常用实验动物鼠.ppt
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1、实验研究的条件AEIR,AnimalEquipmentInformationReagent,第一章 常用实验动物(小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠),实验动物学比较医学,教材:现代医学实验动物学概论王钜 陈振文 主编,中国协和医科大学出版社,(2004)主要参考书:现代医学实验动物学施新猷主编,人民军医出版社,(2000)实验动物学李厚达主编,中国农业出版社,(2002),凡从事医学实验动物饲育和动物实验工作的技术人员实行岗位资格认可制度。从事和参与医学实验动物工作的人员,必须掌握医学实验动物的基础知识、有关法律法规及各种规章制度,并取得医学实验动物技术人员岗位资格认可证书。江苏实验动物从业人员上岗.m
2、ht医学实验动物管理实施细则规定:应用不合格实验动物或在不合格的医学实验环境设施内进行的科学实验、鉴定或安全评价的结果无效。其研究成果不得上报,科研课题不能申请,论文不予发表,生产的产品不得使用。,实验动物,经人工繁育,对其携带微生物实行控制,遗传背景明确或来源清楚的用于科学研究、教学、生产、检定以及其他科学实验的动物。实验用动物(Experimental Animals)实验动物(Laboratory Animals):野生动物、经济动物、观赏动物和实验动物,实验动物的意义,现代科学技术发展的基本支撑条件可概括为:实验动物、仪器设备、信息资料和化学试剂四个基本要素。在医药领域的作用:研发:研
3、究新合成的化合物的药理、毒理作用,生产:是生物药品的生产重要的原材料,药品出厂前必须用实验动物作安全性和效果试验。,你可见过它们的原样?,你可知道这些数字?,全世界每年用于实验的动物数以千万计。美国一家动物保护组织估计:全美一年约有2800万只动物被用于实验,其中大约1800万只要被杀死。英国每年因实验而死的动物是251万只加拿大是166万只荷兰是73万只,目前,在如何对待实验动物上,美国及欧洲国家广为采用的选择方案是“3R法则”。即:减少(Reduction)尽可能地减少实验中所用动物的数量,提高实验动物的利用率和实验的精确度优化(Refinement)减少动物的精神紧张和痛苦,比如采用麻醉
4、或其它适当的实验方法替代(Replacement)不再利用活体动物进行实验,而是以单细胞生物、微生物或细胞、组织、器官甚至电脑模拟来加以替代。“3R法则”在发达国家已经普遍采用,并被许多国家列入了保护动物的法律及修正案中。,欧美的“3R法则”,荷兰疫苗技术的的进步对使用猴数量的影响年代 技术 每年用猴数1965-使用进口的猴用胰蛋白酶体内消化分离细胞 4570-单层贴壁细胞培养1970-用微型SEPHADEX器代替贴壁培养 15901975-用捕获繁殖的猴代替进口猴 4631980-用三级培养代替原代培养-用体外胰蛋白酶消化代替体内消化 47-灌注渗透技术的改进 20现在-用细胞株代替细胞培养
5、 0,“三R”运动最终使实验动物的使用量逐步减少,质量要求愈来愈高,动物实验结果的准确性、可靠性也不断提高。“3R反映了实验动物科学由技术上的严格要求转向人道主义的管理,提倡实验动物福利与动物保护的国际总趋势。,实验动物福利,动物福利(animal welfare)是指人为提供给动物的相应物质条件和采用的行为方式,要保证动物在健康舒适的状态下生存,使动物处于生理和心理愉快的感受状态。,动物保护的发展,1809年 英国勋爵1822年 马丁法(Martin Act)1866年 美国“禁止虐待动物协会”,反虐待动物法案1966年 美国动物福利法1985年 美国改善实验动物标准法、卫生研究扩展法,满足
6、动物的需求是保障动物福利的首要原则。动物的需求:维持生命需要维持健康需要维持舒适需要。这三个方面决定了动物的生活质量。人为地改变或限制动物的这些需要,会造成动物行为和生理方面的异常,影响动物的健康,影响我们科学实验的真实性。,解除动物的痛苦,让动物享有如下五大自由,是保障动物福利的基本原则:1 享有不受饥渴的自由。2 享有生活舒适的自由。3 享有不受痛苦伤害和疾病的自由。4 享有生活无恐惧和悲伤感的自由。5 享有表达天性的自由。,科学家常常通过对动物实验的研究以及量化分析,将规律性的研究结果返回到人类社会进行检验,这些实验往往会折谢出人类与动物共性的弱点。因此,从某种意义上说动物实验也是人生实
7、验。爱护动物,敬畏生命!,实验动物科学的发展趋势,实验动物使用总量下降,高质量实验动物使用量增加实验动物品种、品系增加实验动物模型走向商品化实验动物替代材料的应用和替代方法的研究发展加快,实验动物 上.flv实验动物 下.flv,选择实验动物的基本原则,选择与人体结构、机能、代谢及疾病特征相似的动物选用结构简单又能反映研究指标的动物 选择适龄的实验动物 选择易获得、经济、易饲养管理的标准化动物3R原则:Reduction(减少)Refinement(优化)Replacement(替代),实验动物选择时应注意的问题,体重、性别、生理状况、健康状况 实验动物微生物学寄生虫学等级应注意影响动物实验效
8、果的各种因素。尽可能选择其结构、功能和代谢特点接近于人类的动物,不同种属的动物对于同一刺激的反应也不同。例如,过敏反应或变态反应的研究宜选用豚鼠,因为豚鼠易于致敏。因家兔体温变化灵敏,故常用于发热、热原检定、解热药和过热的实验。狗、大鼠、家兔常用于高血压的研究。实验动物品系的选择 同一种属动物的不同品系,对同一刺激的反应也有很大差异。例如:DBA2小鼠100的可发生听源性癫痫发作;而C57BL小鼠根本不出现这种反应,实验动物等级,GB14922-2001实验动物微生物学和寄生虫学监测等级 一级 普通动物(conventional animal)不携带主要人兽共患病原和动物烈性传染病的病原。一般
9、为教学示范用。二级 清洁动物(clean animal)除一级动物应排除的病原外,不携带对动物危害大和对科学研究干扰大的病原。三级 无特殊病原体动物(specific pathogen free animal,SPF)除一、二级动物应排除的病原外,不携带主要潜在感染或条件致病和对科学实验有干扰的病原。国际标准实验动物。四级 无菌动物(germ free animal)无可检出的一切生命体。包括悉生动物。,实验动个体的选择 同一品系的实验动物,对同一刺激物反应存在着个体差异。年龄、体重、性别、生理状态和健康情况不同,往往导致对同一刺激的不同结果。,遗传背景,实验动物必须是遗传背景明确的品系动物近
10、交系:遗传均质性保证了实验反应的稳定性;封闭群:较好地代表自然群体的遗传特性;F1杂交群:兼有近交系和封闭群的特点;突变动物:往往具有某些鲜明的人类疾病模型特征。,近交系动物(inbred animal),近交系动物是指杂种动物经过相当于20代全同胞兄妹单线连续繁殖,各条染色体上的基因趋于纯合,品系内个体差异趋于零。个体之间极为一致,对实验反应一致,实验数据标准差较小,在实验中实验组和对照组都只需少量的动物。隐性基因纯合性状得以暴露,可以获得大量先天性畸形及先天性疾病的动物模型,如糖尿病、高血压等。这些动物家系清楚,取材方便,是进行基因连锁分析、遗传学、生理学和胚胎生物学研究的理想实验材料。,
11、封闭群动物(closed colony),又称远交群(outbred stock)。是一个长时期与外界隔离,雌雄个体之间能够随机交配的动物群。其遗传组成比较接近于自然状态下的动物群体结构。避免了近交衰退的出现,具有繁殖率高,疾病抵抗力、生育力强。群内个体间而言,因其有杂合性,个体间的重复性和一致性不如近交系动物好。封闭群动物一般适用于药物筛选、毒理安全试验和教学使用。,常用实验动物,小鼠大鼠兔豚鼠地鼠犬猫猪鸡猴,生物学特性解剖学特点生理学特点应用主要品系,常用实验动物的特点,小鼠:不耐冷、热、饿,适合生活在新鲜、安静、室温23、相对湿度50%-60%的环境中。,大鼠:成熟早、繁殖力强。适配鼠龄
12、,雄性为90日龄,雌性为80日龄;一般大鼠生育期为90300天,寿命为23年。,豚鼠:性情温顺,胆小,行动敏捷。适宜在清洁、凉爽、干燥和安静的环境中生活。,家兔:寿命4-9年,第一次配种期为7-9个月,孕期30天,哺乳期30-50天,一年可产3-5胎,每胎1-5只。,仓鼠:寿命1-1.5年,2个月性成熟可交配,每胎产仔5-6只,妊娠期16-18天,哺乳期20-22天。,猕猴(Macaca mulaiia)体形较小,毛一般为灰棕色,背后颜面部多呈肉色或更红些,栖息于山林中,好群居,常成百只生活在一起。由于猴的生理特点和人接近,因此是医学及生物学重要的实验动物。,比格犬(Beagle)体形较小,性
13、格温顺,是最常用的实验用犬种。,第一节小鼠,广泛的用于生物学、医学、兽医学、生理学、遗传学、药理、毒理、肿瘤、放射性、食品、生物制品等的科研、生产和教学。,一、小鼠的生物学特性,小鼠(mouse)脊椎动物门、哺乳纲、啮齿目、鼠科、鼠属、小家鼠种。实验小鼠来自野生小鼠,后经人们长期选择培育而成。,一般特性,体型小,性情温顺,易于饲养管理。小鼠是哺乳动物中体型较小的动物,出生时体重1.5g,体长20mm左右。成年体重30-40g,体长110mm。喜黑暗,昼伏夜动。喜欢群居,雄性好斗。胆小怕惊,对环境反应敏感,适应性差,汗腺不发达,怕热,高温容易中暑。,繁殖特性,发育迅速,性成熟早小鼠出生后20日龄
14、左右即可离乳,此时体重达14g(10-16g)左右,稍加饲育即可用于实验及科研(18-22g)。-周龄性成熟。雌性35-50d、雄性45-60d便可交配繁殖。配种最好在65-90日龄。性周期短,繁殖力强发情周期4-5d,妊娠期19-21d,哺乳期20-22d。每胎产仔8-15只,最多可达25只,年产6-9胎。生育期为1年,寿命2-3年,解剖学特性,尾巴较长,约等于体长,尾具有平衡、散热和自卫等功能。尾部有四条明显的血管,其背腹面各有一条静脉血管,两侧各有一条动脉血管。,正常生理生化指标,正常体温37-39,成年小鼠呼吸频率140-210次/分,心跳平均163次/分,血压:81-113 mmHg
15、(10.8-18.1kPa)。小鼠生长发育快慢与品系、营养、环境、带仔数的多少、生产胎次有密切关系;染色体20对。,血液指标,血红蛋白:148(100-190)g/L血细胞比容:0.415L/L红细胞:9.3(7.7-12.5)*1012/L白细胞:8(4-12)*109/L,二、小鼠常用品种、品系,、近交系小鼠据不完全统计,近交系小鼠品系、亚系及其衍生物总共加起来有1000多个,但在国际上广泛应用的品系数目还是有限的据Festing对已发表的1600篇研究论文进行统计,C57BL/6是最为广泛应用的小鼠品系,其次是C3H品系,1600篇论文涉及到40多个常用品系,但最为常用的6-8个品系使用
16、率达到70。对于绝大多数使用者只需要了解常用近交系小鼠品系的生物学特性。,中国培育的近交系小鼠有:TA1(津白一号)、TA2(津白二号)、615系引进的近交系小鼠有20多种,常用的有4种。C3H小鼠:1975年从美国引进,毛色为野生色C57BL/6小鼠:1975年从日本引进,毛色为黑色BALB/c:Bagg1913年获得小鼠白化株,经近亲繁殖20代以上育成,毛色为白色DBA:分为DBA/1和DBA/2两个品系,1977年由美国实验动物中心引进,毛色均为浅灰色。,常用小鼠品系近交系,C57BL/6,BALB/c,DBA,129,C3H,(1)C57BL6(B6):黑色。乳腺癌发病率低,对放射物质
17、耐受力强,眼畸形,口唇裂的发生率达20。淋巴细胞性白血病发病率为6。对结核杆菌、百日咳组织胺易感因子敏感。嗜酒精性高。是肿瘤学、生理学、遗传学研究常用品系。2)C3HHe(C3):野生色。乳腺癌发病率为97,对致肝癌因素敏感,对狂犬病病毒敏感,对炭疽杆菌有抗力。用于肿瘤学、生理学、核医学、免疫学的研究。(3)BALBc(C):白化。乳腺肿瘤发生率低,但对致癌因子敏感。肺癌发病率雌性26,雄性29。对放射性照射极为敏感。广泛应用于肿瘤学、生理学、免疫学、核医学和单克隆抗体等研究中。,(4)DBA2(D2):浅灰色。听源性癫痫发作36日龄小鼠为100,55日龄后为5。对鼠伤寒沙门氏菌补体有抗力,对
18、百日咳组织胺易感因子敏感。常用于肿瘤学、遗传学和免疫学的研究。(5)CBA:野生色。对麻疹病毒敏感。(6)A:白化。对麻疹病毒高度敏感,对X射线非常敏感。肺肿瘤发病率高。常用于肿瘤学、免疫学等的研究。(7)AKR:白化。为高发白血病品系,对百日咳组织胺易感因子敏感。常用于肿瘤学和免疫学等的研究。(8)TAl(津白1号)和TA2(津白2号):白化。TAl为自发低乳腺癌系,TA2为自发高乳腺癌系,为乳腺癌MA737的宿主。(9)615:深褐色。肺腺癌发病率高。8月龄后开始出现衰老现象,表现为肥胖、增重。对津638白血病病毒敏感。,、远交种(封闭群)小鼠,KM种小鼠:我国生产量、使用量最大的远交种小
19、鼠,白色。抗病力和适应力强,繁殖力和成活率高。广泛应用于药理、毒理、微生物学的研究以及药品、生物制品的检定。ICR:1973年由日本国立肿瘤研究所引入我国,白色,其显著特点是繁殖力强。CFW:1973年由日本国日本国立肿瘤研究所引入我国,白色,起源于Webster小鼠,经20代近亲交配后,采用随机交配而成。LACA:1973年由英国实验动物中心引入我国,白色。其实是小鼠改名而成。NIH:由美国国立卫生研究院培育而成,白色。繁殖力强,幼仔成活率高,雄性好斗。广泛用于药理和毒理研究以及生物制品检定。,封闭群小鼠,KM,NIH,昆明小鼠,长爪沙鼠(蒙古沙土鼠),3、突变系小鼠,目前突变系小鼠有143
20、种,常用的突变系小鼠有:侏儒症:比正常小鼠体型小,缺少生长素和促甲状腺素,用于内分泌研究。无毛症:裸鼠:第11对染色体上的裸基因(nu)导致无毛、裸体无胸腺。SCID:第16对染色体上的Scid隐性基因突变基因导致T、B淋巴细胞联合免疫缺陷外观与普通小鼠差别不大,有毛,被毛白色,体重发育正常。肥胖症:肌肉萎缩症:,突变系小鼠,SCID小鼠,裸小鼠,三、小鼠在医学、生物学的应用,小鼠应用非常广泛,几乎涉及到医学、生物学研究的各个领域,对其内容要熟悉。,药物评价和毒性试验,、药物筛选试验、毒性试验:如急性毒性试验、亚急性和慢性试验。测定药物(或化学制)的LD50或药物致癌性试验等常选用小鼠;、生物
21、制品、药品安全性、有效性评价:药物的效价比较实验如广泛用于血清、疫苗等生物制品的鉴定,照射剂量与生物效应实验,各种药物效价测定等实验。、药品研究方面,病毒、细菌和寄生虫病研究,小鼠对多种病原体具有易感性,适合于研究吸血虫感染、流行性感冒、脑炎、狂犬病等。,肿瘤学、白血病研究,小鼠广泛应用于癌、肉瘤白血病以及其他恶性肿瘤的研究。为研究各种类型肿瘤的发生和生物学特性及其防治,提供了很好的动物模型。1.近交系小鼠自发性肿瘤研究,如AKR小鼠白血病发生率可达90,C3H小鼠乳腺癌发病率达97。而C57BL小鼠乳腺癌发病率极低。结果表明C3H体内有一种乳汁因子会传给雌性子代,在该乳汁因子与激素的共同作用
22、下易产生乳腺癌。,2.小鼠对致癌物质、射线及某些病毒敏感,可诱发各种肿瘤,如:二乙基亚硝胺可诱发小鼠肺癌;甲基胆葸可诱发小鼠胃癌和宫颈癌等;感染小鼠白血病病毒可诱发白血病;感染人类腺病毒可诱发小鼠肉瘤及淋巴瘤。3.移植性肿瘤:将各种实体瘤、腹水瘤、白血病等一定数量的瘤细胞或无细胞的滤液(病毒性肿瘤)接种于相关品系的小鼠,就可以使该品系的一群小鼠带有相同的肿瘤,其生长速度一致,个体差异小,接种存活率可达100%。这种肿瘤模型经常用在筛选抗肿瘤新药的研究。,计划生育研究(避孕药试验),小鼠繁殖能力强、妊娠期短、生长速度快,适合作避孕药研究。如选用小鼠作抗生育、抗着床、抗早孕和抗排卵实验。,遗传病和
23、遗传学研究,小鼠的毛色变化多样,常作为小鼠遗传学分析中遗传标记和品系鉴定的依据之一。重组近交系小鼠将双亲品系的基因自由组合和重组产生一系列的子系,是遗传分析的重要依据,主要用作基因定位及其连锁关系的研究。同源近交系小鼠常用来研究多态性基因位点的多效性,基因的效应和功能。具有遗传性疾病的突变系小鼠为研究人类遗传性疾病的病因、发病机制和治疗措施,提供了自然的动物模型。如家族性的肥胖、遗传性的贫血、全身性红斑狼疮、侏儒症、尿崩症等都有相应的突变系小鼠供使用。,老年病学研究,小鼠寿命短,个体差异小和花费低廉,常用于老年学研究。用于老年病研究1.5年以上,大鼠1.7年以上。胶原蛋白老化常作为老化的指标,
24、是研究胶原老化的动物模型。侏儒症小鼠垂体功能低下,生长激素缺乏,其寿命只有4-5个月,且表现为灰发,皮肤萎缩,双眼白内障,常用于研究生长激素与老化的关系。,免疫学研究,免疫缺陷小鼠指由于先天性遗传突变或人工方法造成一种或多种免疫系统成分缺陷的小鼠。BALB/c-nuSCID小鼠是一种16号染色体上SCID基因发生突变的小鼠。其生理特征为既缺少T细胞、也缺少B细胞,血清中缺少免疫球蛋白,属于严重联合免疫缺陷小鼠,可进行异体肿瘤移植。使SCID小鼠受到HIV病毒的感染,进行爱滋病相关研究。纯系新西兰黑色小鼠(NZB)其自身免疫缺陷的病因与引起人的红斑狼疮的病因一样,病症特征与人类很相似,所以是研究
25、红斑狼疮的极好的动物模型。,近交系在小鼠在单克隆抗体生产中的应用,单克隆抗体最早通过BALB/C小鼠生产。其方法是将BALB/C小鼠的骨髓瘤细胞和经过免疫的脾细胞融合,形成杂交细胞,再经克隆技术产生单一纯化的无性繁殖的细胞系,生产单克隆抗体。,内分泌疾病的研究,小鼠内分泌结构的缺陷常引起类似人类的内分泌疾病。如肾上腺皮质肥大造成肾上腺功能亢进,发生类似人类的库欣综合症;甲状旁腺激素失活引起的钙磷代谢紊乱和次生骨吸收障碍等。,其他方面的研究,营养镇咳药的研究:小鼠在氢氧化铵雾剂刺激下有咳嗽反应,是研究镇咳药物所必需的动物。,不宜采用小鼠制作动物模型的实验研究,研究体温变化的试验:因为小鼠体温变化
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