第六章 常用实验动物 第一节 小鼠 第二节 大鼠 第三节 仓鼠 第四节 长爪沙鼠 第五节 豚鼠 第六节 兔 第七节 犬 第八节 小型猪 第九节 非人灵长类实验动物 第十节 其他实验动物 实验动物各论的讲课要点实验动物各论的讲课要点 一 生物学特性 一 习性和行为 二 主要解剖学特点 三 主要生理学特点 二 在生物医学研究中的应用 三 常用品种 品系 四 饲养管理要点 第一节 实验小鼠 概况 在一亿两千五百万年到七千五百万年前 白垩纪时 代 小鼠和人类有共同的祖先 约六百万年前形成 了小家鼠种 Mus Musculus 人类和几种模式生物之间的进化关系人类和几种模式生物之间的进化关系 在动物分类学上 小鼠 Mouse 属于哺乳 纲 Classis Mammalia 啮齿目 Order Rodentia 鼠科 Familia Murinae 小 鼠属 Genus Mus musculus 小家鼠种 Species musculus 动物 染色体数2n 40 19世纪小鼠作为观赏动物饲养 20世纪初开始应用于实验研究 1900年Castle首先将小鼠用于遗传学研究 1909年Litter等培育出世界上第一个近交系小鼠DBA 1948年Snell培育出与H 2基因相关的同类系 获得 诺贝尔奖金 1962年Issacson发现裸小鼠 1982年Ricard Palmiter制备成功转基因小鼠 1987年Martin Evans等制备出第一只基因敲除小鼠 2005年以C57BL 6J为代表的小鼠 基因组测序的完成 是品系最多 使用量最大 使用 最广泛 研究得最透彻的一种实 验动物 生物医学研究离不开小鼠 生物医学研究离不开小鼠 2007年10月10日 Martin Evans Mario Capecchi Oliver Smithies 共享诺贝尔医学奖 以表彰他们在生 命科学领域里做出 的卓越贡献 1 最小的哺乳动物之一 25 40g 具有繁殖力强 生殖周期 短 个体小等特点 2 生物进化上与人类接近 胎盘形成和早期胚胎发育 组织 器官结构和细胞功能与人类相似 3 小鼠的基因组与人类基因组有很高的同源性 小鼠基因总 数与目前已知的人类基因数量相近 约为3万个左右 人 类99 的基因存在于小鼠 基因同源性高达78 5 基因组93 的区域基因排列顺序与人类相同 90 以上的小 鼠和人类基因组分布在相应的保守区域里 一些基因的功 能可类推到人类 因而基因的突变导致表型的改变和病理 变化可作为极好的人类疾病动物模型 用来阐明人类基因 的功能 小鼠广泛使用的理由小鼠广泛使用的理由 4 小鼠近交品系 500余个 自发性突 变和遗传工程小鼠模型多等特点 因 而被广泛应用于生命科学的各个领域 5 迄今为止除了人以外 小鼠是唯一建 立胚胎干细胞 ES细胞 在体外培养 的哺乳动物 而ES细胞是进行基因修 饰和遗传操作的最重要的手段之一 6 6 小鼠基因组测序计划已完成 小鼠基因组测序计划已完成 7 7 基因组改造的技术手段成熟 基因组改造的技术手段成熟 一 生物学特性 一 习性和行为 1 胆小怕惊 2 昼伏夜动 3 喜群居 4 适应性差 5 喜啃咬 二 主要解剖学特点 1 外观和体型 体型最小 出生时体重仅 1 5g 体长2cm左右 6周龄达18 30g 成 年小鼠最大时可达30 40g 体长11cm左右 2 尾长约与体长相等 3 盲肠不发达 4 骨髓为红骨髓而无黄骨髓 终生造血 5 雌性小鼠为双子宫型 呈 Y 形 卵巢 有系膜包绕 不与腹腔相通 故无宫外孕 6 小鼠皮肤无汗腺 散热靠尾巴 三 主要生理学特点 生长发育指标 生长期短 成熟早 繁殖力强 0日龄 出生时1 5g 体长20mm 赤裸无毛 身体成半透明 眼紧闭 两 耳贴皮肤 嗅觉 味觉敏感 3日龄 皮肤出现毛色 4 6日龄 双耳张开耸立 7 8日龄 开始爬动 9 11日龄 听觉发育 被毛长齐 12 14日龄 睁眼 开始采食饮水 四处活动 21日龄 离乳 性成熟 45 60日龄 35 45日龄 体成熟 70 80日龄 65 75日龄 发情周期 4 5天 妊娠期 19 21天 哺乳期 20 22天 生育期 1年 寿命 2 3年 小鼠性周期阴道分泌物涂片变化小鼠性周期阴道分泌物涂片变化 阶 段 持续时间 h 涂片可见 卵巢变化 动情前期 9 18 大量有核上皮细胞 卵泡加速生长 少量角化上皮细胞 动 情 期 6 12 满视野角化上皮细胞 卵泡成熟 排卵 少量有核上皮细胞 动情后期 30 48 角化上皮细胞及白细胞 黄体生成 动情间期 36 42 大量白细胞及少量粘液 黄体退化 阴栓 雌雄小鼠交配后 在雌鼠阴道口形成白色的阴道 栓 有防止精液流出 提高受孕率的作用 阴栓是确认小鼠受孕的标志 有阴栓的小鼠记为妊 娠0 5天 动情前期 大量有核上皮细胞动情期 满视野角化上皮细胞 动情后期 角化上皮细胞及白细胞动情间期 大量白细胞及少量粘液 ICR小鼠的生长曲线BALB c小鼠的生长曲线 生长曲线 以小鼠出生后不同周龄 一般为3 15 周 为横轴线 相应体重为纵轴线 得到不同品系小 鼠的生长曲线 品 系 初生1周2周3周4周5周6周7周8周 KM BALB c C57BL 6 615 C3H 2 01 1 95 1 46 1 40 1 44 1 40 1 58 1 58 1 44 1 44 5 82 5 54 3 50 3 35 3 50 3 42 4 64 4 64 4 40 4 40 8 35 7 90 5 60 5 50 5 60 5 55 7 96 7 96 7 70 7 70 14 80 13 55 7 40 7 32 6 90 6 40 9 83 9 83 9 70 9 70 22 60 21 35 12 45 11 60 12 57 12 20 19 00 15 75 13 30 12 10 33 25 27 90 16 10 14 75 18 10 16 90 22 58 20 75 17 20 15 20 39 25 32 80 17 40 15 60 20 50 18 40 25 96 21 88 20 00 17 80 39 90 34 07 18 65 16 10 21 60 19 00 27 96 23 12 21 20 18 00 40 05 34 80 20 25 18 16 22 40 20 25 28 83 24 16 22 30 19 27 不同日龄小鼠体重情况 单位 不同日龄小鼠体重情况 单位 g g 在体成熟前 我们可以用体重表示动物的年龄 或用 年龄估算动物的体重 主要生理指标 体温 37 39 呼吸 140 210次 min 心率 310 840次 min 血压 收缩压17 73 21 33 kPa 舒张压13 60 14 66 kPa 白细胞计数 总数 8 4 5 1 11 6 109 L 中性白细胞 17 9 6 7 37 2 淋巴细胞 69 63 75 单核细胞 1 2 0 7 2 6 嗜酸性细胞 2 1 0 9 3 8 嗜碱性细胞 0 5 0 1 5 红细胞计数 8 7 10 5 1012 L 血小板 600 100 1000 109 L 胃容量 1 0 1 5ml 一般灌胃量为0 2ml 10克体 重 日摄食量 2 8 7 0g 日饮水量4 7ml 成人正常值 白细胞总数 4 10 109 L 中性粒细胞 50 70 淋巴细胞 20 40 单核细胞1 8 嗜酸性粒细胞 0 5 5 嗜碱性粒细胞 0 1 二 在生物医学中的应用 一 药物研究 1 药物安全性评价 用于异常毒性 急性 毒性 亚急性毒性试验 半数致死量测 定 最大耐药量测定 致癌 致突变 生殖毒性试验等 2 药物筛选 3 药效学评价试验 4 生物制品的检定 二 肿瘤学研究 进行肿瘤病因 发病机理 防治及 抗癌药物筛选的研究 1 自发肿瘤 2 诱发性肿瘤 3 人癌细胞移植 三 遗传学研究 1 遗传学分析 2 基因研究 利用重组近交系 同源突变 近交系和遗传工程小鼠 转基因小鼠 基因敲除 敲入小鼠 基因突变小鼠 染色体工程小鼠等 进行基因功能 表 达和调节的研究 3 突变系疾病动物模型 四 感染性疾病的研究 1 病毒性疾病 2 细菌性疾病 3 寄生虫疾病 五 免疫学研究 1 制备单克隆抗体 2 用免疫缺陷小鼠研究淋巴细胞的功能 3 利用小鼠对病原体的敏感性进行病原体与宿主 免疫系统相互作用等方面的研究 六 老年病研究 在老年病实验研究中的使用仅次于大鼠 用于老 年病的发病机理 表现以及防治研究 日本京都 大学培育成功快速老化模型小鼠 senescence accelerated mouse SAM SAM系列中的一个品 系在4 6月龄以前与普通小鼠的生长一样 4 6月 龄以后则迅速出现老化诸特征 该小鼠是研究老 年病的理想动物模型 七 其他疾病研究 1 神经系统疾病 如亚急性坏死性脑脊髓病 癫痫可用小鼠进行 2 呼吸系统疾病 小鼠是研究镇咳药的首选动物 3 消化系统疾病 4 计划生育 三 常用的品种 品系 一 近交系 1 BALB c 白化小鼠 主要生物学特征 乳腺癌发病率低 对放射线敏感 有自发性心血管病变 主要用于免疫学研究和单克隆抗体的制备 三 常用的品种 品系 一 近交系 2 C57BL 6J 黑色 主要生物学特性 乳腺癌自然发病率低 对放射线中度抵抗 对结核杆菌敏感 雌性经超排后 排卵数多 遗传背景清楚 基因组测序完成 常用于转基因小鼠的制备和肿瘤学 遗传学的研究 三 常用的品种 品系 一 近交系 3 C3H 野鼠色 agouti 特性 9 10 月龄雌鼠中乳腺癌自发率85 100 雌性鼠对氯仿 松节油敏感 补体活性高 干扰素产量低 老年鼠常见膀胱扩张 肝癌和自发形成骨肉瘤 主要用于肿瘤学 生理学 核医学和免疫学的研究 三 常用的品种 品系 一 近交系 4 DBA 2 淡棕色 主要生物学特性 雌性鼠乳腺癌发病率为31 66 白血病发病率6 8 35日龄听源性癫痫发作达100 常用于肿瘤学 遗传学和免疫学的研究 目前绝大多数实验小鼠品系是国外培育的 并得到 国际小鼠遗传命名委员会的承认 我国自己培育的小鼠品系 昆明种小鼠 封闭群 原型为Swiss小鼠 1946年 从印度引进到昆明 1952年运送到北京生物制品所 1954年由北京分送到上海生物制品所 并分送到各地 615品系 近交系 1961年中国医科院血液病研究 所培育 TA1 TA2 近交系 1962年天津医科大学肿瘤所培 育 三 常用的品种 品系三 常用的品种 品系 三 常用的品种 品系 二 封闭群 1 昆明种 白化小鼠 主要生物学特征 繁殖率和存活率高 抗病率和适应性强 雌性小鼠乳腺肿瘤发病率25 广泛用于药理 毒理 病毒和细菌学 研究 以及药品 生物制品的检定 三 常用的品种 品系 二 封闭群 1 ICR 白化小鼠 主要生物学特征 繁殖力强 母性好 体型较昆明种小鼠大 广泛用于药理 毒理 病毒和细菌学研究 以及药品 生物制品的检定 转基因小 鼠的胚胎移植 四 饲养管理要点 1 保持饲养室内温湿度稳定 2 给料给水 提供足够的饲料和饮水 自由摄 取 3 定期更换垫料和清洁卫生 4 观察记录 小鼠外观健康标准 1 食欲旺盛 2 眼睛有神 反应敏捷 3 被毛光滑 肌肉丰满 活动有力 4 眼 耳 鼻 肛门等处无分泌物 5 粪便呈颗粒状 第二节 大鼠 大鼠 Rat 属于哺乳纲 啮齿目 鼠科 大家鼠属 Genus rattus 大家鼠种 Species rattus norvegicus 的 动物 学名褐家鼠 大家鼠 Rattus Norvegicus 染色体数2n 42 大鼠是野生褐家鼠 Rattus Norvegicus 的变种 起源 于北亚洲 于17世纪初期传到欧洲 18世纪后期开始人工 饲养 19世纪 美国费城维斯塔尔 Wistar 研究所在开 发大鼠作为实验动物方面作出了突出贡献 目前世界上使 用的许多大鼠品系均起源于此。