2010年实验动物技术讲座.ppt

重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 实验动物中心谭毅2010 10 15 实验动物技术讲座 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 1983 9 1990 7云南大学理学学士 硕士1997 9 2000 7重庆医科大学医学博士2002 2 2003 9VanderbiltUniversity博士后2005 9 2006 3UniversityofMissouri高级访问学者 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 内容提要实验动物学的重要概念实验动物的科研选择人类疾病动物模型的复制动物实验设计及操作方法实验动物学的相关杂志 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 一 实验动物与实验用动物的区别1 实验动物 LaboratoryAnimals 经人工培育和人工改造 对其携带微生物 遗传及营养 环境因子实行控制 来源清楚 遗传背景明确 用于科学研究 教学 生产 检验以及其它科学实验的动物 2 实验用动物 ExperimentalAnimals 指一切用于科学实验的动物 包括野生动物 经济动物 观赏动物和实验动物 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 二 品种与品系的概念1 物种 species 物种是自然界中实际存在的生物群体单位 能够相互交配 繁殖 生育后代 一类物种与其它物种之间的交配存在繁殖隔离 界 门 纲 目 科 属 种 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 品种与品系是实验动物分类的基本单元 是指同一种动物中具有不同遗传特性的动物群体 1 相似的外貌特征 2 独特的生物学特性 3 稳定的遗传性能 4 具有共同的遗传来源和遗传结构 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 2 品种 stock colony 封闭群或者远交系以非近亲交配方式进行繁殖生产的实验动物种群 在不从外部引入新个体的条件下 至少连续繁殖4代以上 为保持封闭群动物的基因异质性及多态性 动物种群数量要足够大 一般不少于25对 并选择非近亲交配方式 如循环交配法 随机交配法等 3 品系 strain 近交系经连续20代以上的全同胞兄妹或亲子交配培育而成 品系内所有个体都可追溯到起源于第20代或以后代数的一对共同祖先的动物群 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 三 实验动物的等级划分实验动物的环境 动物的体表 粘膜和消化道存在种类繁多的病毒 细菌和寄生虫 这些微生物可以是致病的 条件致病的和非致病的 有的还是人畜共患病的病原体 1 危害实验动物的生产人员和动物实验人员的健康 2 当动物发生隐性感染或潜伏感染时 从外表很难鉴别其是否健康 应用于实验研究时 刺激因素引起动物组织形态 生理生化 血液与免疫学改变 影响实验结果的准确性和可重复性 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 1 国际标准 普通动物conventionalanimals CV 无特定病原体动物specificpathogenfreeanimals SPF 悉生动物gnotobioticanimals GN 无菌动物germfreeanimals GF2 中国标准 普通级动物 清洁级动物 2002年5月起 大小鼠必须采用清洁级以上级别 SPF动物 无菌动物 包括悉生动物 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 饲养无菌动物的隔离器 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 饲养SPF动物的屏障系统或IVC 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 四 文章发表对实验动物的要求1 国际刊物 在 材料与方法 部分中有负责任的 明确的文字表述 科学 Informedconsentwasobtainedforstudiesonhumansafterthenatureandpossibleconsequencesofthestudieswereexplained Careofexperimentalanimalswasinaccordancewithinstitutionalguidelines 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 英文文章中必须要有下面的内容 XXXmiceat6 8weeksofagewerepurchasedfromtheLaboratoryAnimalCenterofChongqingMedicalUniversity certificate SCXK YU 2007 0001 Miceweremaintainedunderoptimalconditionsforhygiene temperature andphotoperiods 12L 12D andallowedfoodandwateradlibitumaccordingtotheinstitutionalguidelinesforthecareanduseoflaboratoryanimals AllproceduresonanimalswereapprovedbytheEthicsCommitteeofChongqingMedicalUniversity 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 2 国内刊物 目前只有很少数的杂志在 作者须知 中对实验动物有明确的文字要求 生理学报 的投稿须知要求 动物实验也应符合国家 实验动物管理条例 和有关动物保护与使用的国际法律和法规 癌症 对研究材料的定义为 指研究实验中有关的病例和 或药物 试剂 动物以及主要仪器等 要求说明临床病例的来源 药物 试剂的厂家及批号 实验动物的来源及合格证号 主要实验仪器的来源及规格 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 生殖与避孕 对实验动物的要求更为详细 须提供 品种 品系 来源 应购自拥有实验动物饲养 繁殖证的单位 写明动物的批号 体重 等级 饲养环境和实验环境 性别 饲养方式的描述 如饲料类型 营养水平 照明方式 温度 湿度要求 动物数量 动物的健康状况 有关生殖的研究 还必须描述性成熟状况 对动物的实验处理方式 包括处死方法 对照组和双盲法与非动物实验要求相同 另进行动物实验的实验室应该具有进行实验动物的许可证 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 中文文章应该有下面的文字 实验动物购自 单位名称 动物合格证号是 实验操作在 单位名称 完成 设施合格证号是 五 科研项目申报和评奖对实验动物的要求国家自然科学基金重庆市科委的各种科研项目重庆市卫生局的项目 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 一 相似性原则动物进化程度越高 其结构 功能 反应越接近人类 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 1 结构和功能的相似小型猪的皮肤组织结构与人类相似 犬的血液循环和神经系统发达 毒理反应也与人类接近 哺乳动物的心率 呼吸频率 体温三者成正比关系 哺乳动物的椎骨以胸椎和尾椎的差异较大 齿式与动物的食性密切相关 消化道的长度与食性密切相关 小鼠胚胎植入与人类的相似性 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 2 时相和年龄的相似一般而言 幼龄动物较成年动物敏感 老龄动物的代谢 功能低下 反应不灵敏 不同种属动物的生活周期差别很大 3 群体分布的相似与人群具有相似的自然群体基因型的实验动物为封闭群动物 4 生理和健康状态的相似性别 特殊生理期如动情周期 妊娠 哺乳等对实验的反应较大 营养与健康直接影响对各种刺激的反应和耐受行 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 二 差异性原则某些实验动物具有特殊的解剖结构或生理特点 兔的减压神经独立行走 兔对体温变化特别敏感 发热反应典型 恒定 犬的甲状旁腺位于甲状腺表面 位置固定 形态集中 大鼠的肝脏再生能力很强 切除60 70 仍有再生能力 大鼠没有胆囊 胆总管粗 适宜插管收集胆汁 豚鼠易于致敏 适于过敏性实验 豚鼠与猕猴体内不能合成维生素C 必须从食物中摄取 兔与猫属刺激性排卵 只有经过交配才能排卵 金黄地鼠的颊囊是免疫抑制区 可以进行肿瘤移植 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 三 标准化原则使用与研究内容匹配的标准实验动物 高精密度仪器 先进技术方法 高纯度试剂要与高等级的实验动物相匹配 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 四 经济性原则尽量选择容易获得 价格便宜 饲养经济的实验动物 一般啮齿动物繁殖周期短 一胎多仔 饲养容易 遗传和微生物控制方便 来源充足 年龄 性别 体重可任意选择 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 一 模式动物 动物模型与模型系统材料模式动物 Modelanimal 能从分子水平和整体水平模拟人类生命活动的动物 如线虫 果蝇 斑马鱼 果蝇 小鼠等 2 动物模型 Animalmodel 用生物医学手段在动物身上造成或模拟的疾病状态 既可以全面系统反映疾病的发生发展过程 也可以体现局部的特征变化 3 模型系统材料 具有人类疾病模拟性表现的各种细胞 组织 器官等培养物以及计算机模型系统 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 二 动物模型的优越性避免实验对人体造成伤害 外伤 中毒 复制少见疾病 辐射 烈性传染病 复制发病率低 潜伏期长 病程长的疾病 肿瘤 慢性气管炎 类风湿关节炎 动脉粥样硬化等 4 确保研究结果的可靠性与重复性 5 便于样本收集和结果分析 6 全面认识疾病本质 比较同一病原在不同机体的反应 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 三 动物模型的设计要求相似性 结构 功能及病理变化的相似 重复性 世界范围内的比对 可靠性 主要症状和体征能经过一些列检测手段加以证实 可控性 动物模型发生程度的强弱和典型可控 可行性 方法容易执行 经济性 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 四 动物模型的分类及复制方法自发性动物模型 主要是突变系动物 发病率很低 如自发性高血压大鼠 100 的C3H小鼠自发乳腺癌等 诱发性动物模型 物理因素 化学因素 生物因素 基因工程动物模型 transgenic knock out knock down 移植动物模型 Nudemice SCIDmice 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 五 常见疾病动物模型的复制方法基本疾病病理模型水与电解质代谢紊乱 兔或豚鼠 5 氯化钾 酸碱平衡紊乱 兔 呼吸性酸中毒 代谢性酸中毒 代谢性碱中毒 肺水肿 兔或大鼠 肾上腺素 发热 兔 大肠杆菌或者大肠杆菌内毒素 体温反应指数和高峰 缺氧 小鼠 CO 亚硝酸钠 失血性休克 血气指标 尿液量 肠系膜微循环 实验性高血压 犬 肾动脉缩窄 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 2 系统疾病动物模型神经与精神疾病营养代谢疾病心血管疾病感染性疾病呼吸系统疾病肿瘤消化系统疾病妇产科疾病泌尿系统疾病儿科疾病生殖系统疾病口腔疾病内分泌系统疾病骨科疾病血液系统疾病皮肤科疾病免疫系统疾病眼科疾病中医症候模型耳鼻喉科疾病 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 前列腺疾病动物模型丙酸睾酮致前列腺增生大肠杆菌致细菌性前列腺炎非细菌性前列腺炎男性生殖疾病模型勃起功能障碍生精功能障碍精索静脉曲张女性生殖疾病模型慢性盆腔炎胚胎着床 生殖系统疾病 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 一 影响动物实验的因素人为因素 GLP 技术熟练程度 文化程度 动物因素 种类与种系 年龄与体重 性别 生理状态 实验季节 昼夜节律 环境因素 温度 湿度 气流速度 噪声 光照 营养因素 体质 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 狗龄 年 12345678人龄 年 1524283436404448 狗龄 年 910111213141516人龄 年 5256606468727680 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 动物种类最长寿命 年 平均寿命 年 猫3012家兔158豚鼠75大鼠54小鼠32田鼠32猪2716山羊189 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 人与动物用药量的换算系数 假设人为1 大 小鼠为25 50兔 豚鼠为15 20犬和猫为5 10 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 啮齿动物的雌雄鉴别 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 二 常用动物实验方法1 一般操作方法实验动物的抓取和保定 小鼠 大鼠 快 狠 准 兔和犬 给药途径 腹腔注射 大 小鼠的注射量为0 5 1 0ml 灌胃法 剂量准确 小鼠最大不超过1 0ml 静脉注射 大小鼠的尾静脉兔的耳缘静脉豚鼠的耳缘静脉 足背隐静脉 舌下静脉犬的桡侧皮静脉皮下注射 猪的特殊性肌肉注射 一般适于兔以上的大动物 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 血液采集方法大 小鼠 剪尾采血 血细胞计数或涂片 眼框后静脉丛 小鼠一般0 2 0 5ml 大鼠0 5 1 0ml 心脏穿刺 2 0 8 0ml股动脉或静脉 3 5 10 0ml眼球摘除 1 0 2 0ml断头 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 豚鼠 耳缘切口 足静脉 心脏穿刺兔 耳缘静脉 耳中央动脉 颈静脉 心脏穿刺 犬 前肢桡侧皮静脉 后肢内外侧隐静脉 颈静脉 股动脉 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 尿液和粪便的收集方法提鼠采集尿液 排尿反射 膀胱压迫或穿刺 导尿 适宜犬 猕猴等大动物 代谢笼 尿液和粪便分开收集 互不污染 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 胸水采集方法动物腋后线11 12肋间 腹水采集方法动物下腹部靠近腹壁正中线 垂直刺入 阴道分泌物采集方法滴管冲洗法 生理盐水 擦拭法 生理盐水 棉签 刮取法精液采集方法阴栓法 大 小鼠 假阴道法 适宜于犬 猪 羊等大动物 电刺激法 猕猴 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 骨髓采集方法犬 羊 猕猴等 胸骨中线上1 3处或者胫骨上端的下方1厘米处 大 小鼠 剥离胸骨或股骨 消化液采集方法唾液 直接抽取法 腮腺瘘法 胃液 直接收集 胃瘘法 胆汁 结扎大鼠的胆总管 脑脊液采集方法犬 兔的第七腰椎间隙 大鼠的枕骨大孔 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 2 麻醉 镇痛和安乐死麻醉 动物实验一般采用全身麻醉 吸入麻醉的维持时间较短 乙醚刺激呼吸道分泌 腹腔给药麻醉多用于大 小鼠和豚鼠 静脉给药麻醉多用于兔 犬 羊等大动物 速眠新 846合剂 苏醒灵4号的广泛应用 麻醉意外 药物种类 浓度 用量 给药速度 复苏 注意体温的维持 抢救 强心剂 呼吸中枢兴奋药 快速输液 人工呼吸 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 镇痛 消除或减轻疼痛 以及由疼痛引起的紧张 焦虑等情绪 阿片类镇痛药 吗啡 可待因 美沙酮 解热镇痛药 阿司匹林 布洛芬 安乐死 Euthanasia安详无痛地死亡颈椎脱臼处死法 放血处死法 过量麻醉法 二氧化碳吸入法 麻醉 KCI心脏注射法 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 3 动物分组标记大 小鼠 白色或淡色被毛的苦味酸标记 断趾法 耳朵打孔或耳缘剪缺口法 不锈钢耳号 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 兔 耳廓标记 墨汁 塑料卡 犬 颈圈羊 猪 耳廓标记 塑料卡 皮下埋植微电级芯片 唯一电子识别身份 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 一 SCI期刊ComparativeMedicineIF为1 153http www aalas org动物模型 动物病理 动物行为等JournalofComparativePathologyIF为1 494动物组织病理LabAnimalIF为0 905http www lal org uk动物模型 动物实验影响因素 替代方法 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 二 CSCD核心期刊中国实验动物学报 双月刊 中国实验动物学会主办动物学杂志 双月刊 中国动物学会主办动物营养学报 双月刊 中国畜牧兽医学会三 中文核心期刊中国比较医学杂志 单月刊 中国实验动物学会主办实验动物科学 双月刊 北京实验动物学会主办实验动物与比较医学 双月刊 上海验动物学会主办 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 最新专业书籍 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 业务接待室 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 中心设有行政办公室 教研室 质量检测室等机构 现有教职工11名 正高1名 副高3名 中级4名 2名具有博士学位 6名具有硕士学位 现有博士研究生导师1名 硕士研究生导师3名 在读博士生3名 在读硕士生7名 在全校硕士 本科及专科生中开设了 实验动物学 动物实验技术 人类疾病动物模型 课程 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 业务接待室 张道华 杨正梅 韩志刚 王胜 教研室 赖国旗 何明忠 谭冬梅 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 联系方式业务接待室 68485254张道华 杨正梅教研室 68486187赖国旗 何明忠 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 重庆市学术技术带头人 动物学 中国动物学会发育与生殖生物学分会理事 中国实验动物学会理事 重庆市动物学会理事 国家自然科学基金委员会 教育部 重庆市等项目评审专家 欢迎报考本人的博士研究生 生物医学工程 组织工程与细胞工程 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 研究方向1 胚胎着床的分子机理 2 胚胎植入与肿瘤侵袭转移的比较研究 3 基因工程小鼠 重庆医科大学ChongqingMedicalUniversity CQMU 主持科研项目 共计9项 90万元 1 小鼠蜕膜细胞表达CD82 KAI1对外胎盘锥侵袭的调节及机理研究 2009年教育部博士点科研基金 项目编号 20095503110006 6 0万元 2010 1 2012 122 子宫蜕膜细胞表达CD82 KAI1对滋养层侵袭的调节作用及机理研究 2009年重庆市自然科学基金 项目编号 CSTC2009BB5409 3 0万元 2009 8 2012 73 TRAIL MK在小鼠胚胎围着床期的功能研究 2007年国家自然科学基金 项目编号 No 30770816 3