常用实验动物生物学特性.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,惯用试验动物生物学特征及其应用,1,试验动物学教研室,孙 伟,1/66,复 习,概念,试验动物、试验用动物、试验动物科学、比较医学、动物福利、动物伦理学、,3R,试验动物科学研究内容,了解相关法律和法规,2/66,试验动物质量控制,从遗传学角度要求，遗传背景明确，起源清楚。依据其基因纯合程度，通常划 分为,近交系（,Inbred strain),封闭群（,Closed colony),杂交群（,Hybrid colony),掌握遗传特征、特点及其及其应用,对试验动物携带微生物、寄生虫实施人工控制。,我国将试验动物分为四个等级,普通动物（,Conventional animal,，,CV,）,清洁动物（,Clean Animal,，,CL,）,无特定病原菌动物（,specific pathogen free,，,SPF,）,无菌动物（,Germ free,，,GF,）,掌握各等级动物特征及其应用,叙述试验动物疾病危害性，并举例说明。,3/66,惯用试验动物,小鼠、大鼠、豚鼠、兔、犬、猴、猪,本章学习关键点：,一、生物学特征,（一）习性和行为,（二）主要解剖学特点,（三）主要生理学特点,二、在生物医学研究中应用,三、惯用具种、品系,四、喂养管理关键点,4/66,1,.,含有繁殖力强、生殖周期短、个体小、品种、品系和自发型突变模型多等特点，因而被广泛应用于生命科学各个领域。,2.,小鼠基因组与人类基因组有很高同源性，小鼠基因总数与当前已知人类基因数量相近，约为,3,万个左右；,90%,以上小鼠和人类基因组分布在对应保守区域里，,80%,人类基因组核苷酸序列与小鼠相对应。一些基因功效可类推到人类，因而基因突变造成表型改变和病理改变也可作为极好人类疾病动物模型，用来说明人类基因功效。,3.,胚胎干细胞（,ES,细胞）在体外培养试验中，小鼠是使用量最多哺乳动物，而,ES,细胞是进行基因修饰和遗传操作最主要伎俩之一。,年,Science,杂志首次公布从大鼠胚胎中成功地提取干细胞。,小鼠广泛使用理由,5/66,第一节 小 鼠,概 述,6/66,7500,万,1.25,亿年前,-,人鼠始祖,图片上显示是,1.25,亿年前,Eomaia Scansoria,是已知最早哺乳,动物纲代表物种，从,它进化出了全部当代,胎生哺乳动物。,（参见,Q.Ji,et al,.,Nature,416,816-822;,）,7/66,约六百万年前形成了小家鼠种（,Mus Musculus,）,19,世纪,宠物鼠,在,20,世纪初，科学家们也开始意识到能够用这些不一样颜色老鼠进行一些遗传学试验，这些宠物鼠成了,试验鼠,“,先驱,”,。,8/66,小鼠,(Mouse),动物分类学,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,),染色体数,2n=40,。,9/66,一、生物学特征,（一）习性和行为,外貌特征：,体型小,胆小怕惊,行动灵敏,昼伏夜动,喜群居,适应性差,喜啃咬,10/66,新生乳鼠,5,日龄乳鼠和母鼠,不一样日龄乳鼠,刚断奶小鼠与成年小鼠,11/66,（二）主要解剖学特点,1.,骨骼系统,下颌骨形态：用于近交系小鼠遗传检测,下颌骨喙状突较小，髁状突发达,12/66,2.,消化系统,消化管,小鼠胃属单胃，分为前胃和腺胃；,胃容量小，约,1.0,1.5ml,食管内壁与胃头侧有一层,角质化鳞状上皮,.,盲肠不发达。,消化腺,唾液腺,3,对,肝脏,4,叶,胰腺,13/66,3.,呼吸系统和皮肤,肺：右肺,4,叶，左肺,1,叶,气管：气管和支气管腺不发达,皮肤：无汗腺,14/66,4.,免疫器官和淋巴系统,胸腺,脾脏,淋巴系统发达，,咽部无扁桃体,15/66,5.,泌尿生殖系统,肾脏：,小鼠尿液浓度高，尿中含有较多蛋白质，同时也含有肌酸酐，这是小鼠不一样其它哺乳动物特征。,雌性生殖器官：,小鼠有,5,对乳头，雌性小鼠为,“,Y,”,形双子宫型,肾脏,16/66,雌性生殖器官 雄性生殖器官,17/66,6.,循环系统特征,小鼠心脏收缩压介于,84,105,毫米汞柱，,体温升高并不引发血压升高。,心尖位于胸骨端第,4,肋间，此位置往往是心脏,采血进针,部位,。,18/66,（三）主要生理学特点,1.,生长发育指标,生长久短、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,812g,寿命：,2-3,年,19/66,KM,小鼠生长曲线,20/66,2.,生殖生理,性成熟：,45-60,日龄，,35-45,日龄,体成熟：,70-80,日龄，,65-75,日龄,性周期：,4,5,天,妊娠期：,19-21,天,哺乳期：,20-22,天,生育期：,1,年,21/66,3.,主要生理指标（试验参数）,体温：,37,39,呼吸：,140,210,次,/min,心率：,310,840,次,/min,日增重：,0.5g,胃容量：,1.0-1.5ml,日摄食量：,2.8-7.0g,日饮水量,:4-7ml,排粪量,:1.4-2.8g/d,排尿量：,1,3ml/d,采血量：,0.5ml,22/66,二、在生物医学中应用,（一）药品研究,药品安全性评价：用于急性毒性、亚慢性毒性试验，半数致死量测定，生殖毒性试验等。,药效学评价试验,生物制品检定,23/66,（二）肿瘤学研究,进行肿瘤病因、发病机理、防治及抗癌药品筛选研究。,自发肿瘤模型,:,-AKR,白血病发病率,90,-C3H,乳腺癌发病率,90,人体肿瘤研究,诱发性肿瘤模型,乌拉坦（氨基甲酸乙酯，,C,H,O-CONH,）、,二乙基亚硝胺小鼠肺癌,四氯化碳、氯仿,-,小鼠肝癌,移植性肿瘤模型,24/66,（三）遗传学研究,遗传学分析,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进行基因功效、表示和调整研究,突变系疾病动物模型,25/66,（四）传染性疾病研究,小鼠对各种病原体尤其是病毒极为敏感，惯用于研究这些病原发病机理。,（五）免疫学研究,制备单克隆抗体,用免疫缺点小鼠研究淋巴细胞功效,26/66,（六）老年病研究,在老年病试验研究中使用仅次于大鼠。用于老年病发病机理、表现以及防治研究。,（七）其它疾病研究,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,小鼠是研究镇咳药首选动物。,3.,计划生育,27/66,（八）不宜采取小鼠试验,研究体温改变试验：因为小鼠体温改变不稳定,慢性支气管炎试验：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,28/66,三、惯用品种、品系,（一）近交系,BALB/c(C),：白化小鼠,毛色基因,AAbbcc,组织相容性基因,H,2,d,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、肿瘤学研究和单克隆抗体制备。,29/66,2.,C57BL/6(B6),：,黑色,毛色基因,aaBBCC,组织相容性基因,H,2,b,主要生物学特征：,乳腺癌自然发病率低,对放射线中度抵抗,嗜酒精性高,对结核杆菌、百日咳组织胺易感因子敏感,雌性经超排后，排卵数多,遗传背景清楚，基因组测序完成,惯用于转基因小鼠制备和肿瘤学、遗传学、生理学研究。,30/66,3.,C3H(C3):,野鼠色（,agouti,）,毛色基因,AABBCC,组织相容性基因,H,2,k,主要生物学特征：,9-10,月龄雌鼠中乳腺癌自发率,97-100%,雄性鼠对氯仿、松节油、狂犬病毒敏感,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、核医学和免疫学研究。,31/66,4.,DBA/2,（,D2),：,淡棕色,毛色基因,aabbCCdd,组织相容性基因,H,2,d,主要生物学特征：,a,雌性鼠乳腺癌发病率为,31-66%,b,白血病发病率,6-8%,c,35,日龄听源性癫痫发作达,100,，,d,对鼠伤寒沙门氏菌,C5,有抵抗力，,e,对酒精过敏,f,雄性鼠接触氯仿和乙二醇氧化产物时以及维生素,K,缺乏时死亡率高。,惯用于肿瘤学、遗传学和免疫学研究。,32/66,（二）封闭群,1.,昆明种（,KM),：,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、生物制品检定。,33/66,2.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、生物制品检定，转基因小鼠胚胎移植。,3.NIH,小鼠,：,白化小鼠,起源于美国,NIH,研究所，许多生长性状与,KM,小鼠相同，但免疫反应敏感性比很好，也是国际上较通用封闭群小鼠，已被公认为许多生物制品检定试验法规动物。,34/66,四、小鼠喂养管理,（一）日常管理,保持喂养室内温湿度稳定。,给料给水：提供足够饲料和饮水，自由摄取。,定时更换垫料和清洁卫生。,观察统计：,小鼠外观健康标准：,1,）食欲旺盛,2,）眼睛有神，反应灵敏,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,35/66,小鼠喂养盒,小鼠喂养室,小鼠饲料,小（大）鼠饮水瓶,36/66,（二）繁殖和保种：,乳鼠雌雄比较,成年鼠雌雄比较,37/66,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,),动物，学名褐家鼠（大家鼠）（,Rattus Norvegicus,），染色体数,2n=42,。,大鼠与人类有,90,基因相同，大鼠染色体上有,27.5,亿个碱基对，与人类染色体上,29,亿个碱基对相当靠近，所以了解大鼠非常有利于了解人类本身。,广泛应用于药理学、毒理学、营养学、内分泌学、肿瘤学、生物化学、医药、农药毒性等诸方面研究之中。,第二节 大 鼠,38/66,（一）习性和行为,外观与体型：体型较大，体重约是小鼠,10,倍。新生仔鼠体重约,5.5-10g,1.5-2,月龄到达,180-220g,，其体长大于,18-20cm,。雄性大鼠最大致重达,300-800g,，雌性大鼠,250-400g,。,性情温顺，喜平静,昼伏夜动,胆小怕惊,杂食,5.,寿命,2.5-3,年,一、主要生物学特征,39/66,（二）主要解剖学特点,骨骼系统,牙齿和齿式：上下颌各有,2,个门齿和,6,个臼齿,生长发育期长，长骨长久有骨垢线存在，不骨化；,40/66,2.,消化系统,消化管,单胃同小鼠,无胆囊，胆管直接与十二指肠相连。,大鼠食管与胃交接处有皱褶，能阻止胃内容物返流到食管，故不会呕吐。,大鼠肠道较短，盲肠较大，但功效不发达。,消化腺,唾液腺发达,肝脏：,分为,6,叶，再生能力强,41/66,42/66,3.,呼吸系统和皮肤,肺：右肺,4,叶，左肺,1,叶。,气管：气管和支气管腺不发达,皮肤：,汗腺不发达，仅在爪垫上有汗腺。尾巴是散热器官。在高温下靠流出大量唾液调整体温。,43/66,心血管系统：,心脏血液供给,既来自冠状动脉,也来自冠状外动脉,泌尿生殖系统：,结构和功效同小鼠相同,大鼠肾与其它啮齿动物、兔型动物一样，是单乳头。,因为大鼠肾只有一个乳头和一个肾盏，使其可用于肾管插入研究，是研究肾单位运转理想模型。,44/66,6,神经系统和内分泌,脑分为大脑、间脑、中脑、,小脑和延脑。,大脑半球很发达。,脑神经,13,对。,垂体,肾上腺,系统功效发达，应激反应灵敏。,大鼠对噪声敏感，噪声易引发内分泌紊乱，吃仔或死亡。,45/66,（三）主要生理学特点,1.,生长发育指标：,生长久短、成熟早、繁殖力强,0,日龄：出生时,5-7g,，赤裸无毛，眼紧闭，两耳贴皮肤，嗅觉、味觉敏感。,21,日龄：离乳 体重,50,70g,成年体重：,180,200g,寿命：,2.5-3,年,46/66,大鼠体重增加表 （单位：,g,）,日龄（,d,）,体重,21 28 35 42 49 56 63 70,Wistar ,56 97 134,187,233 297 325 370,54 91 134 166,209,214 232 246,SD ,52 101 150,206,262 318 365 399,50 86 130 172,210,240 258 272,47/66,2.,生殖生理,性成熟：,45-60,日龄，,35-45,日龄,体成熟：,80-90,日龄，,75-85,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,48/66,3.,其它生理学特点,大鼠嗅觉灵敏，对空气中尘埃、氨气、硫化氢极为敏感，易患肺炎或进行性肺坏死而死亡。,大鼠对湿度要求严格，如空气过于干燥，易,发生环尾病。,大鼠血压和血管阻力对药品反应灵敏，但对强心甙作用较猫敏感性低,671,倍；,对营养、维生素、氨基酸缺乏敏感，可发生经典缺乏症状。体内可合成维生素,C,。,49/66,（四）主要生理学试验参数,体温：,37.8,38.7,呼吸：,66-114,次,/min,心率：,260-450,次,/min,血压：收缩压,17.73-21.33kPa,舒张压,13.60-14.66kPa,白细胞计数 总数：,5.0-15.0,10,9,/L,红细胞计数,7.2-9.6,10,12,/L,血小板,120,（,110-138,）,10,9,/L,日增重：,1.8,2.4g,胃容量：,4.0-7.0ml,日摄食量：,75-100g/kg,日饮水量,:20-45ml,日排尿量：,10-15ml,50/66,二、在生物医学中选择应用,（一）生理学研究,大鼠垂体一肾上腺系统发达，垂体摘除比较轻易，可用来进行肾上腺、垂体，卵巢等内分泌研究。,利用大鼠对新环境易适应，有探索性，易训练，对处罚和暗示敏感等特征进行行为学研究和高级神经活动研究。,大鼠无胆囊，但胆总管较粗大，可采取胆总管插管搜集胆汁进行消化功效研究。,51/66,电迷宫训练装置,水迷宫,52/66,（二）药品学研究,1.,药品安全性评价：,如急性、亚慢性和慢性毒性试验、生殖毒性试验和药品依赖试验等,;,大鼠也经惯用于,“,三致,”,试验研究。,2.,药品药效研究：,神经系统疾病药品药效评价,：尤其对影响副交感神经效应器接点药品研究时，首选大鼠。,心血管疾病药品药效评价,：大鼠血管阻力和血压对药品反应均很敏感，与人类或大动物反应均较一致。比如,SHR,大鼠是研究高血压药品极好动物模型。,治疗炎症药品药效评价,：大鼠踝关节对炎症反应敏感，用于抗关节炎药品研究。,53/66,（三）营养学、代谢性疾病研究,大鼠对营养缺乏比较敏感，可发生经典症状，是研究营养学首选动物。,惯用于蛋白质缺乏、氨基酸、维生素和无机离子代谢等研究；,用于营养不良和饥饿对身体发育所产生不利影响研究；,自发高血压肥胖大鼠,SHR/N-CP,用于研究,型糖尿病；,自发糖尿病大鼠,“,BB,”,Wistar,用于研究,型糖尿病；,高脂饲料,STZ,诱导，研究,型糖尿病及其并发症。,54/66,（四）肿瘤研究,有些大鼠品系含有较高肿瘤自发率。试验中主要用化学物质诱发大鼠肿瘤模型,进行癌变机理研究和抗癌药品筛选。,（五）遗传疾病研究,有些大鼠品系含有自发性遗传疾病，如白内障、尿崩症、肥胖、高血压、癫痫等，这些疾病含有与人类相同特征，可作为人类这些遗传性疾病良好动物模型。,55/66,诱 发 性 肿 瘤,致癌物,敏感动物,诱发肿瘤,二甲基苯蒽（,DMBA,）,甲基胆蒽,大鼠,乳癌,二乙基硝胺（,DEN,）、乙硫氨酸,大鼠,肝癌,黄曲霉素,AFB,大鼠,肝癌,N-,甲基,-N-,硝基,-N-,亚硝基胍（,MNNG,）,大鼠,胃癌,四氯化碳、氯仿,大鼠,肝癌,56/66,（六）口腔医学研究,用变异链球菌接种大鼠口腔，然后喂给含蔗糖食物，大鼠牙齿上珐琅质蛀损在宏观和微观上同人蛀齿相同，可用来研究龋齿。,（七）外科学研究,大鼠肝脏移植,脊椎损伤,骨折,57/66,八、其 它 研 究,化学药品致内脏高敏感,类风关,心梗模型,肝再生,肝硬化治疗,肾衰,58/66,（八）不宜采取大鼠试验研究,研究体温改变试验,因为大鼠体温改变不稳定；,慢性支气管炎试验,因为大鼠气管及支气管腺不发达；,催吐试验,因为大鼠无呕吐反应；,胆囊功效试验,因为大鼠无胆囊。,59/66,三、惯用具种和品系,（一）封闭群,SD(Sprague Dawley),：,白化大鼠,主要生物学特征：,对疾病抵抗力较强，尤其对呼吸道疾病抵抗力很强,自发性肿瘤发病率较低,对性激素敏感性高,应用：营养学、内分泌、毒理学,2.Wistar:,白化大鼠,主要生物学特征：,性情温顺,对传染病抵抗力较强,自发性肿瘤发生率低,较适合于营养、代谢性疾病研究。,60/66,（二）近交系大鼠,1 SHR,大鼠,经过,Wistar,大鼠近交培育,，,该鼠自发性高血压改变与人类相同，而且可产生脑血栓、梗塞、出血、肾硬化、心肌梗死和纤维化等改变。,10,周龄以后动脉收缩压雄鼠,200-350mmHg,，雌鼠,180-200mmHg,。,在,SHR,基础上，又培育了两个亚系,SHR-SP,和,SHR-SR,，前者出生后，除出现严重高血压外,90,以上患脑卒中,(,脑出血和脑栓塞,),；,SHR-SR,则是抗脑卒自发性高血压大鼠。,61/66,2.WKY,大鼠,白化。是经过,Wistar,大鼠近交培育而成，为,SHR,大鼠正常血压对照组，,10,周龄以后动脉收缩压雄鼠为,140,150mmHg,，雌鼠可达,130,150mmHg,62/66,（二）近交系,3 Fischer 344,（,F344,）：,白色,生物学特征：,自发性肿瘤发生率高，乳腺癌,41%,，,23%,；睾丸间质细胞瘤,85%,；脑垂体腺瘤,36%,，,24%,惯用于慢性毒理试验和老年医学研究。,63/66,四、喂养管理关键点,与小鼠基本相同。,室内湿度低于,30%,易引发环尾病。,哺乳期母鼠对噪声敏感。,大鼠体型大，排泄物多，应勤换垫料；饲料、饮水消耗量大，应及时补充。,应选取粉尘少垫料，麻醉后大鼠易吸入粉尘，引发吸入性肺炎。,64/66,不锈钢大鼠笼,大鼠笼,大鼠喂养室,大鼠盒养和笼养,65/66,思索题,1.,小鼠惯用品种、品系有哪些？,2.,大鼠惯用品种、品系？,3,小鼠、大鼠生物学特征及应用,4.,了解动物试验中小鼠、大鼠选择方法和禁忌,66/66,