常用实验动物的生物学特性及应用.ppt

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,*,第五章 常用实验动物的生物学特性及应用,第一节 小鼠（,Mouse,）,一、引言,起源与历史,二、生物学特性,：,（一）一般特性与习性,：,1、体型小。,2、性情温顺，胆小怕惊，对环境反应敏感。,3、生长期短、成熟早、繁殖力强。,4、喜欢光线较暗、安静的环境，习惯于昼伏夜动，喜啃咬。,5、成年雌鼠在动情周期不同阶段，阴道粘膜可发生典型变化。,6、小鼠双子宫，有乳头5对，其中胸有3对，腹及腹股沟各1对。染色体20对。,7、小鼠体温38（37-39）。,8、小鼠有多种毛色：白、灰、黑、棕、黄、巧克力、肉桂、淡色白斑等。,（二）解剖学特点：,1、齿式：1003，=16,门齿终生生长,2、消化系统：3对唾液腺；胃容量小、功能差,3、呼吸系统：左肺是单叶，右肺分为四叶。气管及腺体不发达,4、泌尿系统：肾小球小，但数量多。,5、免疫系统：淋巴系统发达；胸腺在性成熟时 最大，后逐渐退化。,6、骨髓：红骨髓，终生造血,（三）生理学特点：,1.生长发育：,新生：无毛，闭眼，1.5g,妊娠期：19-21d,离乳：3w,性成熟：雄性：5-6w;雌性：4-5w,成年：20-28g,寿命：1-1.5y,3、,呼吸,：,成年小鼠的呼吸频率为140-210次/min，平均163次/min，通气量11-36ml/min。在静止状态下，小鼠的基础代谢率高，每小时每克体重约耗氧3.5ml，这大约是一头大象的22倍。为了满足机体对氧的需要，小鼠具有：,（1）较高的肺泡氧分压（PO2），（2）快速的呼吸率和短的气道，（3）红细胞含量较高，血液氧容量较大。,4、泌尿：,小鼠尿量少，一次排尿仅1-2滴，由于肾脏组织结构的特殊使得尿液高度浓缩。,6.生殖：,妊娠期：19-21天，平均19.6天；哺乳期：20-22天；每胎产仔6-15只，年产6-9胎；产后发情、血配,7.免疫：,T细胞胸腺切除nu鼠、SCID小鼠,三、小鼠在医学生物学中的应用：,（一）药物研究,1、药物筛选,2、药物安全性评价试验和毒性试验,3、药物效果及其副作用研究,4、生物药品和制剂的效价测定,（二）肿瘤学的研究,1、自发肿瘤,2、诱发性肿瘤,3、人癌细胞移植,4、肿瘤遗传学研究,（,三）遗传病和遗传学的研究,1、遗传学分析,2、基因研究,3、遗传性疾病动物模型,(四)、病原体所致疾病的研究,1、病毒性疾病,2、细菌性疾病,3、寄生虫疾病,4、动物模型,(五)、免疫学研究,1、制备单克隆抗体,2、动物模型,3、免疫功能,(六)、老年病研究,(七)、其他疾病研究,1、神经系统疾病,2、呼吸系统疾病,3、消化系统疾病,4、计划生育,四、常用小鼠的品种和品系：,（一）近交系小鼠,：,1、A系：于 1921年Strong从Cold Spring Harbor albino和Bagg albino杂交的后代中再行近亲交配培育而成的白色小鼠。主要亚系有A/He，A/J，A/WySN等。毛色基因为aabbcc（白色），组织相容H-2,a,基因；初生仔鼠7.6%有唇裂，0.5%有后肢多趾症；6个月龄雌鼠44%红斑狼疮和抗核抗体均为阳性，缺乏补体C,5,，对抗原注射免疫应答良好。,2、BALB/c系：,Dowell将Bagg于1913年开始维持的白化小鼠，从1923年开始近亲交配，1932年Snell获得其26代近交系。毛色基因Aabbcc（白色），组织相容性基因H-2,d,。6个月龄以后大多数个体出现免疫球蛋白过多症，主要是IgG1和IgA量增加，免疫球蛋白的量因饲养条件而异：雌鼠肺癌率21%，网状细胞瘤8%，血管瘤6%，淋巴肉瘤4.5%，乳腺瘤3%。对癌因子敏感，常发生肾上腺癌和肺癌。血压较高，大部分雄性小鼠在20个月龄前出现脾脏淀粉样变性，对X线照射极为敏感。对鼠伤寒沙门菌C5敏感，对麻疹病毒中度敏感。老龄小鼠易患心脏病、动脉硬化症。本品系生育期较长，容易饲养繁殖，最适温度为26-27，易患肺炎，因此避免和其他近交系小鼠同室饲养。,3、C57BL/6：,1921年Little由Abby Lathrop获取动物后开始近亲交配，育成数个近交系动物，后以其中57号雌鼠与52号雄鼠交配为起源者，标为C57，而C77中毛色固定为巧克力色者称为C57BR，固定为黑色者为C57BL。其亚系有C57BL/6，C57BL/6J，C57BL/6N等。毛色基因为aaBBCC（黑色）；新生仔鼠中患小眠或无眠症的发生率雄性为3%，雌性为6.8%；0.6%出现后肢多趾症。由于雄性小鼠组织相容性抗原中存在雄性抗原，因此将雄性小鼠皮肤移植至同系雌鼠，20天后出现排斥反应。注射酪蛋白后易引起淀粉样变症，用考地松可诱发出20%腭裂，对结核杆菌敏感，对鼠痘病毒有一定抵抗力；乳腺癌发生率低，用致癌剂难易致癌。老龄小鼠淋巴瘤自发率为20-25%，雌性小鼠白血病为7-16%，经照射后肝癌发生率增高。,4、DBA系：,于1907-1909年，从有色小鼠群中选出，再经近亲交配而成。1977年从英国实验动物中心引入我国。它是历史上最早育成的近交系，并首次用于毛色遗传研究的小鼠。毛色为淡灰色，常用的亚系为DBA/1、DBA/2两种。其中DBA/1抗DBA/2所生长的肿瘤。12月龄以上的雌鼠乳腺癌发病率为75%。对结核杆菌、鼠伤寒沙门杆菌敏感。老龄雄鼠易发生体钙质沉着。DBA/2系的乳腺癌发病率：雌性为66%，育成雄鼠30%。白血病发病率：雌鼠为6%，雄鼠8%。,5,、国内培育的近交系小鼠,（二）突变系小鼠,现已培育出400多个突变系小鼠，常见的有：,1、侏儒症（dwarf mice，dw）,小鼠或矮小畸形鼠缺乏脑下垂体前叶的生长素和促甲状腺激素，生长发育受阻。用于生长素等内分泌研究。,2、肥胖症（obese，ob）鼠：,体重可达60g，出生6周就显示肥胖症，无糖尿病，无生育能力。,小鼠的肥胖症与人类很相似，利用该小鼠进行肥胖症的生化、病理、激素及药物治疗等方面的研究。,3、糖尿病小鼠（db）：,于3-4周龄时，腋下和腹股皮下组织出现胎脂异常沉积。此时血糖升高，可达682mg/100ml。雌鼠无生殖力，临床上出现肥胖、高血糖、糖尿、蛋白尿。,三、远交群小鼠：,1、昆明小鼠（KM），,白色，1926年美国Rockfeller研究所从瑞士引入白化小鼠培育成瑞士种小鼠。1946年从印度Haffkine研究所引入我国云南昆明，1952年由昆明引入北京生物制品所，1954年推广到全国，该鼠特点是抗病力和适应力很强，繁殖率和成活率高。常见肿瘤为乳腺癌发病率25%，是我国应用最多的实验小鼠，其广泛用于药理、毒理、病毒和细菌引起的传染病的研究，以及生物制品的检定。,2、ICR小鼠，,白色，是美国Hauschka研究所饲养的小鼠。以后由美国肿瘤研究协会分送给各研究所命名为ICR小鼠，该品系生育能力高。我国于1973年从日本国立肿瘤研究所引进。,3、NIH小鼠，,白色，美国国立卫生研究院培育而成的。特点是繁殖力强，产仔成活率高，雄性好斗，容易打伤致残，常用于药理毒理研究和生物制品的检定。,第二节 大 鼠,(Rat),一、引言,起源与历史,二、生物学特性,（一）习性和行为,1、昼伏夜动,2、胆小怕惊,3、喜欢啃咬,4、抗病力较强,5、汗腺不发达，敏感性强,6、寿命短,7、对营养缺乏敏感,8、对湿度要求严格,9、肝脏再生能力强，无胆囊,（二）主要解剖学特点,1、齿式2（1003）=16,2、消化系统：肝分6叶，再生能力强；无胆囊；胃容量小,3、呼吸系统：气管及其腺体不发达,4、循环系统：心脏血液供给来自冠脉和冠脉外,5、内分泌系统：垂体脆弱的附着与漏斗下部,6、无汗腺,（三）主要生理学特点,1、生长发育：,2、生殖生理：,妊娠期平均21d,哺乳期21d,2、营养学：,营养缺乏敏感,3、心电图,三、医学生物学中的应用,（一）内分泌研究,1、内分泌学研究,2、内分泌疾病模型,（二）营养、代谢性疾病研究,（三）药物研究,1、药物安全评价试验,2、药效学研究,（四）行为学研究,1、迷宫试验,2、奖励和惩罚试验,3、成瘾性药物的行为学研究,4、高级神经活动,（五）老年病学研究,（六）肿瘤研究,（七）感染性疾病研究,（八）心血管疾病研究,四、常用大鼠的品系,1、Wistar大鼠：,封闭群大鼠，被毛白色，1970年的美国Wistar研究所育成，是我国引进早、使用广泛、数量最多的品种。,特点：头部较宽，耳朵较长，尾巴的长度小于身长。性周期稳定，繁殖力强，产仔多，平均每胎产仔在10只左右，生长发育快，性格温顺，对传染病的抵抗力较强，自发性肿瘤发生率低。,2、SD大鼠：,封闭群大鼠，被毛白色，1975年美国由Sprague Dowley农场用Wistar大鼠育成。,特点：头部狭长，尾长度近于身长，产仔多，生长发育较Wistar大鼠快，对疾病抵抗力尤以呼吸道疾病的抵抗力强。自发肿瘤率较低，对性激素感受性高。,第三节 豚鼠,一、引言,（一）分类学和概述,二、生物学特性：,（一）一般行为特性,1、采食行为:草食性；拒苦、咸、辣及过甜饲料,2、居住行为：群居；干燥清洁环境、,普赖厄反射,3、,性情温顺、胆小怕惊；听、嗅觉发达且敏感,4、身材紧凑，耐冷不耐热；毛色多样,（二）解剖学特性,1、齿式：2（1013）=20,2、脑：平滑脑组织，较其他啮齿动物发达；听觉灵敏，耳蜗发达,3、消化系统：肠管长，盲肠发达,4、呼吸系统：气管支气管及其腺体不发达，,5、免疫系统：淋巴系统发达，,6、染色体32对,（三）主要生理学特点,1、生长发育：胚胎发育完善动物；出生两月内平均日增重2.5-3.5g,寿命4-5年。,2、生殖生理：非季节性的连续多次发情，性成熟：雄性，70d;雌性，30-45d.妊娠期59-72天、哺乳期15-21天，每胎产仔1-8只，产后发情,3、体温调节差，对青霉素、四环素、红霉素等抗生素特别敏感,4、红细胞、血红蛋白低、淋巴细胞中有独特的,Kupffers,细胞,含嗜酸性包涵体，妊娠时明显增多。,5、有速发型和迟发型超敏反应,6、呼吸系统和消化系统抗病能力差,7、缺乏左旋葡萄糖内酯氧化酶，不能合成VC,8、对结核杆菌异常敏感，是结核病及抗结核药研究的首选。,三、在医学生物学上的应用,（一）免疫学研究,1、过敏反应,实验动物对致敏原的敏感程度：,豚鼠,兔,犬,小鼠,猫,2、提取补体,3、皮肤刺激试验,（二）药物学研究,1、平喘药研究,2、镇咳药研究,3、局部麻醉药研究,（三）传染病学研究,（四）耳科学研究：,（五）其他研究,四、常用豚鼠品系,1、近交系2号：,是由美国培育出的近交系；1950年后由美国国立卫生研究院（NIH）分赠至世界各地。,其毛色为三色（黑、白、红），其成年体重小于近交系13号，但是脾脏、肾脏和肾上腺大于近交系13号。,老龄近交系2号豚鼠的胃大弯、直肠、肾脏、腹壁横纹肌、肺脏和主动脉等都有钙质沉着。,对结核杆菌抵抗力强，并具有纯合的GPL-A（豚鼠主要组织相容性复合体）、B.1抗原，血清中缺乏诱发的迟发超敏反应因子，但对试验诱发自身免疫的甲状腺炎比近交系13号敏感。,2、近交系13号：,其培育历史与近交系2号基本相同，世界各地近交系13号及其亚系，都是从美国NIH输出的。其毛色也为三色（黑、白、红）。,该品系豚鼠对结核杆菌抵抗力低，体形较大，繁殖能力比近交系2号差。GPL-A，B1抗原与近交系2号相同，而主要组织相容性复合体1区与近交系2号不同，对诱发自身免疫甲状腺炎抵抗力比近交系号强；血清缺乏诱发迟发超敏反应因子。一年龄以上豚鼠其白血病自发率7%，受孕流产率为21%，死胎率为45%。,