jnga f73 26 引入时的代数加自繁代数 常用近交系的缩写 二 封闭群动物的特点及应用1 封闭群动物避免了近亲交配 具有较强的繁殖力和生活力 表现为每胎产子多 胎间隔较短 仔鼠死亡率低 生长快 成熟早 寿命长 对疾病的抵抗力强 在饲养繁殖过程中无需详细记录谱系 成本低 易生产 可大量生产 充足供应 广泛应用于实验 一般实验及学生的教学 2 封闭群动物 远交种 的遗传组成具有很高的杂合性 类似于人类群体遗传异质性的遗传组成 用于人类遗传学研究 药物筛选 毒物试验 生物制品和化学药品的鉴定等方面 3 由于封闭群动物的遗传组成具有很高的杂合性 所以在遗传学研究中可作为选择实验的基础群体 用于对一些性状遗传力的研究 毕格犬 4 封闭群动物的突变种携带的突变基因通常可导致动物某些方面的异常 成为生理学 胚胎学和医学研究的模型 如高血压大鼠 5 由于其可携带大量的隐性有害基因 可用于估计群体对自发或诱发突变的遗传负荷能力 shr 常用的封闭群动物 sd大鼠 毕格犬 青蓝紫兔 icr小鼠 封闭群动物的命名1 一般以2 4个大写英文字母命名 如nih小鼠 2 种群保持者名称 种群名称 种群保持者名称为1 4个英文字母的缩写 首字母大写 其余小写 如n nih表示美国卫生研究院 n 保存的nih小鼠 3 由于历史原因已广泛使用的封闭群动物 沿用其原来的名称 如 wistar大鼠 newzealand兔 三 杂交f1代动物的特点及其应用1 遗传和表型的一致性 杂交f1代的基因不是纯和子 但个体间基因型是整齐一致的 遗传性是稳定的 表现型也一致 故可获得精确度很高的实验结果 广泛用于营养 药物 病原和激素的生物学评价 2 基因型一致 杂交群动物虽然具有杂合的遗传组成 但个体间基因是相同的 可接受个体间 亲本品系细胞 组织 器官 肿瘤移植 用于免疫学 发育生物学研究 3 与近交系相比具有杂交优势 近交系动物的生活力 对疾病的抵抗力 对实验的耐受性都较差 而且较难繁殖和饲养 反之 f1代具有较强的生命力 对疾病的抵抗力强 寿命较长 容易饲养 在某些方面比近交系更适用于科学研究 可作为代乳动物 卵 胚胎 卵巢移植的受体 4 国际分布广泛 杂交群动物已广泛应用于各类实验研究 实验结果便于国际上进行重复和交流 杂交f1代动物的命名杂交群应按以下方式命名 此雌性亲代名称在前 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等 对品系或种群的名称可使用通用的缩写名称 例如 c57bl 6 dba 2 f1 b6d2f1 按微生物学控制 1 普通动物 一级 2 清洁动物 二级 3 无特定病原体动物 spf 三级 4 无菌动物 四级 5 悉生动物 四级 实验动物的分类 微生物控制程度最低的动物 饲养在开放系统 不允许有人畜共患病和动物烈性传染病及体外寄生虫 最低限度疾病动物 饲养在亚屏障系统 除不能带有一级动物应排除的病原外 还不能携带对动物危害大对科研干扰大的病原 除一 二级动物应排除的病原外 不携带主要潜在感染或条件致病菌和对科学实验干扰的病原 饲养在屏障系统中 动物体内外要求无任何可检出的生命体 饲养隔离系统中 是指在无菌动物体内 移入一种或几种已知微生物的动物 饲养在隔离系统中 实验动物微生物等级 2001版国家标准根据微生物和寄生虫等级对实验动物等级进行了重新设定 小鼠清洁级spf级无菌级大鼠清洁级spf级无菌级地鼠普通级清洁级spf级无菌级豚鼠普通级清洁级spf级无菌级家兔普通级清洁级spf级无菌级犬普通级spf级猴普通级spf级 3r运动 实验动物在广泛开展法制化管理的基础上 由技术上严格要求转向人道主义的管理 提倡动物福利与动物保护 reduction 减少 replacement 替代 refinement 优化 只有增强三r观念与实验动物的爱护 中国生命科学的研究才有可能与国际接轨 环境 外环境 所处自然环境 交通 水电等 内环境 温度 洁净度 换气次数 噪音度 光照等 实验动物设施 开放系统 自然通风 防虫防鼠进入 笼具 垫料消毒 人员防疫 屏障系统 空气净化达到10万级 分洁净与非洁净走廊 进入系统内物品严格消毒 人员 物品单向流动 隔离系统 isolationsystem 动物试验设施环境指标 以屏障系统小鼠为例 温度 20 25 换气次数 10 20次 h日温差 3 气流速度 0 1 0 2m s相对湿度 40 70 压强梯度 20 50pa噪声 60db空气洁净度 10000级氨浓度 14mg m3落下细菌数 3个 皿照度 工作 150 300lx 动物 15 20lx昼夜明暗交替时间 12 12或10 14小时密度 20g 面积0 01m2 高度0 15m 屏障系统 ivc individuallyventilatedcages ivc的特点 ivc individuallyventilatedcages 是独立通风笼盒的简称 它的特点是具有一定的密闭性 同时让经hepa过滤器的洁净空气流入盒内 使盒内保持正压 减少了可能的感染来源 适合于饲养spf级动物 以及一些免疫缺陷动物 隔离系统 隔离器的基本构造示意图 环境级别和动物级别的对应关系动物级别环境级别 洁净度 落下菌 普通动物开放系统 30 清洁动物屏障系统 万级 3 spf