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1、,第五章,第五章 常用实验动物的生物学特性及其应用,1.小鼠（ouse,Musculus） 2.大鼠(Rat,Rattus Norregicus)3. 豚鼠(Guinea pig,Cavia porcellus)4.兔(Rabbit,Oryctolagus cuniculus),第五章 常用实验动物的生物学特性及其应用,5.犬(Dog,Canis familiaris)6.猕猴(Monkey,Macaca mulatta)7.猪(Swine，Scrofa domestica)8.其它动物种类在生物医学研究中的应用,第一节 小鼠（use,Musculus）,一.主要生物学特性二.在生物医学研究中
2、的应用三.常用品种、品系,一.主要生物学特性,1.昼伏夜动:傍晚和黎明前最为活跃，采食交配多在此时，白天喜居较黑暗的安静环境； 2.胆小怕惊:小鼠性情温顺、容易捕捉、一般不会主动伤人，但成年雄性好斗； 3.喜欢群居:但雄鼠群居时易发生斗欧；,(一)习性和行为,4.喜欢啃咬:小鼠门齿生长较快、特别喜欢啃咬坚硬物品； 5.适应性差:小鼠体小娇嫩、不耐饥饿和缺水；对环境应性差，不耐冷热、强光和噪声，对疾病抵抗力差； 6.杂食性：但以粮食类作物为主。,1.外观：小鼠面部尖突、嘴脸前部有19根触须、眼大而鲜红、尾与体长相等、尾部覆有短毛和环状角质鳞片； 2.体型：在啮齿类实验动物中体型最小、最大体重40
3、-50g、体长11cm; 3.生殖系统：雌性为双子宫呈“y”型，卵巢被系膜包绕，不与腹腔相通，故无宫外孕，有对乳头,成年雄鼠睾丸下降到阴囊;,(二)主要解剖学特点,4.骨：由头骨、椎骨、胸骨、肋骨和后肢骨组成，牙齿16个，每侧上、下颌各有门齿1个和臼齿3个； 5.其它方面：食管内壁有一厚的角质化鳞状上皮，有利于灌胃操作，淋巴系统尤为发达，但腭和咽部无扁桃体，体温调节不稳定，巨核细胞的核较大，有时易被误认为肿瘤细胞，无黄骨髓，支气管以下无气管腺，无呕吐反应，无汗腺，尾是散热及维持平衡的主要器官,1.生长快：出生时体重仅1.5g，4-5wk即可达实验用体重18-22g； 2.生殖生理：繁殖力强、周
4、期短,性成熟35-60d、体成熟65-80d、生育期年、性周期4-5d、妊娠期19-21d、哺乳期20-22d、6-15只胎、年产4-5胎、有产后24小时内发情特点;,(三)主要生理学特点,3.生理数据：胃容量1-1.5ml、食料量2.8-7g/d、饮水量4-7ml/d、排粪量1.4-2.8g/d、排尿量1-3ml/d，体温38，呼吸频率163次/分，心跳频率625次/分； 4.染色体数量：2n=40， 5.寿命：2-3年。,二.在生物医学研究中的应用,1.药物研究 2.肿瘤学研究 3.遗传学研究 4.免疫学研究 5.病原体所致疾病的研究,6.计划生育研究 7.老年学研究 8.其他系统疾病研究
5、 9.不适宜做的研究,1.1药物安全性评价 常用于药物的急性、亚急性、慢性毒性试验以及最大耐药量的测定等，“三致”（致畸、致癌、致突变）试验也常用小鼠进行； 1.2生物制品的检定 广泛用于血清、疫苗等生物制品的检定； 1.3各种药物的效价测定，以及放射性同位素照射剂量与生物效应等试验；,1.药物研究,1.4药物筛选 常用于各种药物的筛选，如抗肿瘤、结核、疟疾药物的筛选;小鼠在氢氧化铵雾剂刺激下有咳嗽反应，是研究镇咳药的首选动物； 1.5药效学评价试验 常用小鼠作某些药物的药效学和副作用的评价，如用声源性惊厥的小鼠评价抗痉挛药物、机械压尾评价止痛药的药效;,小鼠广泛应用于癌、肉瘤、白血病及其他恶
6、性肿瘤的研究，常利用小鼠自发性或诱发性肿瘤模型，进行肿瘤病因、发病、防治及抗癌药物筛选研究；利用胸腺严重缺陷的裸小鼠接受人类各种肿瘤细胞的移入是研究人类肿瘤生长发育、转移和治疗的最佳实验动物；近交系小鼠中大约有244个品种或品系有其特定的自发性肿瘤，如AKR小鼠白血病发病率为90，C3H品系乳腺癌发病率高达90%-100%；可用致癌物如甲基胆蒽诱发小鼠胃癌和宫颈癌等；,2.肿瘤学研究,3.遗传学研究 小鼠由于基因突变可能导致某些遗传性疾病的发生，如小鼠黑色素病、白化病、家族性肥胖症、遗传性贫血、全身性红斑狼疮、侏儒症、尿崩症等，与人发病相似，可用来制作研究人类遗传性疾病的动物模型；,使用BAL
7、B/C、AKR等小鼠免疫后的脾细胞与骨髓细胞融合，用于制备和研究单克隆抗体；利用无胸腺裸小鼠(如BALB/C-NU裸小鼠)缺乏T淋巴细胞和T、B淋巴细胞联合免疫缺陷动物（如SCID小鼠）来制作免疫缺陷动物模型；,4.免疫学研究,5.在生物医学研究中的其它应用,5.1病原体所致疾病的研究 例如脊髓灰质炎、淋巴细胞性脉络丛脑膜炎、狂犬病、流行性感冒、沙门氏菌、疟疾、血吸虫等研究； 5.2计划生育研究 小鼠繁殖力强、周期短，雌性小鼠适合进行避孕药的抗生育、抗着床、抗早孕、抗排卵等研究； 5.3老年学研究 小鼠寿命短、个体差异小和价廉，常用于老年学研究，胶原蛋白老化常可作为机体老化的指标；,5.4其他
8、系统疾病研究 如癫痫、高血压、肺炎、肝炎、肝硬化、胰腺炎、放射病、快速心律失常等研究； 5.5不适宜做的研究 小鼠不适用于体温变化、呕吐、钩 端螺旋体病、动脉粥样硬化等研究，不适宜做慢性支气管炎模型及祛痰平喘药的疗效实验研究。,三.常用品种、品系,(一)近交系 1.BALB/c 2.C3H 3.AKR 4.C57BL/6J 5.DBA 6.其它品种、品系,(二)封闭群 1.昆明小鼠 2.NIH 3.ICR和LACA,(三)突变系 1. BALB/c-nu裸小鼠 2. SCID 3.其它(NOD 、SAMP等 ),一.近交系 1.BALB/c 白色，乳腺癌自发率低，但诱发率高，肺癌自发率，雌性2
9、6%,雄性为29%,对放射线照射极为敏感，易患慢性肺炎，有自发高血压症，老年鼠心脏有病变，雌雄鼠均有动脉硬化；对鼠伤寒沙门氏菌补体敏感，对麻疹病毒中毒敏感，对利曼原虫属、立克次氏体和百日咳组织胺易感因子敏感；,2.C3H 野生色，乳腺癌自发率为97%,肝癌自发率为85%，补体活性高，对狂犬病毒敏感，仔鼠下痢症感染率高，雄鼠对氨气、氯仿、松节油等甚为敏感，死亡率高，对炭疽杆菌有抵抗力；,3.AKR 白色，淋巴性白血病自发率雄性为76%-90%,雌性为 68%-90%，主要用于白血病研究；,4.C57BL/6J 黑色，常被认作“标准”的近交系，为许多突变基因提供遗传背景，乳腺肿瘤自发率低，难诱发乳
10、腺和卵巢肿瘤，有眼睛缺损，眼畸形20%，用可的松可诱发腭裂，发生率20%;对结核杆菌、百日咳组织胺易感因子敏感，嗜酒精性高，肾上腺素类脂质浓度低，对鼠痘病毒有一定的抵抗力，干扰素产量高，对放射性有抵抗力；,C57BL/6J,1909年C.C.Little用小鼠作毛色基因研究时培育而来。 DBA/2可用于营养与肝癌发生率关系的研究，35日龄听源性癫痫发作达100，对鼠伤寒沙门氏菌C5有抵抗力，对酒精过敏。也可作为许多瘤株的宿主：腺癌（M4823，663）、皮肤黑色素瘤（S91）、肉瘤（37）、粒细胞白血病（P1031）、白血病（P1534，L-210/8-AGB）、淋巴瘤（207，P-238）、
11、淋巴细胞肿瘤（P-288，P-388）、胸腺瘤等。,5. DBA 简介,6.其它品种、品系 AKR、CBA、A系、615、中国号(C-1)、津白号(TA1)等。,二.封闭群 1.昆明小鼠 白色，繁殖力、抗病力、适应性强，乳腺肿瘤发生率25%，广泛用于药理、毒理、病毒、细菌学及生物制品、药品的检定； 2.NIH 白色，繁殖力、抗病力、适应性强，常用于药理毒理研究和生物制品的检定；,3.ICR小鼠 特征及详细说明： Hauschka用Swiss小鼠群以多产为目标，进行选育，以后美国癌症研究所（Institute of Canceresearcch）分送各国饲养实验，各国称为ICR. 中国科学院遗传
12、研究所在1973年从日本国立肿瘤研究所引进，1979中国医学科学院分院动物中心（现本所）引进，1978年北京检定所引进，1983年上海计划生育研究所从瑞士苏黎世毒理学研究所引进。,ICR小鼠,品种特征：毛色白化。适应性强，体格健壮，繁殖力强，生长速度快，实验重复性较好，雌鼠自发性畸胎瘤和管状腺瘤发病率为0%-1%，是国际通用的封闭群小鼠, 我国从美国、日本、英国、瑞士等国引进的ICR，各群体之间在遗传特性方面不可避免地出现了一些差异，在应用时应注意。ICR/JCL小鼠是进行免疫药物筛选，复制病理模型较常用的实验动物。外周血象和骨髓细胞，具有较好的稳定性，是良好的血液学实验用动物。已广泛用于药理
13、、毒理、肿瘤、放射性、食品、生物制品等的科研、生产和教学。,(三)突变系,1.裸小鼠 包括有BALB/c-nu，NIH-nu、NC-nu、Swiss-nu、C3H-nu、C57BL-nu等，无毛、裸体、无胸腺，缺乏成熟的T淋巴细胞，但NK细胞活性高于一般小鼠，抵抗力差，易患病毒性肝炎和肺炎，因此，必须饲养在屏障系统中，广泛应用于肿瘤学、免疫学、毒理学等基础医学和临床医学的研究；, BALB/c-nu简 介：1973年丹麦的C.W.Friis在BALB/cA近交系小鼠中发现自发性突变的无毛小鼠，该突变小鼠胸腺发育不良，免疫T细胞缺失，而培育成了BALB/cA-nu。之后引至日本实验动物中央研究所
14、，1989年自日本实验动物中央研究所引入到中科院上海实验动物中心。,裸鼠的主要形态特征，表现为无毛、裸体和无胸腺。因此，不能将“裸鼠”与“无毛鼠”混为一谈；裸鼠足尖呈螺旋样畸形，成年雌鼠性周期不规律，卵巢小，用绒毛膜促性腺激素不能诱发排卵，雄鼠精子尾部呈盘旋状，因此受孕力极低，裸鼠出生三周后生长明显迟缓，由于无胸腺，致T淋巴细胞生成障碍，为免疫缺陷动物，死亡率高，寿命在15-26周。,裸鼠的主要形态和生理特点:,BALB/c-nu裸小鼠,2.SCID(severe combined immune deficiency,严重联合免疫缺陷)小鼠 胸腺、脾脏、淋巴结中的T、B淋巴细胞大大减少，细胞免
15、疫和体液免疫缺陷，广泛应用于免疫细胞分化和功能的研究，异种免疫功能重建，单克隆抗体制备，人类自身免疫性疾病和免疫缺陷性疾病的研究，病毒学和肿瘤学研究等。,3.SAMP小鼠快速老化动物模型系列:,1968年，京都大学Takeda等人在繁殖AKR/J系小鼠时发现部分小鼠表现有程度不同的脱毛、皮肤粗糙、白内障、行为障碍及生存期缩短等症状，随后筛选了表现明显衰老的AKR/J小鼠作为P系祖先，表现有正常衰老过程的KR/J小鼠作为R系祖先。根据生存曲线及老化度评分标准得出P系小鼠的衰老特征为快速老化。P系被称为快速老化小鼠,R系称为抗快速老化小鼠,3.SAMP小鼠快速老化动物模型系列:,目前，该品系共有1
16、2个亚系，SAMP系包括P 1、2、3、6、7、8、9、10、11，SAMR系包括R 1、4、5。统称SAMP和SAMR系为快速老化小鼠。8月龄时SAMP的老化度评分为7.97，为SAMR的2倍(3.94)。SAM属近交系小鼠，增龄过程中出现许多与衰老相关的功能紊乱，如免疫功能紊乱，肺泡扩张，听力损伤，退行性骨关节炎，骨质疏松，伴有或不伴有脑萎缩的学习记忆功能障碍等。,4.NOD小鼠生物学特性,通过病理学观察发现，NOD小鼠自身免疫性胰岛炎最早发生于4周龄，因而可能影响受孕率，导致早期发病小鼠不孕，发病较晚的小鼠受孕后平均初产天数、平均产仔数、平均离乳数、平均离乳率以及平均胎间隔都未受影响。对该品系小鼠的选种，宜将离乳幼鼠均予保留，发现亲代发病，则需及时交配。,NOD小鼠发病后，充分呈现该品系小鼠糖尿病的生理生化特征即：尿频、多饮、高血糖的症状。在几周的时间内，血糖迅速升高，饮水量剧增，大量地排尿，体重迅速下降，在这个过程中，患鼠血糖呈先迅速上升，后逐步下降，但仍维持高于正常值的状态，体重直线下降，最后昏迷而死亡。,
