本科生实验动物学辅导内容

概念概念 1 实验动物 经经人工培育和人工改造人工培育和人工改造 对其 对其携带微生物 遗传及营养 环境因子携带微生物 遗传及营养 环境因子实行控制 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 验的动物 2 实验用动物 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 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 3 模式动物与动物模型 模式动物模式动物 Model animal 能从分子水平和整体水平诠释人类生命活动的动物 能从分子水平和整体水平诠释人类生命活动的动物 如如线虫 果蝇 斑马鱼线虫 果蝇 斑马鱼 小鼠等 小鼠等 动物模型动物模型 Animal model 用生物医学手段在动物身上造成或模拟的疾病状态 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 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 4 3R 原则 Replacement 低等动物或非动物替代 低等动物或非动物替代 Reduction 不盲目增大动物数量或重复实验 不盲目增大动物数量或重复实验 Refinement 优化实验设计 减轻动物痛苦 优化实验设计 减轻动物痛苦 5 生命科学研究四要素 AEIR 实验动物 仪器设备 信息 试剂 6 实验动物法律法规颁布及执行时间 重庆市实验动物管理办法 2006 年 7 月 1 日起施行 2002 年 5 月起 大小鼠必须采用清洁级以上级 遗传控制 1 近交系 经连续经连续 20 代以上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 到起源于第到起源于第 20 代或以后代数的一对共同祖先的动物群 突变系动物 代或以后代数的一对共同祖先的动物群 突变系动物 2 封闭群 以以非非近亲交配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 至少连续件下 至少连续繁殖繁殖 4 代代以上 以上 3 F1 代动物 繁殖方法 封闭群 随机交配 random mating 或分组交配 近交系 单线法 平行法 选优法 营养控制 1 全价营养饲料 2 主要营养因素 蛋白质 糖类 脂类 无机盐和维生素 水分 环境控制 1 实验动物对环境的要求 基因型 表现型 演出型受遗传和环境的影响 反应公式 反应公式 R A B C D E R 实验动物的总反应 实验动物的总反应 A 实验动物种的共同反应 实验动物种的共同反应 B 实验动物品种 品系的特有反应 实验动物品种 品系的特有反应 C 实验动物的个体反应 实验动物的个体反应 D 环境因素 环境因素 E 实验误差 实验误差 2 环境因素对实验动物和动物实验的影响 温度 湿度 气流和风速 光照 噪声 粉尘 洁净度 有害气体 杀虫剂和 消毒剂 六氯苯不能超过 100ppm DDT 不能超过 5ppm 3 设施分类 普通环境 屏障环境 隔离环境 微生物与寄生虫控制 1 实验等级划分 国际标准国际标准 普通动物 conventional animals CV 无特定病原体动物 specific pathogen free animals SPF 悉生动物 gnotobiotic animals GN 无菌动物 germ free animals GF 中国标准中国标准 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 SPF 动物 无菌动物 包括悉生动物 2 清洁动物 2002 年 5 月起 大小鼠必须采用清洁级以上级 小鼠 大鼠小鼠 大鼠 汗腺不发达 只有爪垫上有汗腺 主要通过尾巴散热 大小鼠因其胃部特殊结构 不能呕吐 所以不能用于止吐药物的安全性评价 大鼠垂体 肾上腺功能发达 且易摘出 常用于行为学实验研究 大小鼠性周期 4 5 天 妊娠期 19 21 天 无宫外孕 计算妊娠时间是以交配后 阴栓的形成 阴道图片后镜下有核上皮细胞和角化上皮细胞及白细胞的多少代 表其性周期所处阶段 大小鼠性识别的方法有三种 生殖器与肛门距离远近 生殖器与肛门之间是否 有裸沟 生殖器官及乳房发育情况 大鼠对营养缺乏敏感 是营养 代谢性疾病研究常用的实验动物 BALB c 小鼠 自发高血压症 常用于单克隆抗体的制备 C57BL 小鼠 嗜酒精性高 常被认作 标准 的近交系小鼠 为许多突变基因提 供遗传背景 C3H He 小鼠 高发乳腺癌小鼠 6 10 月龄雌鼠发生率达 85 100 DBA 1 和 DBA 2 小鼠 DBA 2 小鼠听源性癫痫发作 36 日龄小鼠为 10O 55 日龄后为 5 CBA n 小鼠 携带性连锁隐性基因 xid 该基因使小鼠脾脏 B 淋巴细胞数目减 少并有缺陷 导致成熟 B 细胞缺少 从而对某些 B 细胞抗原缺乏免疫应答 常 用于 B 细胞免疫功能等研究 A 系小鼠 6 月龄雌鼠 44 有红斑狼疮 LE 细胞 未足月幼鼠进行胸腺切除后 84 出现矮小综合症 AKR 小鼠 为高发白血病株小鼠 雌雄鼠淋巴细胞白血病发生率可达 68 90 615 小鼠 对津 638 白血病病毒敏感 用作白血病等研究 TA1 津白 1 号 和 TA2 津白 2 号 为 KM 小鼠近亲交配培育而成 TA1 为自发 低乳腺癌系 TA2 为自发高乳腺癌系 KM NIH ICR 小鼠是常用的封闭群小鼠 常用于药理毒理研究和生物制品的 检定 裸小鼠 nude mice 无胸腺 必须饲养在屏障系统中 为了提高繁殖率和存活 率 一般采用纯合型雄鼠与杂合型雌鼠交配的繁殖方式 可以获得 1 2 纯合型 仔鼠 SCID 小鼠 severe combined immune deficency SCID 细胞免疫和体液免疫功能 缺陷 必须饲养在屏障系统中 采用 scid 基因纯合子兄妹交配 F344 N 大鼠 睾丸间质细胞瘤为 85 Lou CN 大鼠 常用于免疫学研究 特别是制备单克隆抗体 Lou CN 大鼠的腹 水量比 BALB c 小鼠大几十倍 可大量生产单克隆抗体 SHR Ola 大鼠 常用于高血压疾病的实验研究 Wistar 大鼠 SD 大鼠及 Long Evans 大鼠 是封闭群大鼠 常用做营养学及内 分泌系统的研究 小鼠 大鼠的繁殖 选 2 3 胎的仔鼠留种 豚鼠 地鼠 兔豚鼠 地鼠 兔 豚鼠 豚鼠 性周期平均 16 天 妊娠期 65 70 天 不能合成维生素 C 易发生维生素 C 缺乏症是研究实验性坏血病的动物模型 对青霉素 四环素等抗菌素特别敏感 药物反应大 常引起急性肠炎和死亡 豚鼠血清中含有丰富的补体 是所有实验动物中补体含量最多的一种动物 其 补体非常稳定 免疫学实验中所用补体多来源于豚鼠 皮肤刺激实验 平喘药 镇咳药首先实验动物 豚鼠是过敏性休克和变态反应研究的首选动物 特别是迟发型超敏反应与人相 似 常用实验动物对致敏物质的反应程度顺序为 豚鼠 家兔 狗 小鼠 猫 蛙 豚鼠对多种细菌 病毒敏感 尤其对结核杆菌高度敏感 感染后的病变酷似人类 的情况 是结核杆菌分离 鉴别 疾病诊断以及病理研究的最佳模型 豚鼠听神经对声波特别是 700 2000Hz 狗是 3000 12000 的纯音最敏感 常 用于听觉和内耳疾病的研究 如噪声对听力的影响 药物对听神经的影响等研 究 地鼠地鼠 地鼠 全世界普遍应用于医学科研工作的多为金黄地鼠 约占使用地鼠 90 其次是中国地鼠 约占使用地鼠的 10 性成熟早 雌鼠比雄鼠强壮 动情周期 为 5 天 妊娠为 16 14 17 天 为啮齿类动物中妊娠期最短者 口腔两侧有 一对发达的颊囊 可储存食物 是免疫抑制区 金黄地鼠 对钩端螺旋体感染率高 病变典型 是钩体研究的常用动物 同时 也 是乙脑及狂犬病毒疫苗检定常用实验动物 中国地鼠 主要用于糖尿病研究 中国地鼠无胆囊 兔兔 兔 胸腔构造与其它动物不同 纵隔将胸腔分左右两室 互不相通 暴露心脏 时 不需人工呼吸 兔为草食性动物 饲料中粗纤维含量不足常引起腹泻 一般控制在 10 15 兔性成熟早 一般 5 6 月 属刺激性排卵 兔 交配后 10 12 小时排卵 无明 显的动情周期 妊娠期平均为 32 天 药物生物检定中热源的检查均选用家兔来进行 兔眼球大 几乎成圆形 便于进行手术操作和观察 常用于眼科药物筛选和疗 效研究 常用品系有 日本大耳白兔 新西兰白兔和中国白兔 犬 猫 猪 猴及其它动物犬 猫 猪 猴及其它动物 犬犬 鼻油状滋润 有凉爽感 称为鼻镜 犬的血型分为 A B C D E 型 只有 A 型可引起输血反应 眼 红绿色盲 视力差 鼻 嗅觉发达 灵敏度高于人类 1000 倍 耳 听 觉灵敏 高于人类 16 倍 音频范围 50 55000 赫兹 味觉不灵敏 生殖生理 春秋季单发情动物 发情期 8 14 天 妊娠 60 天 哺乳期 60 天 犬是各种新药临床前毒性实验的指定动物 常用品系是毕格犬 Beagle 猫猫 全年均可发情 妊娠期 65 天左右 哺乳期 60 天 性成熟 1 岁左右 寿命 8 14 年 刺激性排卵 交配后 24 小时排卵 血管壁坚韧 血压稳定 是药典上降压药物指定的实验动物 猫是弓形虫的终末宿主 小型猪小型猪 性成熟早 全年发情 妊娠期 114 天 具皮下脂肪层 皮肤组织结构与人很相似 常用于皮肤烧伤的研究 80 的辛克莱小型猪自发黑色素瘤 病变过程与人的浅表黑色素瘤相似 是研 究人黑色瘤的动物模型 国内常见的小型香猪有 贵州小型猪 巴马小型猪 西双版纳微型猪 五指山 小型猪和藏猪 猕猴猕猴 体内不能合成维生素 C 故易发生维生素 C 缺乏症 雄性 3 岁 雌性 2 岁左右性成熟 妊娠期 165 天 在制造和鉴定脊髓灰质炎疫苗时 猕猴是唯一的实验动物 是人类避孕药研究 极为理想的实验动物 树鼩树鼩 是除猕猴外 甲型肝炎研究 乙型肝炎研究及丙型肝炎研究常用的实验动物 沙鼠沙鼠 沙鼠沙鼠一个非常重要的解剖特征是脑底动脉环后交通枝缺损 如单侧颈动脉结扎 常发生脑梗塞 是研究人类脑血管意外的理想模型 长爪沙鼠对多种丝虫 原虫 线虫 绦虫和吸虫非常敏感 近年来国内外都认近年来国内外都认 为为长爪沙鼠长爪沙鼠是研究是研究丝虫病丝虫病理想模型动物 理想模型动物 人类疾病动物模型人类疾病动物模型 Animal models of human diseases 是指生物医学研究中建 是指生物医学研究中建 立的具有人类疾病模拟表现的动物疾病模型 立的具有人类疾病模拟表现的动物疾病模型 按产生原因分为 自发性疾病动物模型自发性疾病动物模型 Spontaneous or Naturally 抗疾病型动物模型 negative animal model 东方田鼠 是目前发现的唯一对血吸虫有天然抵抗力的哺乳动物 生物医学动物模型 biomedical animal model 沙鼠缺乏完整的基底动脉环 左右大脑供血相对独立 是研究中风的理想动 物模型 诱发性动物模型诱发性动物模型 Experimental Artificial or Induced 转基因动物模型 Transgenic animal 转基因动物是指用实验方法将外源基因稳