小鼠、大鼠、豚鼠的生物学特性及应用(医学PPT课件).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,2014/11/27,#,小鼠、大鼠、豚鼠的生物学特性及应用,刘,欣,湖北医药学院,生物学特性,常用的品种品系,生物医学中的应用,日常饲养管理,小鼠,小鼠（,Mus musulus,mouse,）属哺乳纲，,啮齿目,(,Rodentia,),，鼠科,(,Muridae,),，小鼠属,(,Mus,),。,实验小鼠来源于野生小鼠，从,17,世纪开始用于比较解剖学研究及动物实验后，经长期人工饲养、选择、培育，目前已培养成,500,多个独立的近交系、,200,多个远交种和,400,多个突变品种品系。,小鼠是目前世界上研究最详尽、用量最大、应用最广泛的哺乳类实验动物。,继人类之后第二个完成基因组测序工程的哺乳类动物,解剖特点,遗传特性,营养特点,1.,生物学特性,行为习性,生理特点,解剖特点,遗传特性,营养特点,（,1,）,喜黑暗、安静环境，进食、交配、分娩都在夜间。,体型小，环境适应能力差，性情温顺。,（,2,）,（,3,）,（,4,）,胆小怕惊，对外界刺激敏感。例如：强光、噪音等,刺激,。,雄性小鼠具有分泌,醋酸胺,臭气的特性,。,行为习性,傍晚、黎明,食仔,解剖学特点,骨骼系统,消化系统,心血管系统,呼吸系统,泌尿系统,生殖系统,门齿（,incisor tooth,）终身不断生长,，故需要经常磨损来维持齿端的长短，保持长度的恒定。,下颌骨在各近交系小鼠间形态和大小有显著差异，一般环境因素对其几乎没有影响，,50,日龄后也不再变化，,下颌骨形态分析技术进行近交系小鼠遗传质量监测。,纯种动物的意义,小鼠的唾液腺分为耳下腺、,颌下腺,和舌下腺,成年小鼠食管细长约,2cm,，内壁为,角质化鳞状上皮,。,成年小鼠胃容量小,（,1-1.5ml,，灌胃剂量不能超过,1ml,）,。,心尖位于近,胸骨段第四肋间,，小鼠,心脏采血,的进针部位。,肉眼观察尾部有四条明显的血管。左右,两侧和腹侧,注射。,桑葚状，,系膜（脂肪垫）,包绕，不与腹腔相通，,无宫外孕,。,双睾丸，幼年时藏于腹腔内，性成熟后下降到阴囊,。,生理特点,生长,发育,新生小鼠赤裸无毛，体重约,1.5-2.0g,，,4-6,日龄被毛长齐，,3,周龄可断奶,(,分雌雄,),，,4,周龄体重可达,12-19g,。,生殖,生理,6-7,周龄已性成熟,。雄鼠体成熟为,10-11,周龄，雌鼠为,9-10,周龄，雌鼠,性周期,4-5,天,，,妊娠期为,19-21,天，性活动可维持,1,年左右,雄鼠,5,周龄时可在附睾精液中找到活泼的精子，雌鼠在这个时间段即可发情排卵。,哺乳期,20-22,天，每胎产仔,6-15,只,。,计划生育研究,寿命为,2,年,生殖,生理,Whitten,反应是指雌鼠性周期在同笼雌鼠密度过大时可延长甚至抑制，在有雄鼠存在时可缩短甚至恢复。,精子和卵子在,输卵管壶腹部,受精开始卵裂发育,，,受精,3,天,后，胚胎进入子宫,。,生长,发育,与单笼饲养的小鼠相比，群居的小鼠对饲料消耗快，生长发育也,快，雄性,小鼠群居时易发生,斗殴。,群体中处于优势的雄性小鼠常常将处于劣势者的胡须拔光,自己保留胡须,被称为,“理发师”。,小鼠体重增长的快慢，因品种品系、母鼠健康状况、仔鼠多少、生产胎次、饲料营养和环境条件的不同而有所差异。,阶段,涂片,卵巢,发情前期,仅有有核上皮细胞,卵泡增大,发情期,角质化上皮细胞,排卵,发情后期,有核上皮细胞混有白细胞,卵泡闭锁，生成黄体,发情间期,白细胞、少数有核细胞及粘液,卵泡生长,合笼,雌鼠性成熟后，卵巢产生卵细胞并分泌雌性激素，出现明显的,发情,周期。根据阴道涂片所观察到的阴道上皮细胞变化，可进一步推测卵巢、子宫、激素变化和所处的发情阶段,，可以进一步进行同期发情，或者超数排卵等方面的实验。,配种最好在,65,90,日龄，交配后,10-12,小时,，雌鼠在阴道口形成一个白色的,阴道栓（,vaginal plug,）,，,有防止精液倒流、提高受孕率的作用，,被视为交配成功的标志。,阴道栓,是雄性小鼠的腺体（精囊腺和凝固腺）分泌物在阴道内凝固而形成的产物。,血配,：,分娩24小时内又可受孕,，形成产后妊娠。,边哺乳边怀孕，由于血配的小鼠交配后正处于哺乳期，影响受精卵的正常植入，因而出现数天甚至是十几天的受精卵滞育期，故血配的雌性小鼠妊娠期较长，可达,2835,天。,13,天半,体温,调节,小鼠对寒冷的应答为,不发抖产热作用,，,寒冷状态下小鼠产生的热量相当于基础代谢的,3,倍,。,如果环境温度升高，则通过体温升高，代谢率下降及耳血管扩张加快散热。,体温,调节,事实上，新生小鼠是变温动物，在,20,日龄前其体温调节能力很差。持续低温会造成小鼠繁殖能力和抗病力下降，持续高温会引起小鼠死亡或者某些功能的不可逆损害。,小鼠没有汗腺，不能加大喘气，唾液分泌的能力有限,小鼠体表面积相对较大，对环境温度的波动有明显的生理学反应。,依靠母鼠,水分,代谢,饮水不足比其他哺乳动物更为敏感,，,呼出的气体在鼻腔内冷却以及尿液的高效浓缩，都有助于水分保持。,小鼠尿量少，每次排尿仅,1-2,滴。,遗传,特性,小鼠有,20对染色体,(2n=40)，推测小鼠共有,3,万多个结构基因，已查明定位的仅有,648,个，其中毛色基因是识别品种品系的最简单的标记,由于小鼠的蒸发表面与整个身体相比所占的比例大,。,小鼠与人类功能基因的同源性高达,90%,以上。,大鼠,染色体（,42,）豚鼠,染色体,（,3,2,）,BALB/c,白色近交系小鼠，,1923年即作为近交系培育，国际公认“标准”近交系，1979年从美国引入中国。,特性：乳腺癌发病率低，但当用乳腺肿瘤病毒诱发时发病率增高；与其它品系相比,血,压,较高，多有心脏,损害,，常,发动,脉,硬化；生产性能,良好,，所需,饲,料,中蛋白质含量,要求高,，常用,于,单克隆抗体,与,免疫学研究,。,2.,常用的品种品系,C57BL,黑色，,1921,年培育，,1937,年从此系中分离出,C,57,BL/6,和,C,57,BL/10,两个亚系。,1975,年从日本引入中国。,特性：对放射物质耐受性强；补体活性高；对结核杆菌敏感；对鼠痘病毒有一定抵抗力，嗜酒精性高。,继人类之后第二个完成基因组测序工程的小鼠品系,，,在近交系小鼠中使用量最大，并常作为,遗传工程小鼠背景品系的小鼠。,C,3,H,野生色，,1920,年白化雌鼠与乳腺肿瘤高发,DBA,系雄鼠杂交，再经,20,代以上,近交培育,而获得。,19,8,5年从美国引入中国。,主要特性：,乳腺癌发病率高,，6-10月龄雌鼠乳腺癌自然发生率达85,-99,%,。,615,小鼠,深褐色，,国内育成,。,1961,年中国医学科学院血液病研究所用,KM,种小鼠雌鼠与苏联引进的,C,57,BL,雄鼠杂交，尔后又作近交培育而成。,1985,年被国际小鼠遗传命名委员会承认。,主要用于白血病等的研究。,DBA,淡灰色，,1909,年在毛色分离实验中,建立，,人类最早育成的近交系小鼠品系。,1929,年在亚系间进行杂交，建立了两个亚系：,DBA/1,、,DBA/2,。,DBA/1,系,：对,结核菌,敏感，对,疟原虫感染有,抵抗力，对,鼠伤寒,C5,敏感。,DBA/2,系,：,36,日龄小鼠听源性癫痫发作为,100%,，雄,鼠接触氯仿和乙二醇的氧化物，以及维生素,K,缺乏时，死亡率高。,白色，,系我国培育的近交系,。,1955,年天津医学院育成,TA,1,，,1963,年育成,TA,2,。,1985,年被国际小鼠遗传命名委员会承认。,主要特性：,TA,1,为自发低乳腺癌系，,TA,2,为自发高乳腺癌系。,主要用于乳腺肿瘤的研究。,TA1,(,津白,1,号,),、,TA2(,津白,2,号,),NIH,白色，由美国国立卫生研究院（,NIH,）培育。主要特性：繁殖力强，产仔成活率高，,雄性好,斗，,易打伤致残。,免疫反应敏感性比昆明鼠强，,是国际通用的封闭群实验动物。,主要用于药物毒理研究和生物制品检定。,KM,抗日战争时期从印度进入我国，以后被带到北京，并被推向全国的一种在我国使用最广、使用量最大、抗病力、适应性强的白色封闭群小鼠。,在生育过的老龄雌鼠中，常有自发性乳腺癌，发病率约,25%,。,昆明,小鼠适应性强，繁殖力高，,受,孕,率在,98%,以上，,每胎,平均产仔,9,只,以上,，已广泛,用于各种,药物毒性,实,验,，生物效应,测定,，药品的,检定。,不宜采用小鼠制作动物模型的实验研究,体温变化的试验,因为小鼠体温变化不稳定。,肺分五叶，左肺单叶，右肺四叶，气管及支气管腺不发达，不适于做慢性支气管炎模型及祛痰平喘药的疗效实验。,催吐试验，因为小鼠无呕吐反应。,动脉粥样硬化试验,因为小鼠不形成动脉粥样硬化。,3.,生物医学中的应用,4.,日常饲养管理,成年,小,鼠,采食量,4-7g/,天,，应,少量勤添,饲喂，每,周添料,3-4,次，,排,粪,1.4-2.8,克,/,天。,成年小鼠饮水,4-7ml/,天,，每,周换水,2-3,次。,更换,垫料每周,1-2,次。,生物学特性,常用的品种品系,生物医学中的应用,日常饲养管理,大鼠,大鼠是,野生褐家鼠的变种,，起源于北美洲，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,Wistar,研究所开发大鼠作为实验动物，目前世界上使用的许多大鼠品系品种均起源于此，是使用量仅次于小鼠的实验动物。,脊椎动物门,哺乳纲,啮齿目,鼠科,家鼠属,褐家鼠种,行为习性,生理特点,一、生物学特性,解剖特点,营养特点,遗传特性,1,喜独居，可耐单个笼养；喜安静环境，对外界刺激敏感。内分泌紊乱，性功能衰退，雌鼠食仔。,2,大鼠较温顺，易于捕捉，大鼠一般不主动攻击人，除非被激怒或营养缺乏时，尤其哺乳期母鼠。,1,、行为习性,3,当空气中湿度低于40%时，常发生,环尾症,，近一步发展可致尾巴节节脱落或坏死。,对粉尘和氨气极为,灵敏，长期慢性刺激时，会引起大鼠肺炎和进行性肺组织坏死。,2,、生理特点,妊娠期,19-23,天，雌鼠,性,周,期,4-5,天,。每,胎产仔数,平均,6-12,只,。,阴,栓,雄鼠,雌鼠,性成熟,45-60d,70-75d,体成熟,90d,80d,新生,大鼠体重为,5.5-10g,两耳开始张开,开始长小,绒毛,门齿,萌出，开始爬行,双眼睁开,被,毛长齐,臼齿萌出,离乳,大鼠的体重变化,大鼠寿命平均,为,2.5-3,年,大鼠对各营养素缺乏非常敏感，易产生营养缺乏症，特别对氨基酸和维生素的缺乏敏感。,能有效地存储脂溶性维生素,B12,，制造维生素,C,以及通过食粪满足其对维生素,B,的大部分需要。,3,、营养特点,营养素缺乏症研究、营养不良研究,VitE,严重,缺乏时雄鼠可终生丧失生殖能力。,4,、解剖特点,骨骼系统,消化系统,心血管系统,呼吸系统,泌尿生殖系统,免疫系统,骨骼系统,臼齿,的解剖形态与人类相似，,供,给致龋菌丛和致龋食物可产生与人一样的龋损，适于建立,龋齿的动物模型。,消化系统,肝分,6,叶，再生能力强，切除,60-70%,后可再生,。,有胆管、无胆囊,，胆管直通十二指肠，适宜作,胆管插管模型,。,消化系统,胃由界限嵴分为前胃和腺胃，食管通过此嵴的一个褶进入胃小弯，此褶是大鼠不会呕吐的原因。,动物种类,体重（,g,）,最大容积（,ml,）,动物种类,体重（,g,）,最大容积（,ml,）,小鼠,20-24,0.5,豚鼠,250-300,4-5,25-30,0.8,300,6.0,30,1.0,兔,2kg-2.4kg,100,大鼠,100-199,3.0,2.5kg-3.5kg,150,200-249,4-5,3.5kg,200,250-300,6.0,猫,2.5kg-3.0kg,50-80,300,8.0,3.0kg,100-150,犬,10kg-15kg,200-500,各种动物一次灌胃能耐受的最大容积,心血管系统,大鼠尾部有四条明显的血管，但,尾部被有短毛和环状角质鳞片,，皮肤较厚，不如小鼠尾静脉注射方便。,泌尿生殖系统,右肾比左肾靠近头侧，其头极在第一腰椎水平，尾极在第三腰椎水平。肾只有一个乳头和一个肾盏，可有效地进行,肾套管插入术,研究。,免疫系统,胸腺由,两,叶,组成，,似,等边三角形,。,大小与结构随年龄而变化，,40-60日龄,时最大以后停止生长，并逐渐退化。,二、常用的品种品系,F344/N,大鼠,白色,近交系,大鼠。,1920,年由哥仑比亚大学肿瘤研究所,Curtis,培育，我国从,NIH,引进。特征：原发和继发性的脾脏红细胞的免疫反应性低。特殊活动性能高，但与远交系,SD,大鼠比较，其,NADPH-,细胞色素还原酶的诱发力低。,该品系大鼠可通过下列肿瘤移植生,长：,Dunning,氏肝癌、肝癌,LC-18,、,乳腺癌,HMC,等等。,Wistar大鼠,白色封闭群大鼠。,1907年由美国Wistar研究所育成，现已遍及世界各国的实验室,，,是我国引进最早、使用最广泛、数量最多的品种。,特点为头部较宽，,耳朵较,长，尾长小于身长。,性周期,稳定，繁殖力强，,产,仔,多,，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。,SD大鼠,白色封闭群大鼠。,1925年美国Sprague dawley农场用Wistar培育而成。,特点为：头部狭长，,尾长接近于身长，产仔,多，生长发育较Wistar,快。对疾病的抵抗力较,强，尤其对呼吸系统疾,病的抵抗力强。自发肿,瘤的发生率较低。,三、生物医学中的应用,1,Add Your Text,2,Add Your Text,3,Add Your Text,4,Add Your Text,5,Add Your Text,药物学研究,心血管疾病研究,行为学研究,内分泌疾病研究,微生物疾病研究,药物学研究,大鼠常作为药物亚急性试验的动物，评价和确定最大给药量、药物排泄速率和蓄积倾向。,药物慢性实验，确定药物的吸收、分布、排泄、剂量反应曲线和代谢，以及服药后的临床和组织学检查。,过滤网,尿液收集,心血管疾病研究,目前已培育出几种高血压品系大鼠，如自发性高血压大鼠（,SHR,）,、遗传性下丘脑尿崩症高血压大鼠，都是研究高血压的首选动物。,1963,年,Okamoto,用,Wistar,近交育成。白色突变系大鼠，其特征是自发高血压，且无明显原发性肾脏和肾上腺损伤，,10,周龄以后动脉收缩压升高，心血管疾病发病率升高，对降压药有反应，是筛选抗高血压药物的良好模型。,行为学,研究,大鼠行为表现多样，,情绪反应灵敏，适应新环境快，神经系统反应方面与人又一定相似性。,常用,大鼠,研究各种行为和高级神经活动。,如进行,水,迷宫试验，奖励和惩罚试验，成瘾习惯药物的行为学研究。,1981,年，英国心理学家,Morris,首次设计应用了这种水迷宫来研究大鼠大脑学习记忆机制。此后该迷宫系统成为评估啮齿类动物空间学习和记忆能力的经典程序，广泛运用于神经生物学、药学等领域的研究。,内分泌,疾病,大鼠的内分泌腺容易手术摘除,，,尤其是垂体更,容易,摘除，附着,在漏斗的下部，用吸管就可以轻松地吸除垂体。,常用于研究激素腺体和靶器官的相互作用,。,微生物,疾病,大鼠,对多种细菌、病毒和寄生虫敏感，适宜复制疾病模型,。,出生,5,天的大鼠接种流行性感冒杆菌用以研究细菌性软脑膜炎。,1,岁的大鼠静脉内接种大肠杆菌可产生肾盂肾炎病的动物模型。,成年大鼠的食料量,为,20-30g/d,，应,少量勤添,饲喂，每,周添料,3-4,次。,成年大鼠的饮水量,为,45-60ml/d,，每,周换水,2-3,次。,更换,垫料每周,1-2,次。,四、日常饲养管理,Page,72,豚鼠的名称很多，如荷兰猪、天竺鼠、葵鼠、海猪、几内亚猪，,在动物学的分类是哺乳纲、啮齿目、豚鼠科、豚鼠属。,体形短粗、身圆、头大、颈部和四肢较短，,不善于攀登跳跃。,前肢四趾，后肢三趾，爪短而锐利，两眼明,亮，耳,朵,血管鲜红明显，上,唇分裂。豚鼠有全白、三花,及黑色等多种毛色。,豚鼠,Page,73,一、生物学特性,解剖特点,营养特点,外形特征,行为习性,解剖特点,生理特点,营养特点,喜群居，其活动、休息、采食多呈集体行为。,喜干燥清洁的生活环境且需较大面积的活动场地。,行为习性,性情温顺，很少发生斗殴。胆小易惊，对外界突然的响声、震动和环境变化十分敏感,。,普赖厄反射（听觉耳动反射）：表现为耳廓竖起以应答尖锐的声音。,可引起,乱作一团、,四,处逃散或,呆滞不动，甚至引起孕鼠流产。,1,性成熟早，雌性3045天，雄性70天左右。,一般五月龄时达到体成熟才可配种繁殖,（,阴栓,）。,性周期平均16天,左右,；妊娠期较长，在6570天之间,，,哺乳期1420天,，产仔数17只,。,2,新生豚鼠出生后即能活动。表现为全身覆盖被毛，有门齿，耳眼已张开，,出生后,4,小时后就可以行走和采食，,3-4,天即可独立生活。由于这一特点，有利于剖腹产后无菌豚鼠和,spf,豚鼠的人工哺育。,泌乳能力强,，,只有一对乳头，,但都能养活,，,有互相哺乳习惯，这与其他动物不同。,生理特点,成年豚鼠体重一般为,350,600,克，,寿命一般为,4,5,年,。,过敏原极易引发豚鼠紫绀、虚脱、支气管平滑肌痉挛，随即窒息死亡,。,对抗菌素反应较大，常在用药48小时后引起急性肠炎，甚至导致死亡。,3,4,研,究抗原诱导速发型呼吸过敏反应的良好模型,3,4,因肠道正常菌丛与抗菌素结合产生内毒素,所导致，所以豚鼠的实验，,抗生素要慎用！,豚鼠对麻醉药物很敏感，麻醉死亡率较高。,抗缺氧能力强，比小鼠强,4,倍，比大鼠强,2,倍。,胸腺与其他动物不同，全部在颈部，位于下颌骨至胸腔入口间，,分两叶，淡黄色,椭圆形，易摘除。,肺中淋巴结具有高度反应性，在少量机械或细菌刺激下很快发生淋巴结炎。,解剖特点,淋巴系统较发达，对侵入的病原微生物极为敏感。,喜食纤维素较多的禾本科嫩草，不喜食水分多的水草，喜欢日夜自由采食，一般拒绝苦、咸、辣和过甜的饲料。,食粪，软球状粪便。,营养特点,体内缺乏左旋葡萄糖内酯氧化酶，不能合成维生素C，,它是目前研究坏血病的理想动物,，必须在饲料中补充，否则就会出现维生素C缺乏症。,如关节肿胀，行动困难，体质衰弱，并易患急性肠炎等各种感染性疾病。,人,体内储存的维生素,C,的半衰期为,16,天，但豚鼠体内储存的维生素,C,的半衰期仅,为,4,天,，,所以一定要定期补充,英国种,：国内各单位使用的豚鼠多来源于此封闭群，被毛短而光滑，毛色有白、黑、棕、灰等单色，也有黑白双色或者白棕黑三色等。主要有四个品种，即顿金哈德莱,、哈德莱、,勃莱特哈德莱、短毛种，其生长迅速，生殖力强，性情温顺，多用于药物检定、传染病学研究。,二,、常用的品种品系,1,2,3,4,5,药物学研究,免疫学研究,传染病研究,其他研究,耳科学研究,三、在生物医学中的应用,1,、药物学研究,皮肤对毒物刺激反应敏感，其反应近似人类，可用于局部皮肤毒物作用的实验,。,组织胺,和其他刺激化学,很敏感，常用于平喘药,、,抗组织胺药物,和镇咳药的,实验。,妊娠期长，胚胎发育完全，适用于某些药物或毒物对胎儿后期发育影响的实验。,常用实验动物对致敏物质的反应程度为：豚鼠,-,兔,-,犬,-,小鼠,-,猫,-,蛙。,特别是,老龄雌鼠,是实验动物血清中补体含量最高的动物，非常稳定。,过敏性休克和变态反应的研究,，,豚鼠是首选动物，特别是迟发性超敏反应与人类,极为,相似。,2,、免疫学研究,对结核杆菌高度敏感，感染后的病变酷似人类的病变，是,结核菌分离鉴定、疾病诊断及病理研究的首选动物。,豚鼠耳廓大，易于进入中耳和内耳，,内耳微循环的观察,，用于制作中耳炎、前庭器损伤、迷路炎内耳疾病良好动物模型,缺氧耐受力强，适合做缺氧耐受性和测量耗氧量的实验，,也适用妊娠毒血症、自发流产、睾丸炎及畸形方面的研究。,传染病,研究,耳科学研究,其他,研究,听觉好，胆小，,容易受惊,，环境应保持安静,，噪音应在,60db,以下。,传统的饲养方式是水泥和木制的地池饲养，现发展为抽屉式饲养箱子笼具。,每日喂料两次，喂新鲜青草或蔬菜一次。注意定时定量。喂青菜时必须清洗干净。,四、日常饲养管理,谢谢大家！,