实验动物学汇总-发讲义

《实验动物学汇总-发讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验动物学汇总-发讲义（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1动物福利的概念动物福利，就是让动物在康乐的状态下生存，其标准包括动物无任何疾病、无行为异常、无心理紧张压抑和痛苦等。基本原则包括：让动物享有不受饥渴的自由、生活舒适的自由、不受痛苦伤害的自由、生活无恐惧感和悲伤感的自由以及表达天性的自由。我国学者这一定义基本等同于国际公认的动物五大福利：不受饥渴之苦、不受困顿不适之苦、不受伤痛疾病之苦、不受恐惧和精神之苦和表达天性的自由。总之，动物福利包括物质和精神两个方面的内容。动物多样性为医学提供广泛的研究资源实验动物选择的原则和方法 总的原则应当包括以下 5 个方面： 1、遵循国际通用的“3R”要求。 3R 是指 Reduction(减少)、Repla

2、cement（替代）和 Refinement（优化） 。“减少”是指在满足实验的前提下，减少实验用的动物和实验的次数；“替代”是指尽可能采用可以替代实验动物的替代物，如用细胞组织培养方法，或用物理、化学方法代替实验动物的使用。 “优化”是指对待实验动物和动物实验工作应做到尽善尽美。2、依微生物和寄生虫学标准选择实验动物。通常要求选用清洁级或 SPF 的实验动物，原因是这种实验动物排除了人兽共患疾病，排除了实验动物本身的重要传染病，也排除了明显影响实验研究的相应微生物和寄生虫，使实验研究处于没有或很少有生物干扰的情况下进行。排除这些干扰有利于实验的顺利进行和获得可靠的数据，同时，尽最大可能保证了

3、实验人员的健康。3、依遗传学特性选择实验动物。实验动物要求遗传背景清楚，基因型决定表现型，了解实验动物遗传特性，如选择近交系、突变系、封闭群、杂交系及转基因动物去进行研究实验，它们的遗传组成、生理变化、寿命、疾病、解剖、药物反应、免疫、对病原体的感受性和生殖等方面表现出不同特性。如近交系 BALB/c 和其他品系在存活期、自发肿瘤、对药物反应和生殖上都有明显的差异。实际上，从遗传观点来选择动物就是从分子生物学角度来选择实验动物。4、依生物学特性选择实验动物。即选择生物学特性相近的动物进行比较研究。非人灵长类动物更接近人类，在生殖学、解剖学和生理学等方面有很好的参考价值。某些实验动物可能在某些方

4、面具有相近的特性，都可进行实验研究。动物种类不同，其效果亦不相同。5、依实验目的和特殊要求方面选择实验动物。基因工程动物的研究越来越多，比如由于小鼠具备天生的遗传生殖特性，相对容易制备各种转基因动物、基因工程模型等，因此，在遗传、分子生物学等方面的研究往往选择小鼠。值得注意的是，常用实验动物相关试剂也不尽相同，应考虑实用性。另外，动物性别、年龄、体重、营养状况和饲养环境等都是选择实验动物的考虑因素。大鼠的选择和应用1.大鼠的生物学特征和小鼠类似，是昼伏夜动的杂食动物。2. 喜啃咬，性情较温顺，抗病力强。3. 大鼠的汗腺不发达，仅在爪垫上有汗腺，尾巴是散热器官，大鼠在高温环境下，靠流出大量的唾液

5、来调节体温。4. 大鼠的嗅觉灵敏，对于空气中的灰尘、氨气、硫化氢极为敏感，易患肺炎或进行性肺组织坏死而死亡。5. 大鼠对噪音敏感，噪音能使其内分泌系统紊乱，性功能减退，吃仔或死亡。6. 大鼠对湿度要求严格，室内应保持相对湿度40%-70%，如空气过于干燥，易发生环尾病，可发展为尾巴节节脱落或坏死。7. 大鼠对营养缺乏非常敏感，特别对氨基酸、蛋白质、维生素的缺乏十分敏感。8. 大鼠的肝脏再生能力强，无胆囊，不能呕吐。9. 生长发育期长，长骨长期有骨骼线存在，不骨化。10. 大鼠的垂体、肾上腺功能发达，应激反应敏感，行为表现多样，情绪敏感。大鼠的性周期为 4-5 日，分 4 个时期。发情前期（第

6、1 日） 、发情期（从第 1 日到第 2 日） 、发情后期（第 3日）及发情间期（第 4 日） 。 通常通过阴道涂片，观察阴道细胞图象标本的变化来确定：发情前期：以有核上皮细胞为主，少量角化上皮细胞，见不到白细胞。发情期：主要为角化上皮细胞或角化上皮细胞团。发情后期：大量白细胞，混有少量有核上皮细胞。发情间期：以上皮细胞为主，混有少量无核上皮细胞。犬的生物学特点：比格犬是近代培育成的国际公认专用实验犬，比格犬所以被广泛的用于实验研究，是由于它具备如下特点：1. 性情温顺，易于抓捕和调教；2. 体型小，短毛（花斑色）利于实验操作；3. 遗传性能稳定，在研究工作中为了2要得到重复性好的实验数据，需

7、要动物遗传素质好而稳定。4. 品种优良，一般没有遗传性疾患等；个体反应的一致性，表现为形态和体质均一。医学研究对实验动物的要求标准化实验动物是指有清楚的微生物、寄生虫学背景(即体内病原微生物，寄生虫的携带状况)和遗传学背景(即品系和品种)的实验动物。根据病原微生物、寄生虫对实验动物致病性和危害性的不同， 将实验动物分成四个等级：1. 普通级实验动物(Conventional animal，CV) 体内必须排除人兽共患病和烈性动物性传染病病原微生物及寄生虫。例如，小鼠应排除沙门氏菌，皮肤真菌，淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒，流行性出血热病毒，弓形体及体外寄生虫。这类动物只适用于教学示范，不可用于科研

8、性实验。2. 清洁级实验动物(Clean animal, CL) 必须在普通级实验动物的基础上再排除实验动物特有的对动物危害大和对科学研究干扰大的病原微生物及寄生虫。例如，小鼠应排除 8 种病原菌，5 种病毒，7 种寄生虫。这类动物在我国作为标准实验动物，可用于科研性实验。3. SPF 实验动物(Special pathogen free animal，SPF) 必须在清洁级实验动物的基础上再排除特殊病原微生物, 通常指广泛存在于自然界, 对实验动物致病力较低的条件致病微生物及寄生虫（潜在感染或条件致病）或严重干扰实验结果的病原微生物及寄生虫。例如，小鼠应排除 13 种病原菌，11 种病毒，1

9、0 种寄生虫。这类动物是最理想的实验动物，也是国际标准级实验动物，广泛用于科研性实验研究。4. 无菌实验动物(Germ free animal，GF) 体内不存在任何可检测到的微生物及寄生虫。应该强调的是无菌动物必须是生来就是无菌的动物，而不是无菌状态的动物。本级动物包括息生动物(Gnotobiotic animal)，也称为已知菌动物(Animal with known bacterial flora)。这类动物一般用于特殊科研性实验。实验动物微生物、寄生虫学质量监测：对于一定的动物群体, 预先确定作为检查对象的微生物种类, 定期检查以确认其微生物状态, 这一过程被称为实验动物微生物、寄生虫

10、学监测。实验动物遗传学概念及其质量监测实验动物交配类型包括：纯交相同纯合子之间的交配；杂交不同纯合子之间的交配；回交杂合子和纯合子之间的交配；互交-杂合子之间的交配。实验动物的遗传分类： 实验动物品系依遗传学主要分二大类：远交类型和近交类型。1 远交类型实验动物品系包括：1） 远交原种(Outbred stock)：又称非近交系(Noninbred strain)，封闭群(Closed colony)和随机交配原种(Random-bredstock)。长期隔离的一个群体中，个体之间随机交配繁育达 4 代以上培育的实验动物。常见的有：NIH, ICR, (Kunming)KM 小鼠；Wistar

11、, SD 大鼠；Dunkin Harley 豚鼠；New Zealand 兔。2） 突变原种(Mutant stock)：远交原种中的基因突变，或导入单个或数个突变基因。2 近交类型实验动物品系包括：1） 近交系(Inbred strain)：兄妹交配 20 代以上而培育的具有极高的遗传纯合性的实验动物。每个个体有98.6%的遗传位点是纯合的。常见的近交系实验动物有：BALB/ c, C3H, C57BL,TA1, TA2,615, DBA/2 小鼠；F344, SHR, LEW, ACI 大鼠。2） 杂种一代(F1 hybrid)：两个近交系杂交后的第一代动物，遗传组成均等来自两个亲本近交系

12、。3） 重组近交系(Recombinant inbred strain)：两个近交系杂交后的第二代杂种动物随机进行个体近交繁殖，兄妹交配 20 代以上而培育的实验动物。4） 突变同源近交系(Coisogenic inbred strain)：近交系中某位点基因突变而成为另类近交系。5） 同源近交系(Congenic inbred strain)：将一特定基因导入某个近交系。6） 分离近交系(Segregating inbred strain)：用特定的交配方法使一个或几个已知位点上的基因呈杂合状态而育成的近交系。实验动物品系维持： 一种实验动物品系建立后，应保证其遗传特征长期传代不变，即实验动

13、物品系的维持，这个过程也称为保种。在保种过程中，应重点注意：1 影响远交系保种的可能因素 这些因素可能导致一种品系遗传组成发生改变，包括：1） 遗传污染 指一品种实验动物与外来个体发生杂交。32） 遗传飘变 少量动物群内保种过程中因抽样交配发生遗传歧变(Genetic divergence)。3） 近交现象 少量动物群内保种过程中增加近交机会，纯合子增加，也可能发生基因丢失。4） 基因突变 动物群内保种过程中发生单个或多个基因突变。5） 人工选择 人为的选择遗传特征而交配繁殖。2 影响近交系保种的可能因素1） 遗传污染 与外来个体发生交配完全改变原有的遗传特征。2） 基因突变 基因突变导致近交

14、系的个别位点上形成差异。3） 残余杂合性 残存的杂合基因近交后，在不同群体中变成纯合状态，与原品系出现差异。3 亚系分化(Substrain differentiation) 保种过程中，一个品系因长期处于分离 状态而发生遗传组成的歧异(Genetic divergence)改变，依这种改变程度不同而表现出新的品系特征，视为亚系分化。实验动物遗传学监测：通过实验室工作检测实验动物品系的遗传组成及其变化，而使每种实验动物品系保持遗传特征稳定不变。遗传概貌(Genetic profile) ： 遗传概貌是指用各种方法和技术对各种品系的遗传特性进行检测后的数据汇总, 也是基因标记表型的汇总。动物生物

15、安全实验室的防护要求 ：和生物安全实验室一样，动物生物安全实验室主要根据所研究病原微生物的危害评估结果和危害程度分类命名为一级、二级、三级和四级动物生物安全水平（表） 。根据动物生物安全等级，在设计特征、设备、防范措施方面的要求的严格程度也逐渐增加，下表汇总了有关的要求，其所有指标具有累加性，即高等级标准中包括低等级的标准。表 动物生物安全实验室的防护要求病原危害程度分类 防护水平 实验室操作和安全设施第四类 ABSL-1 限制出入，穿戴防护服和手套第三类 ABSL-2 ABSL-1 的操作内容加上：危险警告标志。可产生气溶胶的操作应使用级或级 BSC。废弃物和饲养笼具在清洗前先清除污染。第二

16、类 ABSL-3 ABSL-2 的操作内容加上：进入控制。所有操作均在 BSC 内进行，并穿着特殊防护服。第一类 ABSL-4 ABSL-3 的操作内容加上：严格限制出入。进入前更衣。配备级 BSC 或正压防护服。离开时淋浴。所有废弃物在清除出设施前需先清除污染。生物安全保护措施：动物生物安全实验室主要通过设施（facilities） 、设备（equipment） 、人员防护（practices）的有效结合实现三层保护原则。 （1）防护设施（secondary barrier，二级屏障）：实验室的设施结构和通风设计构成二级物理防护。二级防护的能力取决于实验室分区和室内气压，要根据实验室的安全要求进行设计。一般把实验室分为洁净、半污染和污染三个区。实验室的墙壁保持密闭，空调通风的气流方向永远保持：外界HEPA洁净区半污染区污染区HEPA外界。 （2）防护设备（primary barrier，一级屏障）：包括各级生物安全柜和个人防护器材。个人防护器材包括口罩、面罩、护目镜、各类防护衣、帽、裤、鞋、靴