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1、第二讲,常用实验动物生物学特性 及其应用,常用实验动物 小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠(仓鼠)、兔、 犬、猴、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,小鼠的生物学特性及选择应用,一、生物学特性和解剖生理特点 小鼠属于脊椎动物门,哺乳纲,啮齿目,鼠科; 成熟早,世代间隔短,繁殖力强(6-15,6-9胎) 体形小,易于饲养管理; 性情温顺,胆小怕惊; 对外来刺激极为敏感; 便于提供同胎和不同品系动物;,小鼠饲养,刚出生小鼠,喜居于光线暗的安静环境,习于昼伏夜动; 体小娇嫩,对环境的适应性差; 成雌鼠在动情周期不同阶段,阴道粘膜可发生典型变化; 下颌骨的喙状突较小
2、,髁状突发达,运用下颌骨形态的分析技术,可进行近交系小鼠遗传监测; 染色体为20对,寿命达2-3年; 有多种毛色。,小鼠无汗腺,尾有四条明显的血管,背腹面各有一条静脉,两侧各有一条动脉. 小鼠胃容量小,约1-1.5ml,功能较差,不耐饥饿,肠道短,盲肠不发达. 雌性为双子宫,呈“Y”型。 淋巴系统发达,外界刺激可使淋巴系统增生,易患淋巴系统疾病。,生理学特点 一般指标 性成熟:雌鼠3550日龄,雄鼠4560日龄 性周期:45天 妊娠期:1921天 哺乳期:2022天 体温:36.5 心率:600(328780)次/分 血压:10.818.1Kpa(81113mmHg) 呼吸率:163(8423
3、0)次分,二、小鼠的选择 1.首先要考虑小鼠是否符合国家标准. 2.按照实验目的和要求来选择. 3.不同季节和昼夜不同时间,动物机体反应性有一定改变. 4.不同种、同种而不同品系的小鼠对同一实验处理反应有很大差别.,5.年龄应尽可能一致,体重应大致相近,一般不应相差10%。 6.小鼠性别,在实验研究中,如无特殊要求,一般宜雌雄各半,以避免由于性别差异而造成的误差。有些药物的作用不受性别影响,则可不分雌雄,任意迭用一种性别。 7.生理状态和健康情况,小鼠处于怀孕哺乳等生理状态时,对外界刺激的反应常有变异,无特殊的实验目标管理的,不得混入,以减少个体差异,(1) C57BL6(B6):黑色。乳腺癌
4、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。对结核杆菌、百日咳组织胺易感因子敏感。嗜酒精性高。是肿瘤学、生理学、遗传学研究常用品系。,三、主要品种、品系,1近交系,C57BL6,(2)C3HHe(C3):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,对炭疽杆菌有抗力。用于肿瘤学、生理学、核医学、免疫学的研究。 (3)BALBc(C):白化。 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。对放射性照射极为敏感。广泛应用于肿瘤学、生理学、免疫学、核医学和单克隆抗体等研究中。,BALBc,(4)DBA2(D2):浅灰
5、色。 听源性癫痫发作36日龄小鼠为100,55日龄后为5。对鼠伤寒沙门氏菌补体有抗力,对百日咳组织胺易感因子敏感。常用于肿瘤学、遗传学和免疫学的研究.,DBA/2小鼠,(5)TAl(津白1号)和TA2(津白2号):白化。 TAl为自发低乳腺癌系,TA2为自发高乳腺癌系,为乳腺癌MA737的宿主。 (6)615:深褐色。 肺腺癌发病率高。8月龄后开始出现衰老现象,表现为肥胖、增重。对津638白血病病毒敏感。,615,(1)KM:白化。 该鼠特点是繁殖率高,抗病力强,适应性强。广泛应用于药理、毒理、微生物学的研究以及药品、生物制品的检定。 (2)NIH:白化。 特点是繁殖力强,产仔成活率高,雄性好
6、斗。广泛用于药理和毒理研究以及生物制品检定。,2封闭群,三、在生物医学中的选择应用,1.各种药物筛选性试验; 2.药物效果及其副作用研究,如: 利用声源性惊厥小鼠来评价抗痉挛药物; 利用小鼠角膜和耳廓反射评价镇定药物; 小鼠常用于药物对疾病疗效试验。 3.毒性试验和安全分析,如: 急毒、慢毒、半数致死量的测定等试验,(一)药理学及药物临床前评价研究,1.近交系小鼠自发性肿瘤进行研究,如AKR小鼠白 血病发生率可达90,C3H小鼠乳腺癌发病率达97。 而C57BL小鼠乳腺癌发病率极低。结果表明C3H体内有一 种乳汁因子会传给雌性子代,在该乳汁因子与激素的共 同作用下易产生乳腺癌。,(二)肿瘤学研
7、究,2.进行肿瘤模型的复制:小鼠对致癌物质、 射线及某些病毒敏感,可诱发各种肿瘤,如: 二乙基亚硝胺可诱发小鼠肺癌; 甲基胆葸可诱发小鼠胃癌和宫颈癌等; 感染小鼠白血病病毒可诱发白血病; 感染人类腺病毒可诱发小鼠肉瘤及淋巴瘤。,3.移植性肿瘤模型 将各种实体瘤、腹水瘤、白血病等一定数量的 瘤细胞或无细胞的滤液(病毒性肿瘤)接种于相关 品系的小鼠,就可以使该品系的一群小鼠带有相同 的肿瘤,其生长速度一致,个体差异小,接种存活 率可达100%。这种肿瘤模型经常用在筛选抗肿瘤新 药的研究。,小鼠对多种病原体特别是病毒极为敏感,常用于研究传染病的发病机理、临床症状及治疗。例如狂犬病、脊髓灰质炎、流感、
8、脑炎、血吸虫病、疟疾、破伤风等的研究。,(三)传染性疾病研究,许多小鼠具有遗传疾病:如小鼠黑色素瘤、糖尿病 肥胖、遗传性贫血、尿崩症、肌肉萎缩症、骨骼硬化症、 自身免疫缺陷症等。这些疾病与人类发病相似,可用作 人类遗传疾病的动物模型。 转基因小鼠:将人类基因导入小鼠基因组中,研究 导入基因的作用,寻求目前还无法了解的遗传性疾病的 遗传因子。,(四)遗传学和遗传性疾病的研究,新西兰黑色小鼠(NZB)其自身免疫缺陷的病因是由于感染C型致瘤RNA病毒与引起人的红斑狼疮的病因一样,病症特征与人类很相似,所以是研究红斑狼疮的极好的动物模型。 近交系在小鼠在单克隆抗体生产中的应用:单克隆抗体最早通过BAL
9、B/C小鼠生产。其方法是将BALB/C小鼠的骨髓瘤细胞和经过免疫的脾细胞融合,形成杂交细胞,再经克隆技术产生单一纯化的无性繁殖的细胞系,生产单克隆抗体。,小鼠繁殖力强,性周期和妊娠期短,生长快,适合计划生育研究。如常用小鼠做抗生育、抗着床、抗早孕、抗排卵等实验应用上的首选动物。,(五)老年病学的研究,小鼠寿命短,传代时间短,随着鼠龄的增加,机体内的一些生理生化指标不断发生变化,特别是高龄鼠中老年病明显增多,是老年学研究的极好材料。多用于糖质、脂质、胶原和免疫等方面的研究。,(六)计划生育研究,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:
10、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,(七)不宜采用小鼠的试验,饲养管理,(一)环境 小鼠对环境变化敏感,自动调节体温的能力较差,过冷过热易诱发疾病。 (二)笼具和垫料 一般采用无毒塑料制成的透明或半透明的鼠盒,不锈钢丝制的笼盖,饮水器为玻璃瓶或塑料瓶。 垫料应有强吸湿性、无毒、无刺激气味,无粉尘,不可食.,(三)饲料及饮水 应喂全价饲料,并保持饲料相对稳定。 可用高压湿热消毒,另一种为60Co消毒 饮用水需经灭菌处理, 每周添料,换水3-4次.,(四)性别鉴定 成年小鼠雄鼠的阴囊明显;雌鼠可见阴道开口和五对乳房. 幼鼠主要从外生殖器与肛门的距离判断,近者为雌性,
11、远者为雄性. (五)动物健康外观检查 小鼠健康的标准是:食欲旺盛;眼睛有神、反应敏捷,体毛光滑,活动有力;身无伤痕,尾巴不弯曲,天然孔腔无分泌物.,大鼠的生物学特性及选择应用,大鼠属哺乳纲,啮齿目,鼠科; 繁殖快(6-14只); 喜啃咬、夜间活动; 性情较凶猛、抗病力强,噪音和不适光照对其繁殖影响很大 无胆囊;汗腺不发达,靠流出大量唾液调节体温. 不能呕吐;,一、生物学特性和解剖生理特点,垂体肾上腺系统功能发达,应激反应灵敏; 视觉、嗅觉灵敏; 大鼠血压和血管阻力对药物反应灵敏,但对强心甙的作用较猫敏感性低671倍; 肝脏再生能力强,切除60-70%的肝仍有再生能力; 对营养、维生素、氨基酸缺
12、乏敏感,可发生典型的缺乏症状。体内可合成维生素C; 对炎症反应灵敏,眼角膜无血管; 生长发育期长,长骨长期有骨垢线存在,不骨化。 子宫为“Y”型双角子宫,SD大鼠,生理学特点 一般指标 性成熟:60天, 成年雄鼠300-600g 性周期:45天,成年雌鼠250-500g 妊娠期:21天, 寿命2-3年 哺乳期:21天 体温:37.5 心率:380(300500)次/分 血压:1215.40Kpa(90116mmHg) 呼吸率:90(63179)次分,二 、大鼠主要品系,1近交系 (1) F344:白化。该品系大鼠可允许多种肿瘤移植生长。 (2) SHR:白化。自发性高血压,10周龄以后动脉收缩
13、 压雄鼠为:200-350mmHg(26.7-46.3KPa),雌鼠为:180- 200mmHg(24.0-26.7KPa),心血管疾病发病率高。对降压药 物有反应,可作为高血压动物模型用于药物筛选。,(3)LEW:由Wistar远交群大鼠培育而成,白化,可移 植多种肿瘤,高脂肪食物容易引起肥胖症。 (4)LOUC和LOUM:两系大鼠均为白化,分别 为浆细胞瘤的高发系和低发系。均为白化,具有相同 的组织相容性。 (5) ACI:黑色,腹部和脚白色。有自发肿瘤倾向, 该品系大鼠血压低。,ACI大鼠,(1)Wistar:1907年由美国Wistar研究所育成,使用数量最多,遍及全世界。头部较宽。该
14、种群性周期稳定,繁殖力强,产仔多,生长发育快,性情温顺,对传染病的抵抗力较强,自发肿瘤发生率低。 (2)SD:头部狭长,抗病能力尤以对呼吸系统疾病的抵抗力强。自发肿瘤率较低。对性激素感受性高。常用作营养学、内分泌学和毒理学研究。,2封闭群,三、在医学生物学中的应用,大鼠的体形大小适中,繁殖快,产子多,易于饲养,给药方便畸胎发生率低,行为多样化,在医学生物学研究中应用广泛,仅次于小鼠,在实验动物中占20%.,(一)内分泌研究,大鼠垂体-肾上腺系统发达,应激反应灵敏,适宜作应激模型。 内分泌疾病研究上,可找到相应的自发或诱发模型,如尿崩症、糖尿病、甲状腺机能衰退和甲状旁腺功能低下造成的新生儿强直性
15、痉挛等,(二)营养、代谢性疾病研究,大鼠对营养物质缺乏敏感,可发生典型缺乏症,是营养研究最早、最多的动物。大鼠体温调节不稳定,实验时应予以注意。,(三)药物学研究,1、药物毒理学: 大鼠常作为药物亚急性实验的动物,评价和确定最大给药量、药物排泄速率和蓄积倾向。 用于药物致畸试验。 在评价药物对副交感神经-神经效应研究中,药物刺激和抑制效应都通过大鼠的一些体征表现进行判断。,评价药物对肾功能的影响及药物副作用的研究。 2、药物药效研究 神经病药物的评价,利血平、阿朴吗啡 心血管疾病药物的评价 治疗炎症药物的筛选评价,(四)肿瘤学,大鼠对化学致癌物质敏感,可复制成各种肿瘤模型,是肿瘤实验研究最常用
16、的实验动物之一。 它的特点是易患肝癌,可用二乙基亚硝胺、二甲基偶氮苯复制大鼠肝癌模型。用甲基苄基亚硝胺诱发复制食管癌。用3-甲基胆蒽诱发肺鳞状上皮癌和胸膜间皮瘤等。,(五)传染病研究,支气管肺炎研究,是研究支气管肺炎、副伤寒的重要实验动物。 用幼年鼠进行流感病毒传代、进行厌氧菌等细菌实验。,(六)肝胆研究,大鼠肝再生能力强,切除6070%的肝叶仍有再生能力。枯否氏细胞90%有吞噬能力,肝胆外科实验常用大鼠。 大鼠无胆囊,可从胆管直接收集胆汁,可用于胆道疾患、消化功能及急性肝功衰竭模型。,(七)行为学研究,大鼠行为多样,情绪反应敏感,适应新环境快,探索性强,可人为唤起或控制其动、视、触、嗅等感觉,神经系统反应与人相似,常用于行为正常或异常研究。 1.迷宫训练:测试大鼠学习和记忆能力。 2.奖励和惩罚效应:采用特殊的电击装置,测试大鼠记忆判断和回避惩罚的能力。,3.药物效应:测试大鼠饲以酒精、咖啡