实验动物教学原.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,*,第一节 实验动物的定义及内容,一、基本概念,实验动物学,实验动物,实验用动物,二、实验动物学的基本内容,（一）实验动物的遗传育种学,（二）实验微生物学,（四）实验动物营养学,（三）实验动物环境生态学,（五）实验动物饲养管理学,（八）实验动物学,（七）比较医学,（六）实验动物医学,第一节 实验动物的定义及内容,二、实验动物学的基本内容,（一）实验动物的遗传育种学,（二）实验微生物学,（三）实验动物营养学,（四）实验动物环境生态学,（五）实验动物饲养管理学,（六）实验动物学,（七）比较医学,（八）实验动物医学,第二节 实验动物学的发展概况,一、,国外实验动物学的发展概况,萌芽期,学科形成期,蓬勃发展期,二、,国内实验动物学发展概况,古代辉煌,近代落后,现代进取,实验动物在生物学中的分类与一般动物相同，也可按门、纲、目、科、属、种的自然分类法，如小鼠属于哺乳纲，啮齿目，鼠科，鼠属，小家鼠种动物。实验用动物的绝大多数均属于脊椎动物门的哺乳纲，由于哺乳动物在进化上是最高等的动物，繁殖力、适应环境能力很强、在解剖结构、生理功能方面与人近似，因此常被采用。,随着实验动物科学的发展，其分类方法也愈来愈细，因此实验动物现在一般按下列两种方法进行分类：,按遗传学控制分类,按微生物学控制分类,动物分类学中，种(species)是分类的基本单位。而实验动物学中把同一种动物中具有不同遗传特性的动物分成不同的品种,(stock)、品系(strain)。,品种、品系,的概念超出了一般动物学分类的概念，它们是实验动物分类的基本单位。,品种：,是人们根据不同需要而对动物进行改良、选择，即定向培育，并具有某种特定外形和生物学特性的动物群体，其特性能较稳定地遗传。,品系：,指来源明确，并采用某种交配方法繁殖，而具有相似的外貌、独特的生物学特征和稳定的遗传特性，可用于不同实验目的的动物群体。,作为品种、品系，应具备以下条件：,相似的外貌特征,同一品系或品种具有相同的外貌特征。如毛色,如：C57BL/6小鼠的毛色是黑色的，DBA/2小鼠的毛色是灰色的，昆明种小鼠的毛色是白色的。,但不同品系、品种的动物也有外貌相似的。如：BALB/C小鼠和,昆明种小鼠的毛色都是白色的。,因此相似的外貌特征只是品系、品种应具备的条件之一。,独特的生物学特性,独特的生物学特性是一个实验动物品系、品种存在的基础。,如,:,A,小鼠,，在经产鼠中高发乳腺肿瘤，对致癌物质敏感，易产生肺癌，老年鼠多有肾脏病变；,AKR,小鼠,自发淋巴细胞白血病；,ICR,小鼠,繁殖能力强。,稳定的遗传性能,作为一个品系，不仅要有相似的外貌特征，独特的生物学特性，更重要的是要具有稳定的遗传性能，即在品系、品种自群繁殖时，能将其特性稳定地传给后代。,换言之，就是一个品系、品种必须具有一定的育种价值。,具有共同遗传来源和一定的遗传结构,任何品系、品种都可追溯到其共同的祖先并由此分支经选育而成。任何品系、品种遗传结构也应是独特的。,例如，,KM,小鼠,Glo-l,位点为,a,基因，为单一型，而,NIH,小鼠在该基因呈多态分布，,a,、,b,型基因频率分别为,67,和,33,。如果将上述两个品种建立基因概貌就发现它们在基因概貌上的差异，而品种内这种差异是有限的。,第一节 按遗传学控制分类,按遗传学控制给实验动物分类，实际上是根据,基因的纯合程度,来分，实验动物可分为：,近交系,封闭群,杂交群,一、近交系,（一）近交,1、,近交的概念,血统和亲缘关系相近两个体之间的交配，针对某一性状来说指基因型相同或相近的两个体之间的交配。近交是培养近交系动物的必须手段。,2.近交类型：,纯交,(,incross,),：,相同基因型个体之间的交配,AAAA,回交,(backcross),：,纯合子与杂合子之间的交配,AaAA,互交,(intercross),：,相同杂合子之间的交配，,AaAa,3.近交程度：,近交系数 coefficient of inbreeding,根据近亲交配的世代数，将基因的纯化程度用百分比来表示。,血缘系数coefficient of relationship,群体中个体之间的基因组成的相似程度用数值来表示,。,4、,近交方式,常见形式有：全同胞兄妹交配、父女或母子配偶，堂兄妹配偶及叔侄配偶等。,在实验动物的育种中，多采用,全同胞兄妹交配,的形式。,5、近交效应：,使基因纯合,产生近交衰退,（二）近交系,1、概念：经至少连续20代的全同胞兄妹交配培育而成，品系内所有个体都可追溯到起源于第20代或以后代数的一对共同祖先。,代表动物：BALB/c、C57BL/6、DBA/2,2、,亚系(substrain):,是指育成的近交系在培育过程中，由于杂合子基因的分离，基因突变的产生以及抽样误差导致部分遗传组成改变而形成遗传差异的近交系动物群。,亚系分化存在以下几种情况：,同一品系在兄妹交配40代以前形成的分支（即分支发生于F20到F40之间），很可能由于,残余杂合性,而导致形成亚系；,同一品系的一个分支与其他分支分开繁殖超过100代，可能由于,突变,而形成亚系；,已发现有遗传差异的品系，可能由于,遗传污染,引起。（所谓遗传污染是指一个近交系与非品系动物之间杂交引起遗传改变）,由遗传污染形成的亚系，通常与原品系之间遗传差异较大，因此对这样形成的亚系应重新命名。,3、,近交系的特征：,基因纯合性,同基因性,表现型的均一性,遗传稳定性,可辨识性,个体性,国际分布,背景资料的可查性,由于近交系具有这些特性，从而保证了实验结果的一致性，可重复性和定量比较实验的可靠性，所以他的培育成功，是实验动物科学的一次重大贡献。,4、近交系的命名,近交系小鼠的命名法由国际标准化遗传命名委员会来制定，并由该组织对各国培育的新品种作鉴定和认可，,近交系小鼠（除地鼠以外）国际命名法是近交系动物命名的基本参照法。,有关国际机构定期在杂志上公布现有品系的名称和基因的名称，各保持者的英文缩写也可在有关资料中查找。例如小鼠标准命名每二年在Inbreed strains of Mice(近交系小鼠)上发表一次，每四年在Cancer Research 发表一次；小鼠基因命名每年在Mouse News Letter（小鼠新闻通讯）上发表二次。,普通近交系的命名,品系名称一般以大写的英文字母命名。,如：A、BALB、DBA,有些品系名称用大写字母与数字结合表示，且数字总是紧随着第1个大写字母。,如：C57BL、C3H,有些较早使用的非正规命名，已为国际广泛接受，其原有命名继续沿用。,如：129、615,繁殖代数表示法：,A（F87),表示A系近交的第87代。,AKR(F?+10),未知的代数加已知的代数。,C57BL/Jnga(F73+26),引入时的代数加自繁代数,。,常用近交系的缩写,品 系,缩 写,品 系,缩 写,AKR,AK,C57BR,BR,BALB/c,C,C57L,L,C3H,C3,DBA/1,D1,C57BL,B,DBA/2,D2,CBA,CB,HRS/J,HR,C57BL/6,B6,C57BL/10,B10,亚系的命名：,是在原品系的名称后加一道斜线，斜线后标明亚系的符号。亚系的符号可以是数字或培育者的名称缩写，或者以数字开头与缩写同时使用（一个保持者保持的近交系具有两个以上的亚系时）。,如：DBA/1、DBA/2、A/He、CBA/J、C57BL/6J、C57BL/10J,但一些已建立及命名较早，并为人们所熟知的近交系，亚系的名称可用小写英文字母表示，如：BALB/c、C57BR/cd等。,5近交系动物的新近展,重组近交系,概念:由两个近交系杂交后，经连续20代以上兄妹交配育成的近交系,。,命名：由两个亲代近交系的缩写名称中间加大写英文字母,X,命名。由相同双亲交配育成的一组近交系用阿拉伯数字予以区分。,如：由,BALB/C,与,C57BL,两个近交系育成的一组重组近交系，分别命名为,CXB1,、,CXB2,等,应用：,重组近交系对祖系间有差异的性状和基因进行遗传分析是非常有用的实验材料。,分离分析,连锁分析,功能分析,同源突变近交系,概念,：,两个近交系，除了在一个指明位点等位基因不同外，其他遗传基因全部相同，简称同源突变系。,命名,由发生突变的近交系名称后加突变基因符号组成，中间用连接号连接。,如：,DBA/Ha-D,.,同源导入近交系,概念,：,通过杂交-互交或回交等方式将一个基因导入到近交系中，因此形成的一个新的近交系与原来的近交系只是在一个很小的染色体片段上的基因不同。,供系,(donor strain),、配系,(partner strain),：、乘客基因,(passenger gene),：,供 系：提供目的基因的品系,可以是任何一种基因类型的动物。,配 系：接受目的基因的品系，必须是近交系。,乘客基因：在基因导入过程中，因与差异基因紧密连锁一起导入近交系基因组的基因。,命名,：,在品系的名称（或缩写）后面加“,.”,和供体品系名称，然后加连字号和目的基因符号。,如：,B10.129-H-12b,表示以,C57BL/10,品系为遗传背景，携带来自,129,品系的,H-12b,基因的同源导入近交系,。,转基因动物,概念：通过实验手段将新的遗传物质导入到动物胚细胞中，并能稳定遗传，由此获得的动物称为转基因动物。,命名：,转基因的命名遵循以下原则：,符号：一个转基因符号由以下三部分组成，均以罗马字体表示：,TgX,(YYYYYY),Zzz,，,其中各部分符号表示含意为：,TgX=方式（mode）,(YYYYYY)=插入片段标示（insert designation）,=实验室指定序号（laboratory-assigned number,Zzz=实验室注册代号（laboratory code）,以上各部分具体含意及表示如下：,a)方式,转基因符号,通常冠以Tg字头，代表转基因（transgene）。随后的一个字母（X）表示DNA插入的方式：H代表同源重组，R代表经过逆转录病毒载体感染的插入，N代表非同源插入。,b)插入片段标示,插入片段标示,是由研究者确定的表明插入基因显著特征的符号。通常由放在圆括号内的字符组成：可以是字母（大写或小写），也可由字母与数字组合而成，不用斜体字，上、下标、空格及标点等符号。,研究者在确定插入标示时，应注意以下几点：,标示应简短，一般不超过六个字符。,如果插入序列源于已经命名的基因，应尽量在插入标示中使用基因的标准命名或缩写，但基因符号中的连字符应省去。确定插入片段指示时，推荐使用一些标准的命名缩写，目前包括：,An,匿名序列,Ge,基因组,Im,插入突变,Nc,非编码序列,Rp,报告基因,Sn,合成序列,Et,增强子捕获装置,Pt,启动子捕获装置,插入片段标示,只表示插入的序列，并不表明其插入的位置或表型。,c)实验室指定序号及实验室注册代号,实验室指定序号,是由实验室对已成功的转基因系给予的特定编号，最多不超过,5,位数字。而且，插入片段标示的字符与实验室指定序号的数字位数之和不能超过,11,。,实验室注册代号,是对从事转基因动物研究生产的实验室给予的特定符号。,举例：,C57BL/6J-TgN(CD8Ge)23Jwg,来源于美国杰克逊研究所（,J,）的,C57BL/6,品系小鼠被转入人的,C 8,基因组（,Ge,）；转基因在,JonW.Gordon(Jwg,),实验室完成，获取于一系列显微注射后得到的序号为,23,的小鼠。,TgN,（,GPDHIm,）,1,Bir,以人的甘油磷酸脱氢酶基因（,GPDH,）插入（,C57BL/6J X SJL/J,）,F1,代雌鼠的受精卵中，并引起插入突变（,Im,）,这是,Edward,H.Birkenmeier,(,Bir,),实验室命名的第一只转基因小鼠。,根据转基因动物命名的原则，如果转基因动物的遗传背景是由不同的近交系或远交群之间混合而成时，则该转基因符号应不使用动物品系或种群的名称。,转基因符号的缩写：转基因符号可以缩写，即去掉插入片段标示部分，例如TgN（GPDHIm）1 Bir可缩写为TgN 1 Bir。一般在文章中第一次出现时使用全称，以后再出现时可使用缩写名称。,二、封闭群动物,（一）概念,以非近亲交配方式进行繁殖生产的一个实验动物种群，在不从其外部引入新个体的条件下，至少连续繁殖4代以上,。,有KM小鼠、ICR小鼠、SD大鼠、毕格犬,（二）命名,封闭群由2-4个大写字母命名，种群名称前标明保持者的英文缩写名称，第一个字母须大写，后面字母小写，一般不超过4个字母。保持者与种群名称之间用冒号分开。,如：N：NIH表示由美国国立卫生研究院（N）保持的NIH封闭群小鼠。,Lac:LACA表示由英国实验动物中心（Lac）保持的LACA封闭群小鼠。,某些命名较早，又广为人知的封闭群动物，名称与上述规则不一致，如Wistar大鼠封闭群，日本的ddy封闭群小鼠等。,（三）封闭群的特征及应用,1、具有杂合性,他的这个特性避免了近交衰退的出现，呈现出杂交优势，所以其生活力、生育力都比近交系强，具有繁殖率高，疾病抵抗力强，故封闭群可以大量生产，供应量充足。,2、由于没有从外界引进新的血缘，其遗传特性以及其他反应性能保持相对稳定；但群内个体间由于具有杂合性，所以个体间的反应性、重复性、一致性没有近交系、杂交系动物好。,三、杂交群,根据科学研究的需要，将两个（或两个以上）不同近交系动物之间进行有计划的交配所获得的第一代动物称为,系统杂交动物（F1动物）,；杂交群动物就是不同品系或种群之间杂交产生的后代。必须指出,实验动物的F1代与动物遗传学上的F1代不一样,动物遗传学的F1代是指两个非同种的动物交配繁殖的后代,如马和驴交配后生的骡子。而实验动物F1代的亲代不仅是同种,而且是近交品系。,(一)概念：,两个近交品系动物之间进行有计划交配所获得的第一代动物。,各个体具有相同的表型和基因型，是医学生物学研究中所使用的相同基因型动物的一种。,杂种F1代动物不是一个品系或品种,，因为它不具有育种功能，不能繁殖出与自身基因型相同的后代。,(二)杂交F,1,代动物的特点及其应用,1、遗传和表型的一致性：,杂交F,1,代的基因不是纯合子，但个体间基因型是整齐一致的，遗传性是稳定的，表现型也一致。广泛用于营养、药物、病原和激素的生物学评价。,2、,基因型一致,：,杂交群动物虽然具有杂合的遗传组成，但个体间基因是相同的,可接受个体间、亲本品系细胞、组织、器官、肿瘤移植。用于免疫学、发育生物学研究,。,3、,杂交优势：,具有较强的生命力，对疾病的抵抗力强，寿命较长，容易饲养。适用于携带保存某些有害基因和长时间的慢性致死实验，可作为代乳动物，卵、胚胎、卵巢移植的受体。,4、,国际分布广泛：,实验结果便于国际上进行重复和交流。,5、干细胞的研究，移植免疫的研究，单克隆抗体的研究，细胞动力学研究，作为某些疾病研究的模型。,（三）命名：,其杂交动物的,雌,性亲代名称在前，,雄,性亲代名称居后，二者之间以大写英文字母“X”相连表示杂交。将以上部分用括号括起，再在其后标明杂交的代数（F1、F2等）,对品系或种群的名称可使用通用的缩写名称。,如：（C57BL/6 X DBA/2）F1=B6D2F1,(NMRI X LAC)F2,(C3H X C57BL/6)F1高发乳腺癌系,(C57BL/6 XC3H)F1低发乳腺癌系,C3H 高发乳腺癌，C57BL/6低发乳腺癌；可通过母乳传递乳腺癌因子。,第二节 按微生物学控制分类,在饲养动物的环境中及普通动物的体表及体内，均存在着大量种类繁多的微生物和寄生虫。,引起人兽共患病和动物烈性传染病的微生物举例,病毒,细菌,病毒,鼠痘病毒,艾滋病病毒,淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒,流行性出血热病毒,鼠痘病毒,鼠痘是由鼠痘病毒引起的传染病。,急性引起大批动物死亡。,亚急性或慢性使患鼠肢尾肿胀，发炎和坏疽脱落，呈“缺肢,”,畸形。,艾滋病病毒,艾滋病是由艾滋病病毒引起的人、猴共患病。,免疫缺陷。,淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒,淋巴细胞性脉络丛脑膜炎是一种由淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒引起的急性人和大、小鼠共患的传染病。,主要侵害中枢神经系统，呈现脑脊髓炎的症状。,流行性出血热病毒,流行性出血热是由流行性出血热病毒引起的主要发生于大鼠的烈性传染病，也是一种人兽共患的传染病。,主要特征：高热、出血、肾脏损伤，严重者可导致死亡。,沙门杆菌,沙门氏菌病是由阴性的沙门杆菌引起的人兽共患病，豚鼠、大鼠、小鼠、兔、猴等均易感染。,布鲁杆菌,布鲁氏菌病是由革兰氏阴性的布鲁杆菌引起的人、实验动物的感染性疾病。,主要引起牛、羊、猪等动物流产、睾丸炎，人易发波浪热。,实验动物常见细菌感染对实验的干扰,引起人兽共患病的细菌：如沙门氏菌、志贺氏菌、布氏杆菌、结核杆菌等。使人和动物发病，使实验研究中断。,动物致病菌：如鼠棒状杆菌、泰泽氏菌等。可引起动物的严重疾病，使实验中断，造成浪费。,条件致病菌：如金黄色葡萄球菌，当动物在某些诱因的作用下，机体抵抗力下降，导致发病。不仅影响动物的生产，还会干扰实验结果。,常见细菌对常见实验动物的危害,细菌 易感动物 危害,沙门氏菌 所有动物 消化道感染。急性爆发,死亡快;亚,急性感染,表现为腹泻,肠炎;慢性,感染表现为隐性感染.,志贺氏菌 猴,人 等 消化道感染，急性表现为高热,呕吐,脓血便;慢性表现为长期带菌。,布氏杆菌 犬,人等 生殖道感染。,结核杆菌 猴人等 呼吸道感染。,鼠棒状杆 小鼠,大鼠 呼吸道,消化道感染,以隐性感染为,菌 主。表现为皮下脓肿,多发性溃,疡,呼 吸困难。,泰泽氏菌 小鼠,大鼠,仓鼠等 以隐性感染为主,腹泻,肝坏死等。,金黄色葡 小鼠,大鼠,豚鼠兔 消化道感染,皮炎,结膜炎,肺炎等。,萄球菌,链球菌 豚鼠,大鼠 肺炎,胸膜炎,结膜炎等.,绿脓杆菌 小鼠,大鼠,豚鼠等 消化道,呼吸道感染。,感染了致病微生物的实验动物影响,实验动物的健康,实验结果的可靠性、可重复性和准确性,严重威胁实验者的身体健康,因此必须对实验动物进行微生物控制。,目前,按,对微生物控制的净化程度,国际上把实验动物分为,无菌动物,悉生动物,无特殊病原体动物（,SPF,动物）,普通动物,国际分类,实验动物在我国分四级,无菌动物：四级动物,无特定病原体动物,(SPF,动物,),三级动物,清洁动物：二级动物,普通动物：一级动物,小鼠，大鼠：,清洁级，,SPF,级，无菌级,豚鼠，兔，地鼠,：,普通级，清洁级，,SPF,级，无菌级,犬，猴：,普通级，,SPF,级,第一节 无菌动物,(germ free animal,GF),一、基本概念,二、无菌动物的发展,三、基本特征,四、应用情况,一、基本概念,以,无菌技术,获得，用,现有,的科学知识和检测技术，不能从动物体表及体内,检出,任何活的微生物和寄生虫,的动物。,无菌技术,临产前的健康动物脱颈椎法处死浸泡在37灭菌液中送进无菌隔离器按无菌手术剖腹切除带胎子宫（子宫内首先应无菌）将其浸入消毒液里，并输送到另一隔离器中切开子宫取胎，用灭菌纱布揩拭仔体并断脐 放隔离器内，人工喂乳或用其它品系的无菌母鼠作保姆供养。,另外，禽类、鱼类、昆虫类等是在卵中无菌的前提下形成的，故用药物将卵周围灭菌后移入灭菌隔离器内使其孵化即可。,“无”:,不是绝对的，而是相对的，是以现有的科学知识和检测技术不能检测出活的微生物和寄生虫。,“菌”：,细菌、病毒、支原体、衣原体、立克次氏体、螺旋体、真菌、寄生虫,“非一过性无菌”：,不是用抗生素来得到的一过性的无菌，而是以无菌技术获得的。,二、无菌动物的发展,1,、首先建立了无菌生命可以存活的观点(1895-1910年),在1885年有人在无菌条件下培育豌豆，提出植物不能利用供给的养分。,同年Pasteur认为动物没有肠道菌参与不能生存。,在1886年生物学家Nenk提出了相反的看法，,在1895年Nuttall等人经剖腹产，用牛奶饲喂获得了,无菌豚鼠,，第八天后处死，肠道未检出细菌。,1898年Schottelius获得了无菌鸡，在无菌环境中养活了17天，通过这一系列的试验，证明了无菌生命可以存活的观点。,2、无菌动物的研究（19101940年）,营养：在1922年Baeot和Harden发现了无菌蝇蛆必须饲喂B族维生素才能正常生长。,饲育环境：1915年德国的斯科特首次研制无菌隔离器，1928年美国圣母大学细菌实验室的Reynies首次设置了不锈钢制的大型隔离器，用以饲养无菌动物，从此开展了无菌动物的系统研究。,3,、无菌动物的培育,大鼠、小鼠、豚鼠、家兔,无菌动物的培育和使用是实验动物科学的第二次重大进展。,三、基本特征,外观状态,形态结构,生理功能,生化代谢,外观状态,与普通动物无差别,形态结构,消化系统：,盲肠大。其盲肠约占体重的25%，（尤其是家兔、豚鼠等草食动物。）盲肠壁肌层变薄，体积变大，盲肠及内容物的总重量为普通动物的 5-10 倍。,无菌动物注入梭状芽孢杆菌,则可缩小盲肠体积。,肠蠕动减慢，肠绒毛细疏，肠壁组织胺含量低。,形态结构,血液循环系统：,心脏相对变小，,白细胞数量减少，且数量波动范围小。,形态结构,免疫系统：,无菌动物几乎没有受过抗原刺激，其免疫机能基本上处于原始状态。,表现在：,胸腺处于原始的不活跃状态,脾脏相对缩小,淋巴结重量轻，处于功能较不活跃的状态,生理功能,生殖：影响不大,无菌大、小鼠的繁殖能力较强,无菌草食动物如家兔、豚鼠的繁殖力则降低。（因为其盲肠特别大）,生理功能,生长：对不同种属动物影响不同。,无菌大、小鼠的生长发育与普通大、小鼠无差异；,无菌豚鼠、家兔的生长发育能力则低于普通动物。,无菌禽类生长率高于普通禽类，,生理功能,免疫功能：免疫功能处于原始状态，应答速度慢，过敏反应、对异体移植物的排斥反应以及自身免疫现象消失或减弱。,抗辐射能力：较强,寿命：较长,生化代谢,物质代谢周期比普通动物长,体内不能合成维生素B、维生素K,血中含氮量少,肠管对水的吸收率低,四、应用概况,、在微生物研究中的应用,、在免疫学研究中的应用,、在营养学研究中的应用,、在老年医学研究中的应用,、在放射医学研究中的应用,、在微生物研究中的应用,在细菌学研究中的应用,在病毒学研究中的应用,在真菌感染研究中的应用,在原虫感染研究中的应用,在细菌学研究中的应用,研究细菌间的相互拮抗性、细菌与宿主间的关系,无菌豚鼠（经口）霍乱弧菌死亡,同时感染梭状芽孢杆菌不死亡,说明：梭状芽孢杆菌能拮抗霍乱弧菌的作用。,无菌豚鼠（经口）福氏痢疾杆菌死亡,先接种大肠杆菌不死亡,在病毒学研究中的应用,病毒性疾病的研究：无菌动物是研究病毒的毒性、病毒的提纯、安全疫苗和特异性抗病毒血清的有用工具。,某些病毒的致病作用与机体本身内在关系的研究:如普通猫易感猫瘟病毒，而无菌猫不易感，说明感染受肠道微生物的影响。,在真菌感染研究中的应用,无菌雏鸡（经口）白色念珠菌菌丝体较多，并侵入肠道粘膜,如将大肠杆菌（接种）无菌雏鸡不会出现真菌感染,在原虫感染研究中的应用,无菌豚鼠盲肠（接种）溶组织阿米巴不引起感染死亡,普通豚鼠致死性感染,、在免疫学研究中的应用,a.,是研究免疫发生发展机理与生产高效优质疫苗的最理想动物,b.研究免疫系统功能与机体受感染后感受性改变的关系,c.普通动物使用免疫抑制制剂后，抵抗力降低，易继发感染而死亡，因此常用GF动物进行免疫抑制试验,GF的诞生大大加速了免疫学的进程,、在营养研究中的应用,无菌动物是研究营养学的良好模型。,如：应用无菌动物可以研究那些菌可以合成VB、VK。,、在老年病学研究中的应用,无菌大鼠：心脏、肺、肾、脑等没发现与年龄相关的病变；普,通大鼠则有。,无菌小鼠：自然死亡期比普通小鼠长，,研究表明微生物因素与机体老年化有关。可以以之进行衰老的研究。,、在放射医学中的应用,可以将由放射所引起的症状和感染所引起的症状区别开。,、龋齿病因研究,龋齿的形成和微生物有关，乳酸杆菌起主要作用，但一直没有得到实验的证实。,无菌动物的出现，才有可能对龋齿进行研究。,研究结果表明，微生物参与龋齿的形成，链球菌是主要的原因，而不是乳酸杆菌。,近年发现，细菌感染和其他牙病也相关。,二 悉生动物（Gnotobiotic animal,GN）,广义的悉生动物包括无菌动物，悉生动物、SPF动物。,狭义的仅指悉生动物。,（一）基本概念,通常是指在无菌动物的基础上，经人工植入已知菌的动物，又称为已知菌动物或已知菌从动物,。,（二）悉生动物动物的特征,悉生动物比无菌动物易于饲养管理，生长发育正常，繁殖力增强，抵抗力增强，其形态结构、生理特点、生化代谢等方面与无菌动物相似。,（三）悉生动物动物的应用,构成与已知微生物相互依赖的复合体，主要是用来研究动物与微生物间或微生物与微生物之间的相互关系,。,三 无特定病原体动物(specific pathogen free animal,SPF),（一）基本概念,（二）基本特征,（三）应用情况,（一）基本概念,指不携带人兽共患病原体，而且不携带主要,潜在感染或条件致病,和对科研实验干扰大的病原体的动物。,或指动物体内无特定的微生物和寄生虫存在，但带有非特定的微生物和寄生虫的动物。,悉生动物与动物的异同,相同点：体内都无病原微生物，但都带有非致病,的其它微生物种类。,不同点：悉生：带哪些微生物是清楚明了的。,SPF：只清楚体内排除了哪些微生物，真,正体内带有微生物的情况是不清楚的。,（二）基本特征,繁殖率高，自然死亡率低，动物实验中动物死亡率减少，能取得可靠的实验结果，可用于长期实验。,（三）应用概况,广泛应用于药理学、毒理学、肿瘤学、免疫学、传染病学等实验研究。,SPF,动物为健康无病动物，可用于细菌、病毒性诊断血清和各种疫苗的生产及生物制剂的检测。,四 清洁动物,(clean animal,CL),（一）基本概念,（二）基本特征,（三）应用概况,（一）基本概念,排除人兽共患病和动物主要传染病病原体，不携带对动物危害大和对科学研究干扰大的病原体的动物，也称清洁普通动物或最低限度疾病动物。,（二）基本特征,是根据我国国情设定的等级动物，是我国特有的一类实验动物。,较普通动物健康，又较,SPF,动物容易达到质量标准，在动物实验中可免受动物疾病干扰，在我国得到较广泛的使用。,（三）应用概况,在我国可用于大多数科研研究。,五 普通动物(conventional animal,CV),（一）基本概念,（二）基本特征,（三）应用概况,（一）基本概念,不携带主要人兽共患病和动物烈性传染病病原体的动物。,（二）基本特征,是微生物控制标准最低的动物。,对实验结果的反应性较差。,（三）应用概况,生产费用低，多,用于教学示教。,作为某些实验研究探索方法的预试实验之用。,不能用于正式的科学研究。,不同等级动物优缺点比较,类别 无菌动物 SPF动物 清洁动物 普通动物,传染病 无 无 无 有或有可 能 体外寄生虫 无 无 无 有或有可 能,实验结果 明确 明确 明确 有疑问,应用动物数 少 少 少 多或大量,统计价值 很好 可能好 较好 不准确,长期试验 可能好 可能好 可能好 困难,死亡率 很少 少 较少 高,长期实验,存活率 约100%约90%约80%约40%,结果价值 很高 高 较高 有,疑问,实验动物微生物检测要求,选定检测项目：,检测程序：,检测方法：,检测的间隔时间：,检测项目分类：,选定检测项目：,根据中华人民共和国国家标准GB14922.2001实验动物微生物等级及检测要求：,外观指标,病原菌指标,病毒指标,检测程序：,检测的动物应当日按细菌、真菌、病毒要求联合取样检查。,按GB149252001中的规定：,检测方法：,GB/T 14926.1-14926.642001中的规定分项进行。,检测的间隔时间,检测间隔以3个月一次为宜，至少每年检查2次，选在春、秋季疾病多发季节为佳。,按GB14922，22001中的规定。,普通级动物、清洁动物、无特定病原体动物每三个月至少检测动物一次；无菌动物每年检测动物一次，每2-4周检查一次动物的生活环境标本和粪便标本。,检测项目分类：,必须检测项目：是指在进行实验动物质量评价时必须检测的项目。,必要时检测项目：是指从国外引进实验动物时;怀疑有本病流行时;申请实验动物生产许可证和实验动物合格证时必须检测的项目。,实验动物的标准化,使用标准化动物,并在实验过程中也按标准环境饲养,能消除因实验动物遗传和微生物寄生虫等引起反应的不一致性。,只有这样才能把我们的研究结果与不同国家、不同实验室同类的研究结果相比较，我们的研究成果、论文才能在国际得到公认。,所谓标准化动物是指遗传背景明确或来源清楚的,对其携带的微生物实行控制,饲养环境一致(标准化)，模型性状显著且稳定的动物。,实验动物的标准化是实验中选择实验动物的前提条件。,实验动物的标准化包括,实验动物质量的标准化,饲养环境设施的标准化,实验动物质量的标准化,遗传学质量的标准化,微生物学、寄生虫学质量的标准化,遗传学质量的标准化,按遗传学控制可将实验动物分为以下四类：近交系动物、封闭群动物、突变系动物、系统杂交动物。,微生物学、寄生虫学质量的标准化,按微生物学控制标准,即根据微生物的净化程度及携带的寄生虫状况,将实验动物分为四级:,一级,普通级动物；二级,清洁级动物；三级,无特定病原体动物（SPF）；四级,无菌动物。清洁级动物是根据我国当前国情采用的一种过渡级别,可视为合格的实验动物。在发达国家SPF级动物为标准的实验动物。,实验动物环境设施的标准化,严格按照国家技术监督局颁布的实验动物环境设施要求。,要求各个级别的实验动物应在相应的环境设施内进行操作和饲养。,如：无菌动物要在隔离系统内,SPF级动物要在屏障系统内,清洁级动物要在亚屏障系统内进行实验操作和饲养,不能在开放系统中进行,否则动物会被污染成为普通级动物。,医学实验动物管理实施细则,指出,:“,医学实验与研究应当根据不同目的,选用相应合格的医学实验动物,并应在相应级别动物实验环境设施内进行。普通级实验动物,(,一级,),只能用于教学实验和某些科研的预试验。,卫生部级课题及研究生毕业论文等科学实验必须应用清洁级以上的实验动物”。,可见，,医学科研需要使用清洁级及以上的实验动物。,实验动物的书写注意事项,书写论文时,应书写所使用实验动物的合格证号、品种、品系、体重、级别、性别和遗传背景或来源，以显示科研工作的可比性、科学性、可重复性。,SD大鼠，雌雄各半，体重180-200g,由成都中医药大学实验动物研究中心提供，生产许可证号：04-11，检疫后备用。,昆明种小鼠，雄性，体重18-22g，由成都中医药大学实验动物研究中心提供，生产许可证号：04-11，检疫后备用。,BALB/c-nu/nu裸鼠，SPF动物，雌雄各半，体重28-30g，8周龄。由成都中医药大学实验动物研究中心提供。生产许可证号：04-12，检疫后备用。,实验者应该根据课题研究的目的和要求选择适当等级和品系的动物,在相应等级的饲养和实验条件下完成的该实验研究,这样的实验结果才能体现科学性、可信性、可重复性和一致性。,第三章 实验动物的环境控制,第三章 实验动物的环境控制,基因型,表现型,演出型,发育环境,周围环境,实验动物的性状表现，由多种因素决定，概言之，就是遗传因素,和环境因素的综合结果。且动物的遗传性状也受到环境因素的影响。,第三章 实验动物的环境控制,R=（A +B +C）D +E,实 动 品 动 环 实,验 物 系 物 境 验,总 种 的 个 影 误,的 的 反 体 响 差,反 反 应 的,应 应 反,应,第三章 实验动物的环境控制,环境控制的概念：,是研究饲养条件对实验动物的健康和质量所产生的影响，以及研究改善饲养条件的措施。,第四章 实验动物的环境控制,饲养条件,：饲养过程、饲养管理、饲养环境,饲养过程,：随着设备、材料、手段而改变,饲养管理,：管理程序、人员配比、操作形式,饲养环境,：外环境、内环境（大小环境）,第一节 环境因素对实验动物的影响,1、环境因素的分类,2、环境因素的影响,一、环境因素的分类,1、气候因素：温度、湿度、气流、风速等,2、物理因素：照明、噪音、粉尘等。,3、化学因素：空气（O2和CO2）、臭气（NH3、H2S）和各种有害气体（SO2、NO2）,4、居住因素：房舍、饲养笼具、垫料、喂食器和饮水器，内环境等。,5、生物因素：微生物、动物密度、人、动物之间,1、气侯因素,温度,湿度,气流,风速,温 度,1,、低温对动物的影响,外观表现,生长繁殖,生理生化,药物反应,2,、高温对动物的影响,：,外观表现,生长繁殖,生理生化,药物反应,当环境温度不同时,药品和化学品对实验动物的毒性也有较大差异。下表列出了,不同环境温度条件对药物LD50 的影响。,环境温度对药物LD50 的影响,(mg/kg),药 物,26.7,15.5,苯异丙胺,90.0,197.0,盐酸脱氧麻黄碱,33.2,110.0,麻黄碱,56.5,477.1,湿 度,1、,低湿对动物的影响：,A、大、小鼠的摄食量、饮水量、活动量都略有增加,B、当相对湿度在40%以下时，大鼠易发生,环尾病,，在低湿的情况下，多数动物会出现干裂，哺乳母鼠拒绝哺乳或吃仔鼠，容易使室内灰尘上升，易引起呼吸道疾病。,（兔子、猫喜欢低湿干燥的环境）,湿 度,2、高湿对动物的影响：,A.出现吃仔现象，抵抗力下降，呼吸数上升。,B.在85-90%时，实验室空气中的细菌数，NH3浓度上升，也易引起动物呼吸系统疾病，也易使饲料、垫料发霉变质。,（新捕获的猴需较高的温度和湿度，尤其是南美产的猴。）,气压、气流、风速,气流,风速：,随着风速的增加，体温就随之下降，摄食量也上升，因此，不宜将风直接吹向动物，但当风速过小时，臭气不易排出，散热也困难，易使动物患上疾病。,气 压：,除生物安全屏障系统为负压以外（感染性和放射性），通常应保持为正压，且不低于20 Pa50 Pa,。,2、物理因素,照明,噪音,粉尘,照 明,（1）照明的波长和灯光颜色：波长和灯光颜色可影响小鼠的自发行动，红光使大鼠的泌乳能力增加；紫外光可使动物合成维生素D，杀菌、防止佝偻病发生。,（2）照明的强度：,过强：视网膜、视网器官损害。,过低：器官退行性改变。,（3）照明时间：,过长：过度刺激生殖系统、大、小鼠可出现持久性阴道角化，有多数卵泡达到排卵前期，但不形成黄体。,过短：抑制大鼠的生殖过程，使卵巢减轻，生殖器退化。,光照形式应采用明、暗交替形式。明暗交替比为12：12或14：12,噪 音,（1）生理变化：心跳加快，呼吸频率加快，血压 升高，烦躁。,（2）听觉器官：听觉器官损害，120-140分贝耳疼痛，160分贝出血。,（3）生殖方面：噪身过强或持续不断可使母鼠咬死仔鼠或吃掉幼子,（4）神经系统：发生听源性痉挛，使动物兴奋和控制失去平衡及部分神经细胞受损,粉 尘,1、,粉尘产生：室外粉尘随空气进入,动物被毛皮屑脱落,饲料残渣,垫料残渣,动物排泄物,2、粉尘影响：直接损害：呼吸系统,微生物载体,变态反应：皮毛、蛋白质为抗原，易,引起动物和人的变态反应,3、化学因素,（1）有害气体,影响：,A.氨浓度过高，会刺激动物的黏膜而引起流泪、咳嗽，严重时产生急性肺水肿，而造成动物死亡。,B.可使呼吸器官的黏膜产生异常或炎症。,（2）饮 水,主要是污染：消化道疾病,大鼠每天饮水量为20ml，小鼠为4-7ml。缺水一夜动物则萎靡，脱水严重时死亡。,水质要求：,普 通 动 物：城市生活饮用水卫生标准要求。,SPF、无菌动物：进行氯化消毒或采用盐酸酸化法（达到,PH2.5-2.8）以及采用高压灭菌法。,4、居住因素,（1）笼 具,（2）垫 料,（3）供水器和供食器,（,1）笼具,影响：,一般认为用不同质结构的笼具饲养动物，没有影响，但也有报道说由于饲养动物笼具材料性质的不同而带来实验结果的差异。有人实验用不锈钢笼和塑料盒饲养大鼠长达两年，结果发现塑料盒组的死亡率高，肝、肾增大，血清胆固醇和磷脂质含量均高，长期用不锈钢笼饲养家兔出现疾病（脚皮