常用实验动物的种类和品系

常用实验动物的种类和品系根据我国实验动物的使用情况和国外文献报道的常使用的实验动物，最常用的实验动物品种为：小鼠、大鼠、地鼠、豚鼠、兔、犬、猫和非人灵长类中猕猴。有些专业或课题或教学用的实验动物有:蛙、蟾蜍、鸡、鸭、鸽、长爪沙鼠、棉鼠、雪貂、羊、猪和树鼩等。一、小鼠(mouse，musmusculus)小鼠是最常用的实验动物。品系多，可供选用的范围广，性周期短，生育力强，产量大，饲养管理方便，一次可以获得数量较多、健康素质一致的动物，价较廉。加上对小鼠的生物学特性比较了解，遗传学工作做得比较深入和广泛，实验积累的资料也较丰富，因而素为科研工作者所乐用。小鼠形体小，听嗅觉好，视觉差，生来有五怕：怕过冷过热、怕饿怕渴、怕强光噪音、怕惊吓疾病、怕挤拥暴力。室温差2〜3°C就能引起它们生理上的改变，低温性周期延缓、食量增加，深低温易感冒或冻死。过热生育能力下降，母鼠不哺育幼鼠，雄鼠睾丸萎缩，成精能力下降，高温则死亡。怕饥饿，供水量不足造成脱水，精神萎靡不振。强光造成视网膜损伤，影响生殖能力。噪音、超声波小鼠烦躁不安，小鼠能听到超声波段音响、DBA/2出现听源性癫痫、有些品系则瘫痪不能走动。小鼠的疾病颇多，病毒性疾病就有20多种，细菌性疾病10多种。挤拥做成小鼠应激，影响脑垂体-肾上腺系统反应。对小鼠饲养管理、实验操作粗暴都会带来小鼠应激和异常反应，改变其生理状态，给饲养繁殖生产、实验研究带来不良的影响。按照遗传学的要求和饲养繁殖的不同方法，实验动物小鼠可分为近交系(inbredstrain)，封闭群(远交系)(closedcolony，outbredstock)，和突变系(mutant)小鼠。近交系1985年小鼠标准化遗传命名国际委员会第8次公布近交系233个品系，其中有我国TA1，TA2,6153个品系，被列为国际公认的品系。一个品系或基因型相似的品系，经过连续20代全同胞兄妹或亲代与子代交配培育的品系称为近交系。其近交系数大于98.6%，表示其群体基因达到纯合和基本稳定。近交系中又有下列4种：同源突变近交系(coisogenicinbredstain)：近交系当中个别基因位点发生突变而其它遗传基因不变，称同源突变近交系。同源导入近交系(congenicinbredstrain):通过小鼠互交和回交多种方式，将一个基因导入到近交系中，称同源近交系。从而育成一个新的近交系。分离近交系(segragatinginbredstrain)：在近交系群体中出现基因突变，将其连续全同胞兄妹交配，回交或互交20代以上，使其突变基因在位点上分离所形成的品系称为分离近交系。重组近交系(recombinantinbredstrain):由两个近交系杂交其子代F1代，再由F1代连续20代兄妹交配繁殖的近交系，称为重组近交系，而产生新的品系。近交系小鼠的生物学特性和应用：近交系是经过20代的同胞兄妹或亲子代交配育成的品系。因而在遗传上具有其独特的生物学特性：遗传基因上具有典型特殊的位点，基因都是纯合子(homozygosity)的，并长期保持稳定不变，因而世代相传下去。如C57BL品系小鼠1921年育成，至今经历了50多年其遗传性状仍然不变。由于近交系小鼠遗传上的同基因性、纯合性和长期稳定，其生物学上显示出表现型的同一性，即其个体在遗传上是一致的，血型、组织、生化同工酶和形态上也是一致的。小鼠的遗传个性也通过其免疫反应，行为，对药物和化学制剂的反应，解剖、生理、疾病、繁殖、寿命等特征表达其相似的反应。这就为实验研究提供了试验的重复性好，细胞、组织乃至同一品系肿瘤移植成功率高，无免疫排斥现象。也为动物品系的遗传监测提供可辨别性，通过生化位点、植皮、下颌骨测量和指纹图谱等遗传监测试验，可以识别出各个品系的特征和遗传概貌，从而作出近交系的判断。近交系动物比远交系动物对环境的影响较为敏感(sensitivity)，而近交系各品系之间也有差别。如对药物的作用近交系敏感品系用少数动物便可进行试验，实验结果重复性、一致性都较好。近交系中C3H，BABL/c系对鼠痘敏感而C57BL/6J品系则差。然而近交系对环境影响敏感，因此在其生活环境中需要保持稳定，减少影响因素，否则将影响生产繁殖和实验结果。封闭群(远交群)以非近亲交配方式进行连续4代以上繁殖生产，并在5年以上不从外部引种的封闭群体。封闭群保持了一般遗传的杂合性。封闭群小鼠的杂合性，可以避免近交衰退现象。群体的生活能力、繁殖率、抗病能力比近交系强，但从遗传学而言，不是纯合子，携带有隐性基因能产生某些纯合子的突变个性，可以出现基因分离现象。选择性变化快，如群体动物平均体重或自然选择，健康和疾病上有些对疾病有抵抗力而另一些则为易感性。封闭群小鼠可以大量生产供应，适用于药物筛选、教学使用。封闭群小鼠有NIH，ICR，Swiss等品系。突变系突变系是来自自发、放射线照射、化学诱变剂、病毒复制转位或转基因技术育成的小鼠。它不是遗传分离或遗传重组所引起的变化，它是一类基因自我复制过程中碱基对替换或位点突变，从而形成可以传到子代的具有特定遗传特征的品系。据Jackson的实验室突变小鼠基因库(mutantmousegeneticresource，MMR)的报道，经过他们精心培育和鉴定已育成300多个突变小鼠具有250以上的突变基因。这些突变小鼠有生长和激素，神经、神经肌肉和眼、骨骼，免疫和毛发、色素、肾脏，单体性(2N-1)，Y染色体连锁基因异系株和重组近交系突变株等。据美国NIH小鼠资源部Hesen博士称，他也拥有200多个突变小鼠株。小鼠突变系的出现大大丰富了人类疾病的动物模型，在这个基础上可以进行遗传学、发生学、基因调控、基因生理表达、疾病基因诊断和治疗、疾病发生机制等研究工作。在突变系模型上，又可发展新的过去难以诱发的动物模型。如严重联合免疫缺陷(severecombinedimmunedeficiency,SCID)小鼠可以接种人或其它动物的组织、细胞或肿瘤而不发生免疫排斥，用这些小鼠可以进行感染人的疾病病原进行观察、药物筛选和进行实验治疗等研究。杂交动物(hybridization)将两个(或两个以上)的近交系进行有计划的交配培育。第一代动物称F1代(firstfilialgeneration)，在杂交前对亲本的性别要选择好，以便将雌或雄的优势导入子代。由于杂交具有亲代的遗传均一性。亲代的隐性有害基因为另一亲代的显性有害基因组合成杂合子，又具有近交系的亲代优点，克服近交衰退现象，而出现杂交优势。因此F1的生活力、抗病能力、繁殖力都较原亲代好。对各种实验重复性也好，可用于核医学、移植免疫学、细胞动力学、单克隆抗体的研究。遗传工程学培育的新品系转基因小鼠(transgenicmouse)：通过遗传工程技术，将外源的目的DNA，经显微注射注入到受精卵的核内，再输送到假孕母鼠的输卵管。在子宫内成胚娩出。转基因小鼠的成功率为10〜30%。或将小鼠囊胚培养成胚干细胞将之注入另一囊胚腔与之嵌合，嵌合到生殖细胞上可将新的基因传给子代。另有用逆转录病毒感染细胞，在细胞内所形成的原病毒整合到宿主细胞核DNA，特别整合到生殖细胞。原病毒基因传到子代成为转基因小鼠。嵌合体小鼠(chimericalmouse):在两个近交系受精卵处于8个细胞分裂阶段，用蛋白酶或Ficoll处理，使之嵌合成双倍体早胚，培养成128〜256个细胞时再移入假孕母鼠内孕育成胎儿娩出。3.双倍体动物(diploidanimal)：两个近交系交配后取出受精卵去掉雄核，用细胞松弛剂使雌核倍增成双倍体。在体内培养成囊胚再植入母鼠孕育成胎娩出，育成两个染色体和基因一致的个体。可用于培育新品系。二、 大鼠(rat，norvegicus)大鼠的使用量仅次于小鼠，大鼠的生物学资料和研究积累资料相当丰富。大鼠体重比小鼠重10倍。大鼠杂食，昼伏夜活动，性温顺，对环境、温度敏感，怕噪音，视距短，嗅觉好，汗腺不发达，无胆囊，无呕吐反应，心电图缺S-T段。大鼠近交系有101个品系，远交群8个品系，突变系20多个品系。大鼠可用于神经内分泌，营养代谢，药物学，肿瘤，传染病，炎症，行为学，核医学，肝、消化系统及心血管疾病，计划生育，中医中药等领域的研究。三、 叙利亚地鼠(syrianhamster，mesocricetusaurayus)叙利亚地鼠体型中等，居于大小鼠之间，有冬眠。夹囊是免疫特殊区域，可以接种其它种系的组织或肿瘤而不受排斥。卵子可以用以试验人精子受精能力。叙利亚地鼠近交系有36个品系，中国地鼠近交系有4个品系，突变系30个：18个皮毛、眼、色素，6个神经肌肉，6个毛发结构。叙利亚地鼠喜夜活动，容易获得。相对地较少自发性疾病。发育迅速，生命周期短，体内只有4类球蛋白：IgM、IgG、IgA、IgE，2个近交系缺6个补体。气温5°C±2°C时冬眠，冬眠时间长，有抗放射线辐射能力。在肋椎间有皮肤结构的臭腺。有自发性支气管原发肺癌，而胃肠道肿瘤少见。皮质甾体的作用明显。对吗啡有抵抗力，无镇痛及催眠作用。中国地鼠有自发性糖尿病。四、 豚鼠(guineapig，caviaporcellus)豚鼠具有很不同的系列生物学特性，怀孕时间长达65天，子代数量少，一窝只有4只。子代生后成熟，全身长毛眼开。缺乏维生素C。怕风吹，怕惊吓。豚鼠近交系有13个品系，远交群有3个。循环系统中红细胞指数低，淋巴细胞占优势。外周血、骨髓与人相似。有独特的福库二代细胞。对类固醇有抵抗力，可做组织相容性免疫应答遗传控制模型。老龄雌豚鼠血清有溶血性补体，可做抗原诱导速发型呼吸过敏反应模型。听觉灵敏其耳蜗和血管伸至中耳腔内，免疫学上与人相似：如补体系统，对巨噬细胞抑制，抗原对巨噬细胞互相作用，皮肤延缓过敏反应，过敏反应等。因此豚鼠可用于免疫学、生物化学、毒理学、生理学、药理学的研究。五、 兔(rabbit，oryctolaguscuniculus)兔与啮齿动物的区别为上有第二对切齿。两眼明亮，视角广，听觉和嗅觉好。兔为食草动物，有切齿，产胆汁多，肠容量大，特别盲肠巨大，有食粪癖，特别食早晨排出软粪粒，重新消化。软便中含有2倍蛋白质和1/2硬便纤维。白天活动，夜间休息。雄兔在配种时睾丸降下，雌兔靠配种时才排卵，孕期短。兔用于心外科、高血压、动脉粥样硬化、传染病、病毒学、胚胎发生学、毒理学、消化及生殖生理、突变畸型、血清遗传学、计划生育等研究。六、 犬(dog)犬是一种中体型理想的实验动物。在解剖学、生理学上对疾病和反应上与人类近似。提供了许多人类疾病自发的和诱发的疾病模型。慢性血管疾病、阻性心功能衰竭、糖尿病、溃疡性肠炎、淋巴细胞性白血病、青光眼、软骨发育不全、肾小球肾炎、皮肤疾患、遗传性障碍、凝血机制障碍、开放性心外科、器官移植和狗外科等。犬还适宜于生理学、药理学和毒理学、新药和化学制剂试验。特别是用比格(Beagle)犬作试验重复性好，实验结果比较一致。七、 猫(cat)猫是一种很适宜于生理学研究的实验动物。在麻醉情况下血压反应良好、稳定。从猫的试验中获得许多重要的发现，特别是神经生理学、反射、神经细胞突传递、光和声知觉等。猫也适用于心血管系统、呼吸系统、内外分泌器官，特别是神经药物和实验治疗药物的研究。猫