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1、常用实验动物与疾病动物模型,Tel：87331230 13662436009 2007-12-21,现代药学概论,赵勇,中国完成世界首例转基因克隆兔实验,左为克隆兔，右为代孕兔。 2007年我国完成的世界首例转基因克隆兔到12月14日已存活3个月。日前在上海通过分子生物学鉴定，结果显示，实验兔含有外源的绿色荧光蛋白基因，证明其为转基因克隆兔。,来源:解放日报发布日期:2007-12-14,1997年世界首只克隆羊多莉,世界首只转基因 猴,2000年美国科学家培育出了世界上首只转基因猴。这是世界上首次培育成功转基因灵长类动物，此项成果将为人类最终战胜糖尿病、乳腺癌、帕金森氏症和艾滋病等顽症提供帮
2、助。,目的,了解实验动物和疾病动物模型的基本概念 熟悉常用实验动物和疾病动物模型的种类、特点和应用 帮助药学专业研究生在其科研中选择实验动物和实验方法奠定基础,第一部分 常用实验动物,实验动物基本概念、意义； 选择实验动物的原则和注意事项； 常用实验动物及其应用。,实验动物基本概念,动物可分为野生动物、经济动物和实验动物等。 实验动物（laboratory animal）是指经人工饲育、对其携带的微生物实行控制、遗传背景明确或者来源清楚的，用于科研、教学、生产、检定等实验的动物。 实验用动物（ animals for research ） ：有时考虑这些动物对某些受试物的敏感性或操作技术上的需
3、求，有些动物如家禽、家畜及部分野生动物，也被用于实验，此些动物不能完全达到实验动物的标准，称为实验用动物。,实验动物的意义,现代科学技术发展的基本支撑条件可概括为：实验动物、 仪器设备、信息资料和化学试剂四个基本要素 。 在医药领域的作用： 研发：研究新合成的化合物的药理、毒理作用， 生产：是生物药品的生产重要的原材料，药品出厂前必须用实验动物作安全性和效果试验。,选择实验动物的基本原则,选择与人体结构、机能、代谢及疾病特征相似的动物 选用结构简单又能反映研究指标的动物 选择适龄的实验动物 选择易获得、经济、易饲养管理的标准化动物 3R原则： Reduction(减少) Replacement
4、(替代) Refinement(优化),实验动物选择时应注意的问题,体重 、性别 、生理状况、健康状况 实验动物微生物学寄生虫学等级,实验动物等级,GB14922-2001实验动物微生物学和寄生虫学监测等级 一级 普通动物(conventional animal) 不携带主要人兽共患病原和动物烈性传染病的病原。一般为教学示范用。 二级 清洁动物(clean animal)除一级动物应排除的病原外，不携带对动物危害大和对科学研究干扰大的病原。 三级 无特殊病原体动物(specific pathogen free animal，SPF)除一、二级动物应排除的病原外,不携带主要潜在感染或条件致病和对
5、科学实验有干扰的病原。国际标准实验动物 。 四级 无菌动物(germ free animal)无可检出的一切生命体。包括悉生动物。,遗传背景,实验动物必须是遗传背景明确的品系动物 近交系：遗传均质性保证了实验反应的稳定性； 封闭群：较好地代表自然群体的遗传特性； F1杂交群：兼有近交系和封闭群的特点； 突变动物：往往具有某些鲜明的人类疾病模型特征。,近交系动物 （inbred animal）,近交系动物是指杂种动物经过相当于20代全同胞兄妹单线连续繁殖，各条染色体上的基因趋于纯合，品系内个体差异趋于零。 个体之间极为一致，对实验反应一致，实验数据标准差较小，在实验中实验组和对照组都只需少量的动
6、物。 隐性基因纯合性状得以暴露，可以获得大量先天性畸形及先天性疾病的动物模型，如糖尿病、高血压等。这些动物家系清楚，取材方便，是进行基因连锁分析、遗传学、生理学和胚胎生物学研究的理想实验材料。,封闭群动物(closed colony),又称远交群(outbred stock)。是一个长时期与外界隔离，雌雄个体之间能够随机交配的动物群。其遗传组成比较接近于自然状态下的动物群体结构。 避免了近交衰退的出现，具有繁殖率高，疾病抵抗力、生育力强。 群内个体间而言，因其有杂合性，个体间的重复性和一致性不如近交系动物好。 封闭群动物一般适用于药物筛选、毒理安全试验和教学使用。,常用实验动物,小鼠 大鼠 兔
7、 豚鼠 地鼠 犬 猫 猪 鸡 猴,生物学特性 解剖学特点 生理学特点 应用 主要品系,小 鼠,小鼠属于脊椎动物门、哺乳纲、啮齿目、鼠科、鼠属。实验小鼠来自野生小鼠，后经人们长期选择培育而成。,小鼠（Mouse， Mus. Musculus）,生物学特性 小鼠对外界环境的改变反应敏感，强光或噪声可致哺乳母鼠食仔； 夜间活跃，其进食、交配、分娩多发生在夜间； 啮齿类动物，有啃咬习惯； 群居动物，群饲生长发育也快。性成熟的雄鼠放在一起易发生互斗。,解剖学特点,1小鼠下颌骨的喙状突较小，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； 2小鼠无汗腺 ； 3淋巴系统发达，外界刺激可使淋巴
8、系统增生，因此易患淋巴系统疾病。,生理学特点,性成熟：雄：4560日雌：3550日 小鼠成熟早，繁殖力强，适配鼠龄为出生后6090天；交配后1012小时，雌鼠在阴道口形成一个白色的阴道栓，这是受孕的标志 性周期：天 妊娠期：天 哺乳期：天 体温：36.5C 心率：600(328-780)次分 血压：81-113 mmHg (10.8-18.1kPa) 呼吸：163(84-230)次/分,小鼠生长发育快慢与品系、营养、环境、带仔数的多少、生产胎次有密切关系； 生育期为一年，寿命达23年； 染色体为20对。,血液指标,血红蛋白：148(100-190)g/L 血细胞比容：0.415L/L 红细胞：
9、9.3(7.7-12.5) *1012/L 白细胞：8(4-12)*109/L,饲养管理和繁育要点,喂颗粒性饲料，饲料中蛋白质含量应达20-25%喂水、加料次周。撮入量：成熟时饲料4-6g/天/只，水约6ml。 哺乳期雌鼠可加葵花籽，生产鼠还可加大麦芽和鸡蛋软料 垫料以杉树木屑为佳，用前要高压灭菌和消毒。 记录表格，做好常规记录。,主要品系、种群,1近交系 (1) C57BL6（B6）：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。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。,(2) C3HHe(
10、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。,(4) DBA2(D2)：浅灰色。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。 (5) CBA：野生色。对麻疹病毒敏感。 (6) A：白化。对麻疹病毒高度敏感，对X射线非常敏感。肺肿
11、瘤发病率高。常用于肿瘤学、免疫学等的研究。,(7) AKR：白化。为高发白血病品系，对百日咳组织胺易感因子敏感。常用于肿瘤学和免疫学等的研究。 (8) 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。 （9）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。,2封闭群 (1) KM： 白化。该鼠特点是产量高，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，雄性好斗。广泛用于药理和毒理
12、研究以及生物制品检定。 3杂交一代动物(F1代) F1 代具有清楚的遗传背景和双亲特性,生活力强,实验重复性好,得到广泛应用。 4、突变系,常用小鼠品系近交系,C57BL/6,BALB/c,DBA,129,C3H,突变系小鼠,SCID小鼠,裸小鼠,封闭群小鼠,KM,NIH,昆明小鼠,长爪沙鼠（蒙古沙土鼠）,小鼠在生物医学中的选择应用,在生物医学领域中，小鼠因其自身的特点，是用途最广泛、使用量最大的哺乳类实验动物。 药物学研究和毒性试验 小鼠广泛用于药品的毒性试验及三致(致畸、致癌、致突变)试验。 1.药物筛选试验,小鼠常用于药物对疾病疗效筛选试验,如抗肿瘤药物,抗结核药物,抗疟疾药物等的筛选；
13、,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； 3.毒性试验和安全分析,如： 用于铅、苯、汞、矽、一氧化碳等职业性中毒的急性、亚急性和慢性毒性试验以及半致死量测定。,肿瘤学研究,1.近交系小鼠自发性肿瘤研究，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。,2. 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
14、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。,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。,传染性疾病研究,小鼠对多种病原体特别是病毒极为敏感，常用于研究这些病原体的发病的机理、临床症状及治疗。例如狂犬病、脊髓灰质炎、流感、脑炎、血吸虫病、疟疾、破伤风等的研究。,遗传学和遗传性疾病的研究,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
15、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。,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。 计划生育研究 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。,免疫缺陷小鼠在肿瘤研究中应用,免疫缺陷小鼠指由于先天性遗传突变或人工方法造成一种
16、或多种免疫系统成分缺陷的小鼠。 SCID小鼠是一种16号染色体上SCID基因发生突变的小鼠。其生理特征为既缺少T细胞、也缺少B细胞，血清中缺少免疫球蛋白，属于严重联合免疫缺陷小鼠，可进行异体肿瘤移植。,使SCID小鼠受到HIV病毒的感染，进行爱滋病相关研究。 纯系新西兰黑色小鼠（NZB）其自身免疫缺陷的病因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BALB/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。,不宜采用小鼠制作动物模型的实验研究,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：因为小鼠无呕吐反应。 动脉粥样硬化试验：因为小鼠不形成动脉粥样硬化。,大 鼠,属脊椎动物门、哺乳纲、啮齿目、鼠科、大鼠属。 褐色大鼠的变种，分布于欧洲、亚洲、中国北部。18世纪开始人工包头，19世
