第四章-实验动物学-生物学特性

第六章常用实验动物的生物学特点及应用第一节小鼠 mouse 一 生物学特性和解剖生理特点1 哺乳纲 啮齿目 鼠科 由野生小家鼠培育出来 2 毛色多种 白色 鼠灰色 黑色 棕色 黄色 巧克力色和肉桂色 生长发育 1 生长期短 成熟早 繁殖率强 性成熟年龄雄45 60d 雌35 50d 体成熟60 90d 性周期4 5d 2 妊娠期 19 21d 睁眼年龄 12 13d 哺乳期 20 22d 3 种鼠使用时间为6 8个月 连续5 6胎即可淘汰 行为习性 1 性情温顺 胆小怕惊 对外来刺激敏感 2 喜黑暗安静环境 习惯于昼伏夜动 其交配 进食 分娩多发生在夜间 3 典型的啮齿类动物因门齿生长较快 需经常啃咬硬物 4 小鼠对低温非常敏感 5 减少饮水比大多数哺乳动物更为敏感 6 性成熟的雄鼠易发生争斗 解剖学特点 1 哺乳动物中体形最小的动物 2 下颌骨形态有品系特征 可采用下颌骨形态分析技术进行小鼠遗传质量的监测 3 小鼠无汗腺 尾有四条明显的血管 4 雄鼠的脾脏比雌鼠大 5 杂食动物 胃容量小 功能差 不耐饿 与草食动物动物相比肠道较短 盲肠不发达 6 双子宫型 两个宫颈独立开口于阴道 小鼠常用生理 生物学参数 二 在医学生物学中的应用1 药物研究 药物筛选 安全性评价及毒性实验效价测定 2 病原微生物学研究 如流感 脑炎 支原体 沙门氏菌等 3 肿瘤学研究 小鼠有许多品系能自发肿瘤 AKR 白血病 C3H 乳腺癌 裸小鼠可接受人类各种肿瘤细胞的植入 4 遗传性疾病研究 小鼠遗传性糖尿病 高血压和遗传性贫血模型 5 免疫学研究 BALB c小鼠免疫后的脾细胞与骨髓细胞融合 进行单克隆抗体的制备 研究 裸小鼠 CBA N系小鼠 Scid小鼠 Beige小鼠等免疫缺陷动物 成为研究免疫机制的良好动物模型 6 计划生育研究 用来做抗生育 抗着床 抗早孕 抗排卵实验 7 老年学研究 抗衰老药物研究可在小鼠上进行 8 遗传工程研究 小鼠具有繁殖比较容易控制 可提供较多的胚胎用于操作 雄原核明显易见等优点 在转基因动物方面应用较为广泛 三 常用小鼠品种品系 近交系1 中国一号 C1 1955年中国医学科学院实验动物研究所将昆明小鼠近交20代以上培育而成的白化小鼠 繁殖力中等 肿瘤自发率低 2 津白一号 TA1 1955年天津医学院将市售小鼠和昆明小鼠杂交后近交20代以上培育而成的白化小鼠 繁殖力中等 肿瘤自发率低 3 津白二号 TA2 乳腺肿瘤发生率高 4 615 1961年中国医学科学院将白化小鼠与C57BL小鼠杂交后近交培育而成的深棕色小鼠 肿瘤 乳腺癌 肺癌 自发率为10 20 1 C57BL 6J小鼠 黑色 aaBBCC 1937年育成 1975年由日本国立肿瘤研究所引进我国 乳腺癌自发率低 对放射线耐受性强 目前国际上使用最广泛的实验小鼠 是继人类之后第二个开始基因组测序工程的哺乳动物 2 FVB小鼠 白色 产子率高 原核期受精卵大 雄原核清楚 3 A和A He 白色 AAbbcc 1921年由strong育成 雌性乳腺癌发病率为30 50 血压低 收缩压仅为82mmHg 唇裂和腭裂散在发生 245日龄有中等听源性癫痫 对麻疹病毒高度敏感 4 BALB c小鼠 白色 AAbbcc 从1913年开始近亲交配 1932年Snell获得其26代近交系 6月龄以后出现出现免疫球蛋白增多 补体活性高 1979年由美国引进我国 5 C3H小鼠 野生色 AABBCC 1920年育成 1975年由美国引进我国 7 8月龄乳腺癌自发率达97 对肝致癌物质感受性强 用途广 生长性能好 对炭疽有抵抗力 5 DBA小鼠 淡巧克力色 aabbCCdd 本品系产子数少 不易哺育 较难繁殖 对结核敏感 心脏有钙盐沉着灶 对疟原虫感染有抵抗力 36日龄时听源性癫痫发病率在100 6 裸小鼠 nudemouse 1962年苏格兰医师Issacson等首先在封闭群小鼠中发现无胸腺 无毛的裸体小鼠 导致这种异常状态的是nu基因 它位于11号染色体一个隐性突变基因 广泛用于肿瘤学 免疫学研究 现有品种 BALB c nu C3H nu Swiss nu 两个主要特征 全身似无毛 呈裸体外表 仅有胸腺残迹或仅有异常的胸腺上皮 这种上皮不能使 细胞正常分化 缺乏成熟的 细胞 细胞免疫功能低下 封闭群小鼠1 KM小鼠 为我国主要的实验小鼠品种 其抗病力强 适应性强 2 ICR小鼠 起源于美国 产仔多 抗病力强 适应性强 我国使用较广泛 3 NIH小鼠 由美国国立卫生研究院培养而成 白化 繁殖力强 广泛用于药理和毒理研究以及生物制品检定 第二节大鼠 rat 一 大鼠的生物学特性和解剖生理特点1 哺乳纲 啮齿目 鼠科 野生褐家鼠的变种 2 多种毛色 白色 黑色 棕色 黄色和斑驳色等 生长发育 1 生长期短 成熟早 繁殖率强 性成熟年龄雄45 60d 雌50 75d 体成熟80 90d 性周期4 5d 2 妊娠期 19 21d 睁眼年龄 14 17d 哺乳期 20 22d 3 种鼠使用时间为6 8个月 连续5 6胎即可淘汰 行为习性 1 性情温顺 对外来刺激敏感 2 习惯于昼伏夜动 其交配 进食 分娩多发生在夜间 3 对营养缺乏非常敏感 特别是维生素和氨基酸缺乏时出现典型症状 4 强烈的噪音可导致大鼠恐慌 互相撕咬 带仔母鼠可出现吃仔现象 5 对粉尘 氨气 硫化氢等极为敏感 解剖学特点 1 大鼠外观与小鼠相似 尾部覆有短毛和环状角质鳞片 2 肝脏再生能力强 3 无胆囊 4 汗腺不发达 5 唾液腺发达 6 胃由前胃和后胃组成 由一个界限嵴分开 不能呕吐 7 Y型双子宫型 两个宫颈独立开口于阴道 大鼠常用生理 生物学参数 二 大鼠在医学生物中的应用1 药物研究 药物安全性评价 急性 长期毒性 致畸等 药效学研究 心血管药物 抗炎药 神经系统药物 2 行为学研究 大鼠对新环境易适应 行为多样性 用于研究各种行为及高级神经活动表现 3 肿瘤学研究 对多种化学致癌物敏感 特别易复制大鼠肝癌模型 如二已基亚硝胺 二甲基偶氨苯 DAB 复制大鼠肝癌 4 内分泌研究 垂体 肾上腺系统应激反应敏感 宜做去垂体模型 肾上腺 卵巢等腺体摘除 5 营养学研究 大鼠是首先用于营养学研究的实验动物 维生素D就是用大鼠研究而发现的 6 大鼠无胆囊 胆总管较大 可用胆总管插管收集胆汁 研究消化功能 7 肝脏外科学研究 切除肝叶的60 70 后仍能再生 8 遗传学研究 毛色基因遗传 遗传性疾病的大鼠 9 牙科学研究 大鼠牙齿上珐琅质蛀损同人的蛀齿相似 三 常用大鼠的品种品系1 近交系大鼠 F344大鼠 1920年由哥伦比亚大学肿瘤研究所Curtio培白化 脾红细胞免疫反应性低 可允许多种肿瘤生长 广泛用于毒理学 肿瘤学 生理学等研究 Lou CN和Lou MN大鼠 从Wistar大鼠株培育而成的白化型 白化 常用单克隆抗体的研制 其腹水量较用BALB c小鼠多几十倍 可大量生产单克隆抗体 2 突变系大鼠 SHR大鼠 癫痫大鼠 肥胖症大鼠自发性高血压大鼠 SHR 及其亚系SHRSP是目前国际上公认的最接近于人类原发性高血压的动物模型 SHR ola和WKY olaSHR背景源于东京封闭群Wistar大鼠 该品系中的动物有发生脑血管损伤和中风的趋势 10周龄以后雄鼠动脉收缩压为 200 350mmHg 雌鼠为180 200mmHg 心血管疾病发病率高 但是肾和肾上腺未见器官损伤 对抗血压药物有反应 WKY为SHR的正常血压对照组动物 雄鼠动脉收缩压为 140 150mmHg 雌鼠为 130mmHg 适用于高血压病研究 SHRSP SHPSR SHRSP SHPSR等品系1974年日本家森教授从SHR中进行选择性交配而培育成功 SHRSP 易脑出血和脑栓塞的自发性高血压大鼠 该鼠出生后迅速发生严重高血压 90 以上出现脑出血和脑栓塞 SHRSR 抗脑出血和脑栓塞的自发性高血压大鼠 该鼠为SHRSP的相应对照品系鼠 3 封闭群大鼠 Wistar大鼠 1907年由美国Wistar研究所育成 世界上 国内使用量最大的大鼠品种 SD大鼠 Spraque Dawlay 由美国Sprague和Dawley农场育成 江苏目前使用最广 广泛用于医学生物学研究 第三节豚鼠 guineapig 一 豚鼠的生物学特性及解剖生理特点1 哺乳纲 啮齿目 豚鼠科 又名荷兰猪 天竺鼠 2 多种毛色 单色 双毛色 三毛色 又分为短毛 硬毛和长毛三种 行为习性 1 草食动物 喜食纤维素多的饲料 有食粪癖 2 饮食不洁动物 边吃边排便 3 性情温顺 不会攀爬 胆小喜欢安静 干燥 清洁环境 4 经常性搬运和扰动可使豚鼠体重明显下降 5 听觉非常发达 音域远大于人 生长发育 1 性成熟雌性年龄30 45d 雄性年龄70d 体成熟5月龄 性周期15 16d 胎产子数3 4只 2 妊娠期 59 72d 哺乳期 20 22d 3 出生后能活动 全身有被毛 有门齿 眼耳已张开 生理特点 1 体内缺乏左旋葡萄糖内酯氧化酶 不能合成Vc 2 易发生迟发性变态反应 特征是发绀 虚脱或支气管和细支气管平滑肌收缩而发生窒息 死亡 皮内注射结核菌素可引起迟发性超敏反应 3 青霉素 四环素 杆菌肽 金霉素和红霉素等药物反应大 常引起急性肠炎甚至死亡 4 豚鼠抗缺氧能力强 比小鼠强4倍 比大鼠强2倍 5 耳蜗网发达 故听觉敏锐 耳壳较薄 血管明显 豚鼠常用生理 生物学参数 二 豚鼠在医学 生物学中的应用1 药物研究 镇咳药药效学研究 抗生素毒理学研究 豚鼠对组胺敏感 适合作抗组胺药及平喘药的研究 对结核杆菌高度敏感 抗过敏药物研究 2 传染病研究 豚鼠腹腔是天然滤器 有很强的抗微生物感染能力 分离立克次氏体和鹦鹉热衣原体 对人和牛型结核杆菌敏感 是结核病首选实验动物 3 免疫学研究 过敏性休克和变态反应的首选实验动物 实验动物用于致敏试验反应程度高低的顺序是 豚鼠 家兔 犬 小鼠 猫 蛙 豚鼠和家兔皮肤对毒物刺激反应灵敏 其反应近似于人 豚鼠血清补体活性最高 血管反应灵敏 适宜做出血性 血管通透性实验 4 营养学研究 Vc 叶酸 硫胺素 精氨酸等研究 5 耳科学研究 耳壳大 耳道宽 耳蜗和血管延伸至中耳腔 便于进行手术操作和内耳微循环观察 耳蜗管对声波敏感 适宜噪声对听力影响研究 6 悉生学研究 胚胎发育完全动物 采食早 易存活 三 常用豚鼠品种品系 1 豚鼠分为英国种 阿比西尼亚种和秘鲁种 根据毛的特性不同 豚鼠目前有近交系15个 远交群30个 2 目前国内应用的豚鼠属英国种豚鼠 来源多不清楚 目前尚无完整的品种品系资料 DunkinHartley 3 近交系2美国培育出的近交系 黑棕白三色 老年时其胃大弯 直肠 肾脏 腹壁横纹肌 肺脏和主动脉等都有钙质沉着 对结核杆菌抵抗力强 血清中缺乏诱发的迟发超敏反应因子 4 近交系13对结核杆菌抵抗力弱 受孕率差 体形稍大 第四节地鼠 Hamster 一 地鼠的生物学特性及解剖生理特点属哺乳纲 啮齿目 仓鼠科 帛鼠亚科 作为实验动物的仓鼠主要有2种 金黄地鼠和中国地鼠 生长发育 1 生长期短 成熟早 繁殖率强 性成熟年龄30d 性周期4 5d 胎产子数7 8只 2 妊娠期 14 17d 睁眼年龄 15d 哺乳期 20 22d 行为习性 1 食物储存在颊囊内 2 习惯于昼伏夜动 夜间8 00 12 00最活跃 3 运动时腹部着地 不敏捷 易捕捉 4 好斗 雌性比雄性更凶 激怒时会咬人 牙齿坚硬可咬断细铁丝 5 易熟睡 熟睡时全身肌肉松弛 不易弄醒 6 金黄地鼠 室温在4 9 会发生冬眠 中国地鼠没有冬眠现象 解剖学特点 1 口腔内两侧各有一个颊囊 深为3 5 4 5cm 直径2 3cm 2 颊囊内缺少腺体和完整的淋巴通路 3 中国地鼠无胆囊 金黄地鼠有胆囊 4 同一封闭群内个体皮肤移植无排斥 不同群间移植相互排斥 金黄地鼠常用生理 生物学参数 二 地鼠在医学生物中的应用金黄地鼠1 肿瘤移植 筛选 诱发和治疗研究 肿瘤可以接种在颊囊中 金黄地鼠无原发肺肿瘤 2 生殖生理和计划生育研究 金黄地鼠妊娠期短最短的哺乳类实验动物 人的精子能穿透金黄地鼠卵子的透明带 3 营养学研究 维生素A E和B2研究缺乏症 4 组织移植的研究 同群地鼠皮肤易移植 中国地鼠1 遗传学研究 染色体大 数量少 只有11对染色体 容易鉴别 是研究染色体畸变及染色体复制的极好材料 2 糖尿病研究 近交系中国地鼠易发生自发性糖尿病 3 组织培养研究 中国地鼠组织体外培养易建立二倍体细胞株 4 传染病研究 对多种细菌病毒和寄生虫敏感 其雄性睾丸大 可用来接种白喉 结核杆菌 弓性虫 阴道毛滴虫等研究 三 地鼠常用品种品系金黄地鼠又叫叙利亚仓鼠 于1931年在叙利亚Aieppo地区捕获 目前已知金黄地鼠有近交品系38种 部分近交系8种 突变系17种 封闭群38种 常用近交系APG 褐黑色 眼红 APA 白色 眼黑 中国地鼠现已培育出4个近交系 1 A Gy系带有脆硬毛 雌性自身免疫性疾病 可用于子宫腺癌 间质细胞淋巴瘤和肝癌移植的研究 2 Aa Gy系特点同上 可用于子宫腺癌 子宫癌和肝癌移植的研究 3 B Gy系遗传性糖尿病品系 可用于子宫腺癌和子宫癌移植的研究 4 C Gy系癫痫品系 可用于骨肉瘤移植研究等 第五节兔 Rabbit 一 兔的生物学特性及解剖生理特点哺乳纲 兔形目 兔科 由野生穴兔驯养而成 生长发育 1 体成熟年龄雌性6 7月 雄性7 9月 性周期8 15d 胎产子数7只 2 妊娠期 30 33d 睁眼年龄 10 12d 哺乳期 42d 生活习性 1 具夜行性和嗜眠性 2 听觉 嗅觉十分灵敏 凭嗅觉来判断仔兔 3 性情温顺 群居性差 4 耐寒怕热 厌湿喜干 5 有食粪癖 6 属刺激性排卵的多胎动物 交配后8 12h排卵 7 有假孕现象 怀孕最后2 3天 开始叼草和拉毛筑巢 解剖学特点 1 上唇纵裂 形成豁嘴 因而门齿外露 2 颈部三根神经 最粗白色迷走神经 较细灰白色者为交感神经 最细者为减压神经 3 胸腔纵膈连于胸腔顶底及后壁之间 将胸腔分为左右两室 互不相同 4 回肠和盲肠相接处膨大形成一个后壁的圆囊 5 家兔的回肠管壁较薄 具有较大的通透性 幼兔更为明显 兔常用生理 生物学参数 二 兔在医学生物中的应用1 免疫学研究 制备高效价特异性强的免疫血清 是制备免疫血清的最理想动物 2 药品 生物制品检验 家兔的体温变化十分灵敏 热型恒定 宜进行热源检验 3 眼科的研究 是眼科研究最常用的动物 4 破骨细胞的制备 新生乳兔是制备破骨细胞的理想实验动物 5 胆固醇代谢和动物粥样硬化研究 与人类病变基本相似 6 心血管和肺心脏研究 家兔颈部神经血管和胸腔的特殊构造 很适合用于急性心血管试验 7 皮肤反应实验 皮肤毒性 刺激性实验 外用药品 化妆品对皮肤影响的研究 耳朵内侧特别适宜作皮肤反应的研究 8 生殖生理和避孕药研究 人工授精研究生殖生理 进行避孕筛选 1 新西兰兔 按毛色分有新西兰白兔和红兔二种 白兔其毛色纯白 体格健壮 繁殖力强 生长迅速 性情温和容易管理 是医学研究中使用最广泛的实验兔品种 三 兔常用品种品系 2 日本大耳兔 是一种常用的实验用兔 日本从中国兔中选育而成体毛白 红皮肤 体形较大 一般为4 6公斤 其特征是生长快 繁殖力强 抗病力差 3 青紫兰兔 法国于1913年育成的著名兔品种 每根被毛分三种颜色 毛根灰 中段灰白 上尖黑色 耳尖 尾及面部是黑色 眼圈 尾底 腹部是白色 法国育成 体质强壮 适应性好 生长快 4 中国本兔 纯白为多 亦有咖啡 灰 黑色和麻色 体形小 一般1 2公斤其抗病力强 适应性好 母性好 产仔率高 第六节犬 dog 一 犬生物学特性和解剖生理特点哺乳纲 食肉目 犬科 生活习性 1 属肉食性动物 习惯啃咬肉骨头 吃肉类或脂肪 2 习惯不停运动 需要有一定活动空间 3 雄犬爱打架 归家性强 4 易接近人 神经系统发达 能很快地建立条件反射 5 正常犬鼻尖呈油状滋润 触摸有凉感 6 狗大体有四种神经类型 多血质型 活泼的 粘液质型 安静 胆汁质型 不可抑制的 忧郁质型 衰弱 生理特点 1 性成熟280 400天 适配年龄雄犬1 5 2岁 雌犬1 1 5岁 性周期180天 2 妊娠期60天 哺乳期60天 产子数2 14只 解剖特点 1 犬有五种血型 A B C D E型 只有A型能引起输血反应 2 嗅脑 嗅觉器官和嗅神经极为发达 嗅觉能力是人的1200倍 3 汗腺很不发达 只有鼻和指枕有较大的汗腺 6 具发达的心血管和神经系统 内脏和人相似 毒理反应与人相近 7 犬胃较小 相当于胃长径的一半 易做胃导管手术 肠道较短仅为身长的三倍 肠壁厚薄与人相似 8 听觉灵敏比人灵敏16倍 9 唾液中缺少淀粉酶 10 犬视网膜上没有黄斑 没有最清楚的视觉点 看不清正面景物 视力仅为20 30米 红绿色盲 犬常用生理 生物学参数 二 犬在医学生物学研究中的应用 1 实验外科学 心血管 脑外科 断肢再植 器官和组织移植等 2 基础医学研究 医学教学中常用 3 药理毒理学实验 药效及安全性评价的非啮齿类常用动物 长期毒性试验 4 人类传染病的研究 病毒性肝炎 狂犬病 结核病等研究 三 常用品种品系1 毕格犬 Beagle 一种小型类猎兔犬 原产于英国 1880年引入美国 开始大量繁殖 因其有体型小 成年体重为7 10kg 体长为30 40cm 短毛形态和体质均一 其对环境适应性强 性成熟早 性情温顺 能很好的配合术者完成动物实验 被公认为是较理想的实验用家犬 2 黑白斑点短毛犬 可进行特殊的嘌呤代谢研究以及中性粒细胞减少症 青光眼 白血病 肾盂肾炎等病的研究 3 Labrador犬 一般作实验外科研究用 4 Boxer犬 此犬可用于红斑狼疮和淋巴肉瘤研究 5 墨西哥无毛犬 粉刺或黑头的研究 6 自繁自用犬 多来自农村 血缘混乱 但由于经过数代繁育 对实验反应的均一性较好 如 中国猎犬 狼犬 华北犬等 第八节非人灵长类 猕猴 一 生物学特性和解剖生理特点哺乳纲 灵长目 猕猴属 1 难于驯养 通常怕人 不容易接近 2 聪明伶俐 模仿力极强 善攀登跳跃 会游泳 3 活动觅食都在白天 群居性较强 4 视觉较人类敏锐 嗅脑不发达 嗅觉不灵敏 有发达的味觉 5 杂食性动物 素食为主 体内不能合成Vc 6 有贮存食物的颊囊 7 对痢疾杆菌和结核杆菌极敏感 并携带由B病毒 与人类有许多共患病 猕猴常用生理 生物学参数 二 猕猴在医学生物学研究中的应用 1 生理学研究2 传染病研究疫苗试验 肠道杆菌和结核杆菌研究中是良好动物模型 3 药理毒理学研究 生殖生理和镇静剂的依赖性实验 4 器官移植 研究人类器官移植的重要动物模型 5 行为和神经生物学研究6 环境卫生公害研究 大气 重金属 农药和微生物对环境污染等研究 7 肿瘤学研究 肿瘤的转移 侵袭 致死和致突变等研究 恒河猴 罗猴 广西猴 最初发现于孟加拉的恒河河畔 我国广西很多 其毛呈灰褐色 腰部以下为橙黄色 有光泽 毛细 胸腹部及腿部呈淡灰色 面部 两耳部多呈肉色 少数为红面 臀部呈红色 眉高眼深 食蟹猴又名长尾猴 爪哇猴 因为喜欢在退潮后到海边觅食螃蟹及贝类 故名食蟹猴 食蟹猴体形比猕猴小 毛色黄 灰 褐不等 腹毛及四肢内侧毛色浅白 冠毛后披 面带须毛 眼围皮裸 眼睑上侧有白色三角区 耳直立目色黑 食蟹猴在医学研究中是广泛采用的实验动物 第九节小型猪 pig 一 生物学特性和解剖生理特点1 哺乳纲 偶蹄目 野猪科 猪属 2 杂食性 吃的多 消化快 3 性情温驯 易于调教 喜群居 嗅觉灵敏 4 吻突到处乱