动物实验设计2012 yjs

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1、 实验动物学实验动物学 Laboratory Animal Sciences 1 第五章 实验动物的选择与动物实验设计 第一节 实验动物选择的原则 第二节 常见动物实验中实验动物的选择 第三节 影响动物实验结果的因素 第四节 动物实验设计 2 第一节 实验动物选择的原则 3 一 相似性原则 利用动物与人类某些结构 机能 代谢及疾病特征的相似性选择 实验动物 4 q组织结构 q系统机能 q生理特性 q繁殖特性 q体液成分 q解剖学特性 q疾病特点 v应从以下几个方面来考虑 5 二 特殊性原则 利用不同种系实验动物机体存在的特殊结 构或某些特殊反应选择解剖 生理特点符 合实验目的和要求的实验动物

2、6 q 不同种系实验动物对同一因素的反应有其共同 性的一面 也会出现特殊反应 q 不同品系动物 对同一刺激的反应差异很大 在选择时也必须注意 7 三 标准化原则 动物实验中要选择和使用与研究 内容相匹配的标准化实验动物 8 q选择经遗传学 微生物学 环境及营养控 制的标准化动物 能排除因遗传因素 微生 物及潜在疾病等造成的个体差异对实验结果 的影响 排除因实验动物杂交 遗传上不均 一 个体差异 反应不一致 9 一 遗传学方面选择 v 近交系 遗传纯合度高 个体差异小 特性稳定 对实验反应一致 结果精确可靠 且不 同近交系有各自特性 10 v人类遗传学研究 药物筛选和毒性实验 研究 要选择与人群

3、基因型及表现型相似 的动物类别 则用封闭群比较合适 11 v突变系具有与人类相似的疾病模型特征 用 于某些特定的生物医学研究中 如糖尿病伴肥胖症小鼠 自身免疫症小鼠 侏儒症小鼠 高血压大鼠 骨骼硬化症小鼠 青光眼兔 12 二 微生物控制等级选择 v 普通级动物 示教 预实验 v 清洁级动物 适用大多数科研 v 无特定病原体动物 SPF 为理想的健康 动物 适用于所有科研 检定 v 无菌动物 GF 适用于特殊研究 13 四 规格化原则 指选择与实验要求一致的动物规格 动物的种类及品系 年龄 体重 性别 生理健康状况等 14 年龄 动物的解剖生理特征和对实验的反应性随 年龄的不同而有明显变化 应选

4、用成年的 动物 体重 体重与年龄有一定的关系 还与动物品种 品系 营养状态 饲养管理等因素有关 15 动物 小鼠 大鼠 豚鼠 家兔 猫 狗 体重 18 28g 180 280g 350 650g 2 3kg 1 5 2 5kg 9 15kg 常用实验动物成年体重 16 性别 性别不同对实验的敏感程度可不同 生理健康状况 动物如怀孕 哺乳等对实验结果影响很大 不 宜采用处于特殊生理状态下的动物进行 17 五 经济性原则 指在不影响实验结果正确可靠的前提下 尽量选择容易获得 价格便宜和经济饲养 的动物 18 如何选择 必须了解实验动物生物学特性方面的基本知识 充分查阅相关文献 选择科研 检验和生产

5、传统 上应用的实验动物 加强交流 利用最新成果 用较少的人力 动物 和时间 以最小的代价最大限度地获得科学性强 的实验结果 19 第二节 常见动物实验中实验动物的选择 20 一 药理学研究中的选择 一 临床前药物代谢动力学研究 目的在于了解新药在动物体内动态变化的规律及特点 为临床合理用药提供参考 作药物动力学参数测定时 最好使用犬 猴等大动物 作药物分布试验时 一般选用大鼠或小鼠较为方便 作药物排泄试验时 一般也首选大鼠 21 二 一般药理研究 指主要药效作用以外广泛药理作用的研究 常选用的动物包括小鼠 大鼠 猫 犬等 22 三 作用与神经系统的药物研究中 促智药研究一般使用健康成年的小鼠和

6、大鼠 镇静催眠药研究一般选用健康成年小鼠 镇痛药研究均需在整体动物上进行 常用成年 小鼠 大鼠 兔等 一般雌雄兼用 23 中枢性肌松药研究一般选用小鼠和猫 猫的神经 反射极敏感 解热药研究首选家兔 对神经节传导阻滞影响的药物研究时 首选动物 是猫 最常用的是颈神经节 研究药物对神经肌肉接点的影响时 常用动物是 猫 兔 鸡 小鼠和蛙 24 四 作用于心血管系统的药物研究 q抗心肌缺血药物研究可选用犬 猫 家兔 大鼠和小鼠 q抗心律失常药物研究可用豚鼠 因小鼠不便操作不宜选用 q降压药物研究一般选用犬 猫或大鼠 不选兔 q治疗心功能不全药物研究常用犬 猫 豚鼠 家兔 不选大鼠 25 q调血脂药物研

7、究一般选用大鼠 家兔 q抗血小板聚集药物研究一般选用家兔和大鼠 个别试验 选用小鼠 q抗凝血药物研究常用大鼠和家兔 也可用小鼠 豚鼠或 沙鼠等 26 五 作用于呼吸系统的药物研究 镇咳药筛选的首选动物是豚鼠和猫 犬不论在清醒或麻醉条件下 化学刺激 机械刺激或电刺激 其胸膜 气管粘膜或颈部迷走神经均能诱发咳嗽 故特别适 用于观察药物的镇咳作用持续时间 兔 对化学 电刺激不敏感 大小鼠 实验可靠性差 27 支气管扩张药物研究最常用的动物是豚鼠 因其气 管平滑肌对致痉剂和药物的反应最敏感 祛痰药研究一般选用雄性小鼠 兔或猫 用来观察 药物对呼吸道分泌的影响 观察对呼吸道粘膜上皮纤毛运动影响的试验中

8、可 采用冷血动物蛙和温血动物鸽 28 六 作用于消化系统的药物研究 胃肠解痉药物研究可用大鼠 豚鼠 家兔 犬 等 雌雄均可 催吐或止吐药一般用犬 猫 鸽等 而不选用 家兔 豚鼠 大鼠 29 七 作用于泌尿系统的药物研究 利尿药物或抗利尿药物的研究一般以雄性大鼠 或犬为佳 小鼠尿量较少 家兔为草食动物 30 八 作用于内分泌系统的药物研究 q肾上腺皮质激素类药物研究可选用大鼠 小 鼠 雌雄均可 qH1受体激动药物或阻断药物研究首选豚鼠 其次为大鼠 雌雄各半 31 九 计划生育药物研究 q终止中期妊娠药物或子宫收缩药物的研究常选用雌性大 鼠 豚鼠 家兔 猫 q女用避孕药常选用雌性大鼠 地鼠 家兔及

9、猕猴 且尽 可能选用近交系动物 q男用避孕药研究常选用雄性近交系大鼠或猕猴 32 十 精神药物研究 q抗焦虑药研究一般选用成年健康小鼠 大鼠 兔等 q抗抑郁药可选用小鼠 大鼠 其次为犬 猪 33 二 毒理学研究中的选择 目的在于暴露药物的固有毒性 了解毒物的性 质及程度 以便在临床上应用时采取有效措施 选择取决于该动物对药物的反应 以及药物在 该种动物体内的吸收 分布 代谢和排泄与人类 的异同程度 34 不同种属动物对药物的毒性反应有质与量的区别 一般认为 动物的进化程度愈高 对药物毒性的敏感 性愈好 因此 在实验动物种类方面 至少使用两种动 物进行试验 且种属差异越大越好 一般应包 括一种啮

10、齿类动物和一种大动物 如选用大鼠 和犬 35 在实验动物年龄方面 选用未成年的较为合 适 在实验动物性别方面 要求选择雌雄各半为 宜 在实验动物数量方面 要求不宜太少 36 三 心血管系统疾病研究中的选择 由于在病人体内进行各项试验研究是十分有限的 而且对病变的广度和深度也无法进行活体定量 检测 因此 人们广泛利用相应的动物模型进行 研究 37 q动脉粥样硬化症研究 z鸟类 早期选用 能自发动脉粥样硬化 z兔 饲料诱发的极度高血脂可发生粥样硬化病灶 z能用的动物 大小鼠 鸽 猪 犬 火鸡 非人灵长 类 z恒河猴 可发生广泛的主动脉粥样硬化 z小型猪 可自发动脉粥样硬化 高脂饲料诱发可加速 粥样

11、硬化形成 38 q高血压研究 O常用犬 大鼠 O犬 与人类高血压相似较多 O对于神经精神性高血压 犬最为合适 O大鼠 饲养 繁殖 手术 血压测定较为方 便 药物反映与人类相似 39 O兔 血压不够稳定 一般不用 OSHR大鼠 高血压病理 生理 药理研究 与人类自发性高血压有诸多相似 O实验性诱发 刺激中枢神经系统反射性而 成 或注射加压物质以及手术结扎肾动脉 诱发肾源性高血压 40 q心肌缺血试验研究冠心病 心肌梗塞 犬 猪 猫 兔 大鼠 都可进行冠状动脉阻 塞 犬 心肌缺血良好的模型动物 猪 心脏侧枝循环和传导系统血液供应类似于人的心脏 兔 开胸冠状动脉结扎不需人工呼吸 41 q心律失常试验

12、研究 u常用大鼠 豚鼠 兔 猫 犬 猴 猪等 u大鼠 豚鼠 兔等心脏较小 u豚鼠和兔心脏易做离体标本 u犬心脏大 对引起心律失常刺激敏感 42 u猪的冠状血管系统与人相似 u大小鼠 心电图无S T段 有的导联也不见T波 u豚鼠 血管反映敏感 出血症显著 适合观察出 血和血管通透性变化 u细胞培养 犬 兔 豚鼠 大小鼠 鸡等胚胎 新生或成年心肌 43 四 消化和呼吸系统疾病研究中的选择 兔 羊 豚鼠 草食动物 与人类消化系统迥然不同 不能选择 犬 消化系统发达 与人类消化过程相似 宜于慢性 实验 猪 呼吸 泌尿 血液系统与新生人相似 适于营养 不良症 铁 铜缺乏 44 大鼠 无胆囊 适宜收集胆汁

13、实验 马同 及肝切 除 胰腺炎 可用幼年雌性小鼠造成胆碱缺乏 诱发出血 性胰腺炎 兔 甲状旁腺功能研究 犬 甲状旁腺位置固定 位于甲状腺表面 甲状旁腺 切除 而保留甲状腺功能 甲型肝炎病毒研究选红面猴 乙型肝炎病毒研究选黑猩猩 45 呕吐实验 常用猫 犬 雪貂 鸽 猴等 草食动物不易发生呕吐反射 维生素C研究 豚鼠 慢支 猴最合适 气管腺数量较多 且至三级支气管 中仍有存在 豚鼠 适于结核和白喉研究 对结核杆菌 白喉杆菌 很敏感 大鼠 肺水肿 肺纤维化 矽肺 46 五 神经系统疾病研究中的选择 uDBA 2N 35日龄 听源性癫痫发病率100 uC57BL KalWN 先天性脑积水 u沙鼠 椎

14、底动脉环后交通枝缺损 47 u吗啡 高原鼠兔不敏感 可用于神经系统方面研 究 小鼠 猫 中枢兴奋 犬 兔 猴 大鼠 人 中枢抑制 u兔 减压神经对心脏等的作用 u犬 猫 神经系统发达 48 六 泌尿和生殖系统疾病研究中的选择 糖尿病 大鼠 兔 犬等 人工摘除胰腺复制 中国地鼠易产生自发性糖尿病 BBWistar大鼠是糖尿病研究的良好模型 Yucatan小型猪容易被人工诱发成糖尿病 49 老年A系小鼠肾脏病多发 大鼠和小鼠给予雌激素能中止妊娠 兔和猫都是刺激性排卵的动物 哥丁根小型猪易诱发胎儿畸形 50 七 抗炎与免疫试验研究中的选择 C3H系小鼠补体活性高 裸鼠无胸腺 缺乏T细胞 免疫 Sci

15、d小鼠重度联合免疫缺陷 缺乏细胞免 疫和体液免疫 这些小鼠常被选用于免疫学研究 中国地鼠颈部的颊囊是缺少组织相容性抗原的免 疫学特殊区 适用于作免疫学实验研究 51 大鼠对炎症反应敏感 特别是踝关节 适合于多发 性关节炎和淋巴腺炎研究 鸡的红细胞可用于炎症的吞噬反应试验 豚鼠易于致敏 对组织胺敏感 豚鼠是评价免疫抑制药和抗风湿药的有效模型 52 八 微循环试验研究中的选择 p常选用小鼠耳廓 金黄地鼠颊囊 兔眼球结膜 兔耳廓透明窗等 还有用蝌蚪和金鱼的尾 青蛙 的舌和蹼 蝙蝠和小鸡的翅 蜜蜂的眼 鼠背透 明小室等进行试验 p内脏循环选青蛙 大小鼠 兔的肠系膜 53 九 其他研究中的选择 一 放射

16、学实验研究 常用大小鼠 沙鼠 犬 猪 猴等 不同动物对射线敏感程度差别大 54 v动物种类较多小鼠 大鼠 沙鼠 豚鼠 地鼠 兔 犬 猴 猫等 v猫是寄生虫弓行属的宿主 v中国地鼠对溶组织性阿米巴 利氏曼原虫 旋毛虫敏感 v金黄地鼠对病毒非常敏感 vA系小鼠 对麻疹病毒非常敏感 v兔 对许多病毒和致病菌非常敏感 狂犬病 天花 脑炎等 v裸鼠 易感染细菌 病毒 寄生虫 感染免疫机制研究 二 微生物实验研究 55 三 休克试验研究 失血性休克试验研究中 大多用犬或山羊作为模 型动物 感染性休克试验研究中 应注意不同实验动物对 感染的反应差异很大 用犬制作感染性休克模型 优点较多 56 创伤性休克试验研究需要使用较多数目的 动物 以满足统计需要 所以 选择啮齿类等 中小型动物较为适宜 一般常用大鼠 兔 犬 等 57 四 老年病研究 I实验动物以哺乳类动物为主体 有小鼠 大 鼠 豚鼠 兔 狗 猪 猴等 其中大鼠使用 最多 以细胞生化学 消化器 激素 酶等的 研究为主 58 五 环境污染研究 啮齿类 大小鼠 豚鼠 广泛应用于空气污染评 价 重金属污染 大鼠 狗 猫等 某些野生动物 鱼类也是较好模型