实验动物学－何成课件

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1、实验动物研究发展和实验动物法规,报告人：何诚 副教授 理学博士 中国农业大学实验动物研究所,一、 实验动物学的概念与基本内容,实验动物:指人工饲养，对其携带的微生物实行控制，遗传背景明确或来源清楚的，用于科学研究、教学、生产、检定及其他科学实验的动物。,实验用动物：用于科学实验的各种动物，包括从野外捕捉回来供实验用的野生动物。,实验动物内容,1.Laboratory Animal Science 2.Comparative medicine 3.Laboratory Animal medicine 4.Animal experiment technique,内容提要,1.国内外实验动物科学发展

2、.实验动物相关政策法规。 2.大小鼠、豚鼠、仓鼠、兔、犬、猫、猴子和猪生物学特性、应用范围、管理。 3.开放系统、屏障系统和隔离系统；环境与实验动物；洁净设施及其管理；,4实验动物微生物、寄生虫质量控制 5饲料与营养 6 影响实验动物和动物实验的因素 7动物模型 8动物实验技术 操作技能、动物的处死和感染废物安全处理,参考书目 孙靖主编.实验动物学讲义.北京.1999年 李厚达主编.实验动物学，2001.农业出版社 魏泓主编，医学实验动物学，四川科学技术出版社，四川，1998年 王建飞、陈莜侠译.实验动物饲养管理和使用手册. 1997，上海科学技术出版社,网站： 中国实验动物信息网 www.L

3、 中国生物制品检定所 北京科研条件信息网实验动物系统 广东实验动物网 国家啮齿类实验动物种子中心 ,第二讲 实验动物事业的定位,19世纪是化学的世纪（周期表），20世纪是物理学世纪（核裂变、聚变）， 21世纪则是生命科学的世纪。实验动物事业在新世纪中扮演什么角色？ 1生命科学研究的支撑条件。由于生命现象的复杂性，使实验动物不可能被替代。也可以讲：没有实验动物则生命科学的研究立刻就停板。 2生命科学研究的前沿哨兵。动物医学是生命科学的基础之一，比较医学把它扩展成为广义医学（Comprehensive Medicine），在不能用人进行科学实验的最低伦理要求线上，实验动物代替人类本身，披荆斩

4、棘、舍身奉献，验证一个又一个生命科学真理。,实验动物的应用范围,1科学实验的载体。如：果蝇之于遗传学、狗之于生理学、小鼠之于微生物学。 2疾病动物模型。自发性动物模型、诱发性、转基因动物模型，人的乙型肝炎模型使用鸭肝炎病毒、乙肝病毒肝癌细胞株在裸鼠传代。 3生物学检测工具。如热原、LD50、病原分离等。,4 生产药物 转基因生物发生器是药物工厂，活的反应罐。生物制品所用原料亦属此类。 5 器官移植供体 转基因猪就可以为人类提供角膜、皮肤、血管、肝、心、肾、胰等救命器官。 6 军事用途 化学战、生物战的杀伤效果和防护，不能用人试验。美国的化学战中心就有设备极先进的动物中心。,比较医学（Compa

5、rative Medicine）,西方医学可以上朔到亚力斯多德和加伦，但几千年发展并不快，直到18世纪实验医学问世，只用了100多年时间就发展出来现代医学。实验医学的核心是用动物建立疾病模型和精确的化验结果。 比较医学在疾病控制方面贡献是很大的，史册中有千百事例。结核病、布氏杆菌病、钩体病、都有很好经验。它的名词解释是：“对不同物种的同一病原（病因）所导致的疾病发生、发展和转归进行类比，以求得此病原（病因）所致疾病的四维立体全息图象。”它包括比较解剖学、比较组织学、比较生理学、比较病理学、比较药理学、比较毒理学、比较免疫学、比较流行病学、比较心理学、比较行为学等。,第三讲 国内实验动物的发展史

6、,1955年培育昆明小鼠（中国1号，C1），天津培育出TA1（1955）、TA2（1963）、615小鼠。 1980年 美国马里兰大学比较医学系徐兆光教授举办第一个全国高级实验动物学习班 1983-1999 建立四个（北京、上海、天津、云南）国家级实验动物中心 1985年北京农业大学成立实验动物专业 1987年成立中国实验动物学会 1988年国家科技部2号令 颁布实验动物管理条例,实验动物国内发展,1989年在组织机构建设，各省、自治区、直辖市相继建立了实验动物中心，专业研究室、动物实验室。 1990年培育了多个新品系，联合免疫缺陷动物、中国白化地鼠、中国小型猪培育成功。 1998年 国家实验

7、动物种子中心（北京、上海） 国家实验动物质量检测中心 2001年国家遗传工程小鼠资源库（南京大学、扬州大学） 2002年 实验动物管理条例重新修订,国外实验动物发展史,1909年美国杰克逊研究所，Li.Ttle近亲繁殖法培育成功DBA近交系小鼠，“美国老鼠人”Clarence Cook Little。 （The Jackson laboratory)，世界遗传学研究中心 1913年Bagg培育出BALB/C小鼠。 1928年1930年研制成功金属隔离器。 1936年美国培育出无菌鸡。,1956年成立国际实验动物科学委员会（ICLAS），1987年中国被子接纳为成员 1957年研究出塑料薄膜隔离

8、器，推动了无菌动物发展。 1959年培育出无菌小鼠。 1961年加拿大动物管理委员会。1967年成立美国实验动物科学协会（AALAS） 1963年免疫缺陷动物培育成功。 Charles River laboratory世界上最大的实验动物公司，美国8个、其它18个国家合资公司，美国60%和欧洲80%市场。 转基因和遗传定位修饰建立动物模型,培育品种多样化：近交系小鼠252种，大鼠100种，豚鼠10种，家兔38种，突变系小鼠146种，大鼠22种，豚鼠4种。 管理设施方面：标准化、现代化、设备与器具，饲养已系列化生产，并有庞大的技术队伍。,人类基因组计划与模式化实验动物建立,人与小鼠的差别 200

9、0.6.20人类基因组测定完成. 小鼠30亿个核苷酸序列,3万个基因,与人的同源性高达90%.黑猩猩98-99%的结构基因和蛋白是相同的,人与猿区别在那里? 1遗传、发育和进化的综合研究 动物整体-基因组-蛋白质组(功能基因组 )-整体 2基因组结构与遗传语言 海胆内胚层发育调控基因Endo16启动子的功能发现-基因组顺式调控逻辑系统提供了思路。 3生物优势性状的研究 产肉、产蛋、产奶基因的基因组扫描。太湖猪影响产仔的主要基因，雌激素受体基因（ESR）和促卵泡素（FSH）亚基基因。 4病原体基因组工程：141个病毒（最大痘苗病毒、天花病毒）、酵母、大肠杆菌、幽门螺杆菌、麻风杆菌、血吸虫。,我国

10、实验动物科学的发展,小鼠基因组的研究 小型猪克隆技术和应用 治疗性克隆技术,小鼠基因组的研究,国家863疾病动物模型研发中心：通过对小鼠基因组的改造和操作，制备疾病动物模型。 高通量基因敲除技术：利用慢病毒载体构建转基因小鼠。,我国小型猪转基因技术,转人血红蛋白技术 转人皮肤基因技术 人体器官克隆技术,治疗性克隆技术,将病人体细胞核移植到去核的卵母细胞中，在核重新编码后，供体体细胞核重新获得发育的全能性，并可能启动胚胎发育，产生携带有病人基因组的多潜能干细胞；然后，经过诱导分化成各种类型的替代细胞，来修复损伤组织或器官的过程。,病原体基因组到药物开发图,病原体基因组序列分析 基因鉴定 寻找同源

11、性序列 同源性基因 独特性基因 体内表达技术 基因指纹图 比较分析 基因敲除分析 诊断试剂 抗菌素开发 疫苗研制,禽流感新型疫苗研究思路,禽流感H5N1病毒保护性蛋白H和N蛋白基因 鸡痘病毒载体 病毒弱毒化 鸡胚繁殖 收集病毒 转基因疫苗灭活 免疫鸡、鸭子、鹅,动物保护运动和动物福利的兴起,动物福利主义: 1868年实验动物福利中心，是世界最大动物保护组织，1926年英国伦敦大学成立动物福利大学联合会。 1951年成立动物福利研究所，促进人道对待实验动物，强调动物的社会性、运动和环境的重要。 动物保护主义：美国慈善协会、美国人道主义社团（HSUS），动物行动主义分子整装待发。加强法规及其设施，

12、提高各科研机构透明度和责任心；制止蔑待动物。,动物保护主义的来历,几乎是在实验医学出现的同时，反对“虐待”动物或干脆禁止用动物进行医学实验的浪潮就一波接一波出现了： 1866年美国防虐待动物组织成立（ASPCA）。 1877年美国善待动物组织出现（AHA）。 1883年美国抗活体解剖动物组织成立（AAVSS）。 1952年动物福利组织成立（AWI）。 1954年美国人道主义团体成立（HSOS）。 上述组织多年来多次企图迫使通过立法、禁止在科研和教学中使用动物，但未得逞。但引起科技界的警惕，也促使动物设施条件有所改善，实验设计和操作有改进。目前美国国内的形形色色动物保护组织有3000多个，有温和

13、的也有激进的。,伦理向科学叫板 1975年英国人辛格（Peter Singer）所著动物解放Animal Liberation出版，这本书被尊为“动物保护运动的圣经”和“生命伦理学的经典之作”，重版26次，译为20多种文字，发行面极广。他认为动物实验是人类对非人类的暴行，比之以当年白人对黑人的暴行。他认为这是“物种歧视”、它与“性别歧视”、“种族歧视”等属同一类型。他最后提出推行“素食主义”。 本书有中文译本。作者特别写了“致中国读者”一文向动物性食品生产和消费大国的人们致意，希望减少肉食、保护健康。而他影响最大的对动物实验的冲击却不曾提起，更没有说出因他的这本书引出了全世界的“动物解放运动”

14、，,动物保护主义反对科学的例证,行为学、心理学实验（电击试验）：导致动物发抖、惨叫、畏缩、大小便失禁、咬撞器材。 减压病试验。 毒物试验：LD50，吸入毒气试验，毒液浸泡试验、点眼试验。 中暑试验。 辐射试验。 兵器试验。 杀伤性休克试验。 毒品、迷幻药材药瘾试验。 眼眶取血，暴力处死。,动物保护主义反对畜牧业,1 笼养鸡（欧共体已有几个国家禁止）。 2 淘汰小公鸡残暴处死。 3 阉割、去势、断喙、烙印。 4 击头屠宰、活体倒挂放血。 5 禽类倒挂运输。 6 囚禁式养猪。 7过量使用激素。 8 强迫进食或禁食。 9 活体采熊胆、割鹿茸。 10 限制动物五种自由： 转身自由。 舔梳自由。 站起自

15、由。 卧下自由。 伸腿自由。,动物保护主义干预生活,反对吃肉、推崇素食主义 反对吃生猛海鲜。 反对粗暴马戏训练 反对动物园猛兽吃活羊。 反对穿裘皮，反对穿皮鞋 反对滥猎。 反对恐吓动物、谩骂动物。 反对用贬低动物字眼骂人，如“禽兽不如”、SOB（狗养的）等。,Photo 1*: “Solitary confinement is a severe punishment even for monkeys“,Photos 3 Being housed in a single-cage is boring and depressing for any social animal, particular

16、ly for intelligent animals such as primates (photo 4).,实验动物替代研究,1959年英国生物学家William Russel 和Rex Burch提出Replacement、Reduction 、 Refinement。距今有40年历史。 Replacement：其原来是指使用无知觉(non-sentient)材料的科学方法来代替有知觉的(conscious)脊椎动物的方法.,AWIs Goals Strict enforcement of the Animal Welfare Act - the major federal statute on protection of animals - is a primary goal of the Animal Welfare Institute. Random