常用实验动物特性.ppt

1、常用实验动物的特性,王 蓉 2018. 3. 5,实验动物的概念： 实验动物是指专门培育的供生物医学实验研究使用的标准化动物品种或品系。 特点： 来源清楚、人工培育的、遗传背景明确。 用于科学实验。 携带的微生物、寄生虫在人工严格控制之下。,生物医学研究中常用的实验动物,常用实验动物 小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠（仓鼠）、兔、犬、猴、猫、猪。 重点学习内容 生物学特性和解剖生理特点。 主要品种和品系。 在生物医学研究中的应用。,一生物学特性和解剖生理特点 二饲养管理 三常用品种品系 四生物医学研究中的应用,主要内容,生物分类： Class : Mammalia 纲：哺乳动物纲 Order : Rod

2、entia 目：啮齿目 Family: Muridae 科：鼠科 genus : Mus 属：小鼠属 Species : musculus 种：小鼠种,第一节 小鼠 (Mouse; Mus musculus),Origins of Inbred Mice Edited by Herbert C. Morse III National Institute of Allergy and Infectious Diseases National Institutes of Health Bethesda, Maryland Academic Press 1978 Mouse Genome Infor

3、matics The Jackson Laboratory Bar Harbor, Maine December 2005,实验小鼠起源,小鼠的使用： Robert Hooke：1664, studied of the properties of air.,现代实验小鼠： William Haacke 1897年 观察到重组表型 触及了孟德尔遗传学 20世纪初 不同颜色老鼠进行遗传学实验 William Castle 1902年 利用Abbie Lathrop 专门饲养小鼠 观察毛色 验证了孟德尔定律 Clarence C. Little 1909年 第一个近交系 DBA 1921年 C57B

4、L 1929年 Jackson实验室,一、生物学特性和解剖生理特点,1. 外型特征 全身被毛，面部尖突，嘴脸前部两侧有19根触须。 耳耸立呈半圆形。 尾长约与体长相等，成年鼠一般体长10-15 cm。 尾部被有短毛和环状角质鳞片。 毛色多样。,其它毛色小鼠,2. 行为习性,（1）小鼠体小娇嫩，皮肤无汗腺， 对外界环境适应能力差。 （2）性情温顺，胆小怕惊， 容易实 验操作，一旦逃出笼外则恢复 野性，行动敏捷难以捕捉。,（3）喜居光线暗淡的环境，习惯于昼伏夜动，其进食、 交配、分娩多发生在夜间。活动高峰有两次，一 次在傍晚后1-2小时，另一次在黎明前。 （4）为群居动物，喜欢啃咬磨牙。群养时，生

5、长发育 较单饲快，但过分拥挤会抑制生殖能力。,（5）非同窝的雄性小鼠在一起易 互斗并咬伤。（6）对外来刺激极为敏感，如强光、 噪音、不同气味等刺激均可导 致神经紊乱，发生吃仔现象。,工作照度：150-300Lx；笼箱内的照度应控制在20Lx以下；噪音应控制在60dB以下；氨浓度小于60PPM。,（1）骨骼系统 全身骨骼包括头骨、椎骨、胸骨、肋骨和四肢骨。,3. 解剖学特点,上下颌骨各有2个门齿和6个臼齿，门齿终身不断生长，故需经常磨损来维持齿端的长短，保持恒定。,（2）消化系统 食管细长约2 cm，胃分为前胃和腺胃，胃容量小（1.0-1.5 ml），小鼠灌胃给药的体积不能超过1.0 ml。肠道

6、较短，盲肠不发达。,成年小鼠生理数据： 胃容量：1.0-1.5ml 食料量：2.8-7.0g/d 饮水量：4-7ml/d 排粪量：1.4-2.8g/d 排尿量：1-8ml/d,（3）呼吸系统： 肺由5叶组成，右肺4叶（上、中、下和心后叶），左肺为一整叶。 气管及支气管不发达，不适于作慢性支气管炎模型及去痰平喘药的疗效实验。,（4）循环系统： 小鼠心脏有四个腔组成，即左、右心房和左、右心室。心尖位于近胸骨段第四肋间，为小鼠心脏采血的进针部位。,右心房,右心室,左心房,左心室,（5）淋巴系统： 小鼠的淋巴系统很发达，但咽部无扁桃体，外界刺 激可使淋巴系统增生，进而可导致淋巴系统疾病。脾脏 中含有造

7、血细胞，包括巨核细胞，原始造血细胞等，有 造血功能。 （6）骨髓： 骨髓为红骨髓而无黄骨髓，终身造血。,（7）生殖系统： 雌鼠为双子宫，呈“Y”形。卵巢有胞膜包绕， 不与腹腔相通故无宫外孕。,乳腺发达，胸部3对，腹部2对乳头。,小鼠乳腺区域,雄鼠为双睾丸，幼年时藏存于腹腔内，性成熟后则下降到阴囊。,4. 生理学特性,（1）生长发育迅速,C57BL/6小鼠发育图,不同日龄小鼠体重情况（单位：克）,各品系小鼠体重达到18-22克所需时间： （1）昆明种小鼠4周 （2） BALB/c小鼠7-8周 （3） C57BL/6小鼠5-6周 （4）615小鼠4-5周 （5） C3H小鼠6-7周,（2）生殖生理

8、：性成熟早，繁殖力强，产子数多。 性成熟期：6-7周 妊娠期：19-21天 产仔数：6-15只/胎 性周期：4-5天 性活动维持时间：1年 寿命：2年,阴道栓图片,交配后10-12 h，精液在雌鼠阴道和子宫颈中凝固，形成阴道栓，为小鼠典型特征，用于计算妊娠起始时间。,小鼠性周期阴道分泌物涂片变化,二、饲养管理,性别鉴定 雄鼠的阴囊明显；雌鼠可见阴道开口和五对乳头。 仔鼠或幼鼠从外生殖器与肛门的距离判定。近者为雌性，远者为雄性。,雄性,雌性,判断标准： 食欲旺盛 眼睛有神、反应敏捷、体毛光滑、肌肉平满、活动有力 身无伤痕，尾不弯曲，天然孔腔无分泌物，无畸形 粪便黑色呈麦粒状,2. 动物健康的外观

9、检查,（1）自由采食：饲喂高压温热消毒，或CO60 射线照射的全价营养颗粒饲料。 （2）自由饮水：用饮水瓶给水，应不时检查瓶塞，防止瓶塞漏水造成动物溺死。 （3）在吸水过程中，小鼠口内食物颗粒和唾液可倒流入水 瓶，为避免微生物污染水瓶，换水时应清洗水瓶和吸水管。 （4）清洁级以上小鼠的饮水须经灭菌处理。,3. 饲喂,无毒塑料制成的鼠盒，不锈钢丝制的笼盖，金属制成的笼架。 塑料笼具具有不吸水，耐腐蚀，便于洗刷消毒，易于干燥等优点。,4. 笼具,垫料的作用：吸湿（尿）、保暖、做窝。 垫料的特点：强吸湿性、无毒、无刺激气味、无粉尘、 不可食，并使动物感到舒适。 A. 白杨树刨花垫料 B. 玉米芯和方

10、纸片垫料 C. 纸卷垫料,5. 垫料,（1）遗传方面的记录：种群、谱系、品系和个体记录； （2）生产记录：繁殖卡记录、工作日记； （3）环境记录：温湿度、天气情况、消毒灭毒； （4）动物健康记录； （5）实验处理及观察记录等。,6. 工作记录,（1）使用牢固、通气的运输盒， SPF小鼠在运输时气窗处还要用滤材遮盖，盒内应备有铺垫物，长途运输时还要准备食物和饮水。 （2）由于运输过程对动物的影响，通常导致小鼠体重的减轻。到达目的地后，需要一周或更长时间适应新的环境，然后才能开始试验。,7. 小鼠的运输,三、常用品种、品系,品种（breed）：指在一定的生态和经济条件下，经自然或人工选择形成的动物

11、群体，其具有相对的遗传稳定性和生物学及经济学上的一致性，并可以用普通的繁殖方法保持其恒久性 。 品系（strain）：指自交或近交繁殖若干代后，所获得的某些遗传性状相当一致的后代。,近交系（inbred strain) ：指连续兄妹交配或相当于兄妹交配20代以上培育的动物品系。 突变品系（mutant strain）：指正常染色体的基因发生了突变，这种遗传变异造成后代的某个性状或生物反应与亲本不同，具有某种特殊性状表型的各种遗传缺陷的品系。 远交系（outbred strain）：是以非近亲交配方式进行繁殖生产的一个实验动物种群，指在不从其外部引入新个体的条件下，至少连续繁殖4代以上的群体。,

12、三、常用品种、品系,近交系小鼠（478个）： BALB/c、C57BL/6、C3H、DBA、AKR、129、CBA、SJL等。 中国培育： TA1、615、LIBP/1、NJS、T739,129/SvJ,BALB/c,C3H/HeN,C57BL/6J,DBA/2,常用近交系小鼠特征,C3H小鼠：1975年从美国引进，毛色为野生色，乳腺癌发病率为 97，对致肝癌因素敏感，对狂犬病病毒敏感， 对炭疽杆菌有 抵抗力。 C57BL/6小鼠：1975年从日本引进，毛色为黑色乳腺癌发病率低，对放射物质耐受力强，眼畸形，口唇裂的发生率达20。淋巴细胞性白血病发病率为6。,BALB/c：1913年获得小鼠白化

13、株，经近亲繁殖20代以上育成，毛 色为白色。乳腺肿瘤发生率低，但对致癌因子敏感肺癌发病率雌 性26，雄性29。 DBA：分为DBA/1和DBA/2两个品系，1977年由美国实验动物中 心引进，毛色均为浅灰色。,常用近交系小鼠特征,2. 突变品系 目前突变系小鼠有143种， 常用突变品系小鼠如下： （1）dy肌萎缩症小鼠 （2）ob肥胖小鼠 （3）cat白内障小鼠 （4）dw侏儒小鼠 （5）db糖尿病小鼠 （6）W显性斑点贫血小鼠 （7）AS无脾突变小鼠 （8）gl灰色致死突变鼠。 （9）d 淡化致死基因小鼠 （10）Pt针尾突变鼠。 （11）rd视网膜退化突变鼠 （12）op骨胳硬化症小鼠,M

14、utant and transgenic strains,Nude mouse,ob/ob mouse,deteriorated or absentthymus,mutations in the gene Leptin,（1）昆明种（KM）（2）ICR（3）NIH（4）LACA,KM小鼠,ICR小鼠,3. 远交系：均为白色,广泛用于药理、毒理、病毒、细菌、 传染病、药品检定等。,用于做胚胎移植,1. 药物研究 （1）毒性和安全性试验 ： 药物的急性、亚急性、慢性毒性试验，半数致死量测定等，以及药物、食品、化妆品、化工产品等的安全性试验。 （2）药物筛选试验：如抗肿瘤药物的筛选。 （3）生物效应

15、测定和药物效价比较： 用于血清，疫苗等生物制品的鉴定。 （4）药效学研究：药物的药效性和副作用评价。,四、小鼠在生物医学研究中的应用,2. 肿瘤学研究 （1）自发性肿瘤：AKR小鼠淋巴细胞白血病发生率最高可达90%，C3H小鼠自发乳腺癌发病率达90-100% 。 （2）诱发性肿瘤：对各种致癌物敏感，可诱发各种供研究用的肿瘤模型。如用二乙基亚硝胺诱发小鼠肺癌，甲基胆蒽诱发小鼠胃癌和宫颈癌等。 （3）移植性肿瘤：裸小鼠、SCID小鼠可接受人类各种肿瘤细胞移植，成为活的癌细胞“试管”，常用于筛选抗肿瘤新药研究。,3. 微生物、寄生虫病学研究 小鼠对多种病原体敏感，在细菌和病毒学研究中应用广泛。 适合

16、于研究血吸虫、疟疾、锥虫、流行性感冒、脑炎、狂犬病、 脊髓灰质炎、淋巴脉络丛脑膜炎、支原体、沙门氏菌等。 4. 遗传性疾病研究 小鼠有多种品系，有些有自发性遗传病，如小鼠黑色素病， 白化病，家族性肥胖，遗传性贫血等，与人发病相似，可被用做 人类遗传性疾病的动物模型。,5. 免疫学研究 BALB/C小鼠制备和研究单克隆抗体；各种免疫缺陷小鼠，如纯系新西兰黑色小鼠(NZB) 有自身免疫性溶血性贫血，AKR/N品系小鼠有补体C5缺陷，CBA/N小鼠无B细胞的免疫缺陷等，都是研究免疫机理和免疫缺陷病的良好实验动物。 6. 老年学研究 小鼠的寿命短，传代时间短，使他们在老年学研究中极为有用，很多抗衰老药

17、的研究可在小鼠上进行。,不宜采用小鼠的试验,研究体温变化的试验：因为小鼠体温变化不稳定 慢性支气管炎的试验：因为小鼠气管及支气管腺不发达 催吐试验：因为小鼠无呕吐反应 动脉粥样硬化试验：因为小鼠不易形成动脉粥样硬化,为什么小鼠是最常用的实验动物？,第二节 大鼠（Rat, Rattus Norvgicus）,生物分类： Class : Mammalia 纲：哺乳动物纲 Order : Rodentia 目：啮齿目 Family: Muridae 科：鼠科 genus : Mus 属：大家鼠 Species : musculus 种：大家鼠,学名：褐家鼠（大家鼠） 实验大鼠是褐色家鼠的变种。分布于

18、苏联、亚洲、中国北部，18世纪初开始人工饲养，19世纪中期用于动物实验。,一、大鼠的生物学特性,（一）外型特征 大鼠外观与小鼠相似，但体型较大。成年大鼠一般体长18-20 cm。尾上被有短毛和环状角质鳞片，数量多于200片。,（二）行为习性 大鼠对新环境适应能力强，喜啃咬，性情温顺。当粗暴操作，营养缺乏或听到其它大鼠尖叫时，变得紧张不安难于捕捉，甚至攻击人。孕鼠和哺乳鼠更易产生攻击人的倾向。,（三）解剖学特点 1. 骨骼系统 2. 消化系统 胃分前胃和胃体，由一个界限嵴隔开，食管通过此嵴的一个褶进入胃小弯，此褶是大鼠不会呕吐的原因。,肝分为六叶（左外叶、左中叶、中叶、右叶、尾状叶和乳突叶），再

19、生能力强，切除60-70%后可再生，适用于肝外科实验研究。 大鼠无胆囊，来自各叶的胆管形成胆总管，在距幽门括约肌2.5cm处通入十二指肠，适宜作胆管插管模型。,3. 呼吸系统 肺结构特别，左肺为1个大 叶，右肺分成4叶（前叶、中叶、 副叶、后叶），气管由24个“U” 软骨环构成。,4. 循环系统 心脏和外周循环与其它哺乳动物稍有不同。心脏的血液供给既来自冠状动脉，也来自冠状外动脉，后者起源于颈内动脉和锁骨下动脉。,5. 泌尿系统 右肾比左肾靠近头侧，肾只有一个乳头和一个肾盏，可进行肾套管插入术研究。,6. 生殖系统 雄性大鼠生殖系统有许多高度发育的副性腺。,雌性子宫为“Y”型双子宫，胸部和腹部

20、各有3对乳头。,7. 内分泌系统 垂体附着在漏斗下部，可用吸管吸除垂体，适宜制 作垂体摘除模型。 8. 汗腺 皮肤缺少汗腺，汗腺仅分布于爪垫上，主要通过尾 巴散热。,SD 大鼠哺乳期变化,1d,5d,8d,9d,12d,15d,17d,22d,（四）生理学特性,一般成年雄鼠300-600g，雌鼠250-500g。 大鼠妊娠期为19-23天，平均为21天。 寿命为2.5-3年。,大鼠对各种营养素缺乏非常敏感，易产生营养缺乏症，尤其是蛋白质、维生素A、E、K。 大鼠也是研究钙磷代谢的常用动物。,（五）营养学特点,二、饲养管理,1. 性别鉴定 成年雄鼠的阴囊明显；雌鼠可见阴道开口和乳头。 仔鼠或幼鼠

21、主要从外生殖器与肛门的距离判定。近者 为雌性，远者为雄性。,2. 饲养环境 湿度的波动或突然变化可作为重要应激因 子，促进条件致病菌所致传染病的爆发。,坏尾病,由于垫料肮脏、笼内过度拥挤或通风不良，环境内产生过量的氨气，常促使大鼠呼吸道感染，特别是支原体病的发生。 大鼠听觉灵敏，对噪声耐受性低，强烈噪音引起吃仔或抽搐现象。 光照对大鼠生殖生理和繁殖行为影响较大，在封闭的饲养室多采用光照定时装置，提供适当的昼夜变化周期。,3. 笼具、垫料,饲养大鼠的笼一般是实底装铺垫物的塑料笼具。 饮水器多为塑料瓶或玻璃瓶，容量300500 ml。 垫料可用木锯末、小刨花，一般要求干燥、吸水性强、无毒、无味、无

22、污染、动物不食，并需经消毒灭菌处理。,4. 饲喂饮水,大鼠为杂食性动物，有随时采食的习性，夜间更为活跃，采食亦多。 大鼠喂全价颗粒样，以保证其生长发育需要。 大鼠一般能很好的适应各种给水器具，使用时要经常检查给水是否通畅，每次换水应清洗水瓶和吸水管，并定期消毒。,5. 工作常规,大鼠饲养繁殖人员应每日加料，换饮水，检查动物的生、病、死情况，观察记录动物室内温、湿度，整理打扫室内卫生。 每周更换垫料两次，清洗消毒饲养室两次，清洗消毒笼具、饮水瓶一次。,三、常用大鼠品系,1. 近交系：ACI；F344/N；LOU/CN等 2. 远交系：Wistar；SD 3. 突变系：SHR大鼠,Wistar大鼠

23、,（1）来源：1907年由美国 Wistar研究所育成。 （2）外形及特性：头部较 宽，耳朵较长，毛色白化， 性情温顺。 （3）用途广泛，自发性肿 瘤的发生率较低。,Sprague Dawley (SD)大鼠,（1）来源：1925年，美国Sprague Dawley农场用Wistar大鼠培育而成。 （2）外形：头部狭长，尾长接近于身长。 （3）特性：产仔多，生长发育快；性情比较凶猛；适应性和抗病能力更强。,四、大鼠在生物医学研究中的应用,1. 生理学研究 （1）肾上腺、垂体、卵巢等内分泌研究。 （2）行为学以及高级神经活动研究。 （3）研究消化功能。 2. 营养学研究 常用于维生素、蛋白质缺乏

24、，氨基酸和钙、磷代谢 以及淀粉样变性的研究。,3. 心血管代谢疾病研究 高血压品系大鼠、动脉粥样硬化等。 4. 药物学研究 心血管药物、关节炎药物、药物评价等。 5. 肿瘤研究 易患肝癌，可人工复制大鼠肝癌、食管癌动物模 型；可皮下接种淋巴肉瘤。,6. 遗传学研究 脑积水、听觉障碍、耳聋、白内障等遗传疾病。 7. 牙科学研究 大鼠牙齿上的珐琅质蛀损在宏观和微观上同人的蛀齿相 似，可用来研究龋齿。 8. 传染病研究 对多种细菌、病毒和寄生虫敏感，如研究支气管肺炎 9. 计划生育的畸胎学、避孕药和放射学研究。,第三节 豚鼠(Guinea pig，Cavia porcellus),学名：豚鼠（海猪、

25、天竺鼠、荷兰猪）,生物分类： Class : Mammalia 纲：哺乳动物纲 Order : Rodentia 目：啮齿目 Family: Muridae 科：豚鼠科 genus : Mus 属：豚鼠属 Species : musculus 种：豚鼠种,（一）外形特征 体形短粗，头大，耳朵和四 肢短小，无尾，全身被毛。 前足有四趾，后足有三趾， 趾端有尖锐短爪。 两眼明亮，耳壳薄而血管明 显，上唇分裂，多种毛色。,一、豚鼠的生物学特性,（二）行为习性,豚鼠属草食性动物，群 居性强，听觉、嗅觉发 达，对外界刺激极为敏感。 豚鼠性情温顺，胆小易 惊，突然惊吓，可引起四 散奔逃或呆滞不动，甚至 引

26、起孕鼠流产。,（三）解剖学特点 1. 消化系统 胃壁薄，肠管较长，约为体长的 10倍，盲肠发达约占整个腹腔的三 分之一。 2. 呼吸系统 气管及支气管不发达，只有喉部 有气管腺体。肺分七叶，右肺4叶， 左肺3叶。,雌雄豚鼠腹部皆有一对乳腺，但雌性乳头比较细长。雄性有位于两侧突起的阴囊，雌鼠有左右两个完全分开的子宫角，汇合后形成子宫颈。,3. 生殖系统,雄性,雌性,（四）生理学特性,1. 生殖生理 5月龄达到性成熟，豚鼠妊娠期58-72天，每胎多数为3-4只，新鼠出生后即能活动，全身覆有被毛，有牙，眼耳张开，15-21d断奶，寿命一般为4-5年。 2. 体内缺乏左旋葡萄糖内酯氧化酶，不能合成维生

27、素C， 需从外界完全补给。 3. 对抗菌素处理敏感，尤其是青霉素。 4. 容易被致敏，易引起变态反应。对免疫抑制剂敏感。,二、饲养管理,1. 饲养环境 豚鼠听觉好，胆小易惊，故环境应保持安静，开放环境，噪音应在60dB以下。 温度应控制在1829，相对湿度40%70%。 氨浓度20mgL-1以下，氨浓度过高易使豚鼠患肺炎，气流速度应在1318cm/s。,2. 笼具垫料,笼具类型有地面围栏（池养），抽屉式盒子，铁丝网底和实底的塑料笼盒。 豚鼠不能攀高，跳跃能力差，传统的饲养方式是水泥或木制的地池饲养，周边有40cm高即可，一般不需加盖。 池养或实底笼养时，一般要铺消毒垫料。垫料应是不具机械损伤的软刨花。,3. 饲喂饮水,豚鼠为粗纤维饲料动物，体内不能合成维生素C。 豚鼠有趴卧食具的习惯，饲料易受污染，提倡用壁挂式饲料盒。 普通级豚鼠饮水应符合城市自来水卫生标准。,4.