实验动物与管理教学课件33实验动物的选择与应用

1、1,第四章 实验动物的选择与应用,2,第一节 选择实验动物的基本原则,一、选用与研究对象结构、机能、代谢及疾病特征相似的实验动物 二、选用解剖、生理特点符合实验目的的动物 三、注意研究对象与实验动物对同一刺激的反应差异 四、选用患有与研究对象相似疾病的模型动物 五、选用结构功能简单且能反映研究指标的动物,3,六、根据课题研究的需要，选用条件相匹配的标准化动物 七、在无特别规定时选用传统使用的实验动物 八、动物数量应符合统计学的要求 九、3R原则,4,1. 结构、机能、代谢及疾病特征相似的实验动物,实验动物越高等，进化程度越高，反应越接近人类,动物 总数 很相似数 相似数 有些相似数,猴 31

2、12 15 4 狗 32 6 12 14 大鼠 31 1 13 17,5,猴、拂拂、猩猩、长臂猿等灵长目动物是最近似于人类的理想动物。但实验动物中，并非仅灵长类动物在生物学特性、解剖生理特点等方面与人具有相似性,6,2.解剖、生理特点符合实验目的的实验动物,实验动物具有的某些解剖、生理特点，为实验所要观察的器官和组织提供了很多便利的条件，恰当选用实验动物，将减少实验准备方面的一些麻烦，降低实验操作难度,7,蛙的大脑不发达，不可作为高级神经活动的实验，但蛙的脊髓具有最简单的发射中枢，做神经反射弧实验，简单、直观、明确、容易分析,8,人体外科手术操作性模型，选大动物。 观察减压神经对心脏器官的支配

3、作用，选家兔。 开胸和心脏实验，选家兔。 甲状旁腺摘除实验，用家犬； 甲状腺摘除而仍保留甲状旁腺的功能，选家兔。 对家犬，不能用红绿色作为条件刺激物进行条件反射实验,9,3. 不同品种动物的反应差异性,充分利用不同品种、品系实验动物对同一刺激表现出的特殊反应，选用对实验刺激因素反应最敏感的动物作为实验对象。 家兔对体温变化十分灵敏，适于发热、解热和检查致热原等实验研究，而大鼠、小鼠体温调节不稳定，就不宜选用,10,兔和猫是典型的刺激性排卵动物，只有经过交配的刺激才能排卵，这样就可选用成年雌性家兔来诱发排卵，观察药物对排卵的影响及进行避孕药研究的常用动物； 兔、猪、猴、鸡、鸽子食用高胆固醇、高脂

4、肪饲料一段时间后容易形成动脉粥样硬化，适用于动脉粥样硬化研究，而大鼠、小鼠和狗就不易形成动脉粥样硬化病变； 家兔对射线十分敏感，照射后常发生休克样的特有反应，不适合于作放射病研究，而常选用小鼠、大鼠、狗和猴等动物进行这方面的研究,11,地鼠、豚鼠对各类钩端螺旋体很敏感（尤为幼年豚鼠）；豚鼠体内不能合成维生素C，可用于维生素C缺乏症的研究。豚鼠易于致敏，适用于过敏性实验。 大鼠垂体-肾上腺系统功能发达，应激反应灵敏；适用于应激反应和垂体、肾上腺、卵巢等内分泌实验研究； 大鼠肝脏再生能力强（切除60%-70%）；用于肝外科实验研究,12,犬、猴、猫等呕吐反应灵敏，适于作呕吐实验，而家兔、豚鼠等草食

5、动物呕吐反应不敏感，小鼠和大鼠无呕吐反应，不宜选用； 雌激素能终止大鼠和小鼠的早期妊娠，但不能终止人的妊娠,13,吗啡对狗、兔、猴、大鼠和人的主要作用是中枢抑制，而引起小鼠和猫兴奋； 鹤草酚对人可以驱绦虫及血吸虫，对狗却可引起失明，但对猴没有这种副作用； 人对阿托品敏感，而家兔对其极不敏感；苯使人、兔白细胞减少，造血器官发育不全 ，却会引起家犬白细胞增多；苯胺对鼠类无作用；氯苯氧异丁酸乙酯对狗的毒性较大；大鼠、小鼠对醋酸棉酚敏感,14,4. 选用患有与研究对象相似疾病的模型动物,许多自发性或诱发性疾病模型能局部或全部反映研究对象的疾病过程，这些疾病有的已通过遗传学方法固定于某动物品系中，有的可

6、在动物身上诱发复制,15,5. 选用条件相匹配的标准化动物,生命科学研究的一个关键问题就是实验结果的准确性、重复性，而实验动物的标准化是动物实验结果具有准确性与重复性的重要条件,16,选用经遗传学、微生物学、环境和营养控制的标准化动物，才能排除细菌、病毒、寄生虫和潜在疾病对实验结果的影响，才能排除因实验动物的杂交、遗传学污染而造成的个体差异及实验反应的不一致。 在论文发表、成果鉴定时，合格的实验动物是一个重要的证明材料，国家有关部门及国内外一些杂志编辑部已将是否使用合格实验动物作为论文是否能发表，成果是否能鉴定认可的基本条件之一,17,6. 结构功能简单又能反映研究指标的动物,进化程度高或结构

7、功能复杂的动物有时会给实验条件的建立和实验结果的获得带来很大的困难。 例如果蝇,18,7. 3R原则,国际上普遍要求动物实验按优良实验室规范（Good laboratory practice,GLP）和标准操作程序（Standard operating procedure,SOP）进行,它们对实验动物的选择和应用、实验室条件、工作人员素质、技术水平和操作方法等都作出了标准化要求。 所有药物的安全评价试验都必须在符合GLP要求的实验室，按标准操作程序进行,19,目前国际上普遍关注的3R原则(Replacement替代，Reduction减少和Refinement优化)，就是为了达到合理、人道和尽

8、可能少地利用实验动物的目的,20,第二节 选择实验动物应注意的问题,一、种系与等级 二、年龄和体重 三、性别 四、生理状态 五、健康状况,21,种系和等级,种系表示对实验动物进行遗传学控制的标准化程度。 近交系、封闭群、突变系、系统杂交。 两个近交品系杂交所产生的第一代动物简称F1代,22,封闭群动物：个体间的反应性有差异，在实验的重复性和一致性上有一定的差别，没有近交系、F1代动物好，但因遗传组成具有很高的杂合性，用于对某些性状遗传力的研究,23,等级是按表示对实验动物进行微生物学控制的标准化程度（CV、CL、SPF、GF）。 CV: 教学示范。价廉、简单 CL： 常规动物实验，将逐渐被SP

9、F动物代替 SPF：具有国际交流意义的重大科研课题，能排除疾病或病原对实验的干扰 GF：较少用，排除了微生物的干扰和对免疫功能的影响。超常生态模型，仅在特殊需要时才选用,24,年龄和体重,一般选用成年动物，慢性实验可选年幼体重较小者。 实验动物一般在成熟以前年龄与体重呈线性正相关。 选择实验动物时，应注意各种实验动物与研究对象之间的年龄对应，以便进行分析与比较。 同一实验中，各动物年龄或体重应尽量一致,25,性别,不同性别的实验动物对同一刺激的敏感性往往不同。 如：大鼠皮下注射0.1-0.2ml的30%乙醇溶液，84%死亡，30%死亡。 麻醉剂： 比 敏感2.5-3.8倍。 激肽释放酶能增加血

10、清中的蛋白质结合碘，对相反。 一般实验应选择雌雄各半,26,生理状态,动物实验时，不宜使用处于特殊生理状态下的动物，如怀孕、哺乳等。 如在实验过程中发现动物意外怀孕，此时应果断停止对其进行的实验。 如动物体温升高时对解热药比较敏感，而体温不高时对解热药就不会敏感； 血压高时对降压药较敏感，而在血压低时对降压药就不敏感了，但可能对升压药较敏感,27,健 康 状 况,发炎组织对肾上腺激素的血管收缩作用极不敏感。 有病或营养条件差的家兔不易复制成功动脉粥样硬化动物模型。 犬食量不足，体重下降1020%后，麻醉时间显著延长。 动物发热可使代谢加快，体温升高1，代谢率可增加7%左右。 维生素C缺乏的豚鼠

11、对麻醉药很敏感,28,健康的动物体型丰满、发育正常、被毛浓密有光泽且紧贴身体、眼睛明亮有神、反应灵敏、食欲好。 对于慢性实验用的动物，尤其是大动物，还应仔细作全身的健康检查。 通常在实验前，选好的动物要进行710天的预检，并使动物适应新的饲养环境与条件,29,在选择实验动物时，应认真作好,1充分查阅与本课题相关的实验动物与动物实验的文献资料，了解本领域、本项目以往使用的实验动物情况及其研究成果，参考、利用前人选用实验动物的标准和所获得的实验结果、研究思路，从而确定其研究计划。 深入了解对所选用动物各品种、品系在科研、生产中的传统应用史，特别是能长期保持遗传稳定性的近交系动物的选择方面，很有参考

12、价值,30,2预实验 必要时可用多种实验动物进行小规模的摸索性预实验，以认定某种动物是否适合本研究。同时还检查、测试实验的技术、方法及条件是否成熟与匹配。 预实验期间能帮助实验相关人员熟悉各项实验操作，包括对将选用的实验动物的生物学特性、饲养管理技术，这样在正式实验时能事半功倍，同时还避免了因实验动物运用不当、实验条件或方法不成熟等原因而使正式实验难以顺利进行的问题,31,第三节常见动物实验中实验动物的选择与应用,一、用于毒理学和药理、药效学研究 二、用于微生物实验研究 三、用于寄生虫学研究 四、用于免疫学研究 五、用于人类疾病研究,32,选择原则,1.体重一般在1Kg以下 2.在实验室中容易

13、饲养与繁殖 3.容易采血，并能获得理想的血液量 4.生理学与人类相似 5. 各种途径容易给药,1.毒理学研究中实验动物的选择与应用,一、用于毒理学和药理、药效学研究,33,毒理学研究所用动物须包括4种哺乳动物，其中1种为非啮齿动物。 1. 急性毒性研究：小鼠、大鼠、犬、豚鼠、兔 2. 长期毒性研究：大鼠、家兔、犬 3. 致畸、致癌、致突变研究：wistar大鼠、SD大鼠，有时选小鼠、家兔,34,作用于神经系统的药物研究,镇静催眠：实验比较方便、非啮齿类 镇痛药物：小鼠、大鼠、家兔等。 应用热板法或刺激法时，不用雄性； 猴较适合于研究阵痛剂的依赖性 解热药：首选家兔,2 药理、药效学研究实验动物

14、的选择与应用,35,作用于心血管系统的药物研究（一,抗心肌缺血药：狗、猫、家兔、大鼠等 抗心律失常：豚鼠、狗（勿用吐温助溶） 降压药：狗、猫、大鼠（肾血管型高血压RHR）；不用家兔 治疗心功能不强药：狗、猫、豚鼠；不用大鼠 降血脂药：大鼠、家兔（遗传性高血脂症WHHL,36,抗动脉粥样硬化药：家兔、鹌鹑？ 抗血小板聚集药：家兔、大鼠；（雄性） 抗凝血药：家兔、大鼠；（雄性） 对心脏作用的药物：青蛙、蟾蜍,37,作用于呼吸系统的药物,镇咳药：豚鼠、猫、狗 支气管扩张药：豚鼠、大鼠 祛痰药： 雄性小鼠、猫或兔（对呼吸道分泌的影响； 蛙、鸽（对呼吸黏膜上皮纤毛运动的影响。不用家兔（气管切开易出血,3

15、8,作用于消化系统的药物研究,胃液、胰液分泌：犬、大鼠 胆汁分泌：犬（最佳）、猫、兔、鼠 催吐、镇吐：犬、猫,39,作用于泌尿系统的药物研究,利尿和抗利尿药筛选实验可用大鼠（常用）、小鼠、猫、犬,40,作用于内分泌系统的药物研究,肾上腺皮质激素类药：大鼠、小鼠 有关代谢实验时宜用雄性，便于收集尿样。 H1受体激动或阻断药：豚鼠、大鼠； 雌雄各半,41,二、用于微生物实验研究,病毒学 细菌学,42,一）病毒学研究中实验动物的选择与应用,1、选择：首先考虑对所研究病毒易感的动物，常用有金黄地鼠、大鼠、小鼠、家兔、绵羊、猪、禽类、猴等。 分离病毒广泛用到乳鼠及鸡胚。 2、常见病毒感染的实验动物的选择

16、： RNA病毒敏感动物：黄热病毒（所有灵长类、小鼠）、甲型肝炎病毒（狨猴、黑猩猩、红面猴）DNA病毒敏感动物：天花（猴、家兔）、单纯疱疹病毒（家兔）。p95,43,二）细菌学研究中实验动物的选择和应用,1、选择：应用十分广泛。p96 2、常见细菌敏感动物的选择： 结核菌：豚鼠（小鼠）； 麻风分支菌：裸鼠； 淋病：幼兔； 巴氏杆菌：小鼠,44,用于寄生虫学研究,广泛应用各种实验动物，小鼠较多用，品系不同而对不同的寄生虫敏感度不同。C58对疟原虫有抵抗力，而C57各亚系对感染疟原虫敏感性一致,45,用于免疫学研究 p96-98,以下主要介绍各种实验动物免疫学特性： 小鼠：建立了许多近交系，MHC同

17、类品系、先天缺乏补体成分的品系 大鼠：建立了许多近交系，MHC称作RTI 叙利亚地鼠：多用在研究肿瘤 豚鼠：容易引起迟发性过敏反应。 兔：多用来生产抗血清和进行免疫球蛋白的同种异型研究。 犬：大部分成熟的T细胞膜上有MHC类抗原,46,猫：不能用于制造同种异型抗体。移植物长期不被排斥。 猪：建立了MHC纯系的小型猪 绵羊：适用于研究淋巴细胞循环和淋巴细胞分化 牛：胸腺存在于胸腔内和颈部 非人灵长类：T细胞有对绵羊红细胞的受体。用于研究人的反应素（IgE)型超敏反应； 鸡：也有MHC品系,47,用于人类疾病研究,一）心血管 （二）消化和呼吸 （三）泌尿和生殖 （四）神经,48,心血管系统疾病研究

18、,1、动脉粥样硬化：大鼠、鸽、猪、小鼠、犬、火鸡、非人灵长类（不易获得） 2、高血压：犬、大鼠、（猪、猴、羊） 3、心肌缺血：犬、猪、猫、兔、大鼠 4、心律失常：大鼠、豚鼠、犬、猪、猫、兔、猴,49,消化和呼吸系统疾病研究,犬：适合做慢性实验；胰腺摘除；甲状腺功能 幼猪：新生儿营养不良症；病毒性腹泻 猕猴：痢疾杆菌病 大鼠：肝切除 老龄NIH小鼠：十二指肠溃疡； 幼年雌性小鼠：胰腺炎 兔：甲状旁腺功能 红面猴：甲型肝炎（黑猩猩、绒猴排毒,50,乙型肝炎：黑猩猩、豚鼠 呕吐实验：猫、犬、鸽、猴 维生素C：豚鼠 慢性支气管炎：猴,51,泌尿和生殖系统疾病研究,糖尿病：BBWistar大鼠（与人相似），中国地鼠（自发性），C57BL/KS和KK近交系小鼠，猴类（与人十分相似），兔，犬，乌克坦小型猪 肾脏病：老年A系小鼠、6-10月龄的SWR系小鼠 生殖系统：雌激素使大鼠和小鼠终止妊娠；兔和猫