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第三讲常用实验动物生物学特性及其应用全军动物实验科技人员上岗培训常用实验动物小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠（仓鼠）、兔、犬、猴、猪重点学习内容生物学特性和解剖生理特点主要品种和品系在生物医学研究中的应用小鼠的生物学特性及选择应用一、生物学特性和解剖生理特点小鼠属于脊椎动物门，哺乳纲，啮齿目，鼠科；成熟早，世代间隔短，繁殖力强；体形小，易于饲养管理；性情温顺，胆小怕惊；对外来刺激极为敏感；便于提供同胎和不同品系动物；喜居于光线暗的安静环境，习于昼伏夜动；体小娇嫩，对环境的适应性差；成雌鼠在动情周期不同阶段，阴道粘膜可发生典型变化；下颌骨的喙状突较小，髁状突发达，运用下颌骨形态的分析技术，可进行近交系小鼠遗传监测；染色体为20对，小鼠无汗腺，寿命达2-3年；有多种毛色。(1)C57BL／6（B6）：黑色。乳腺癌发病率低，对放射物质耐受力强，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。二、主要品种、品系1．近交系C57BL／6(2)C3H／He(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)BALB／c(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。BALB／c(4)DBA／2(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.DBA/2小鼠(5)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。(6)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。615(1)KM：白化。该鼠特点是繁殖率高，抗病力强，适应性强。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。(2)NIH：白化。特点是繁殖力强，产仔成活率高，雄性好斗。广泛用于药理和毒理研究以及生物制品检定。2．封闭群三、在生物医学中的选择应用1.各种药物筛选性试验；2.药物效果及其副作用研究,如：利用声源性惊厥小鼠来评价抗痉挛药物；利用小鼠角膜和耳廓反射评价镇定药物；小鼠常用于药物对疾病疗效试验。3.毒性试验和安全分析,如：急毒、慢毒、半数致死量的测定等试验（一）药理学及药物临床前评价研究1.近交系小鼠自发性肿瘤进行研究，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下易产生乳腺癌。（二）肿瘤学研究2.进行肿瘤模型的复制：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.移植性肿瘤模型将各种实体瘤、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。小鼠对多种病原体特别是病毒极为敏感，常用于研究传染病的发病机理、临床症状及治疗。例如狂犬病、脊髓灰质炎、流感、脑炎、血吸虫病、疟疾、破伤风等的研究。(三)传染性疾病研究许多小鼠具有遗传疾病：如小鼠黑色素瘤、糖尿病肥胖、遗传性贫血、尿崩症、肌肉萎缩症、骨骼硬化症、自身免疫缺陷症等。这些疾病与人类发病相似，可用作人类遗传疾病的动物模型。转基因小鼠：将人类基因导入小鼠基因组中，研究导入基因的作用，寻求目前还无法了解的遗传性疾病的遗传因子。(四)遗传学和遗传性疾病的研究新西兰黑色小鼠（NZB）其自身免疫缺陷的病因是由于感染C型致瘤RNA病毒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。小鼠繁殖力强，性周期和妊娠期短，生长快，适合计划生育研究。如常用小鼠做抗生育、抗着床、抗早孕、抗排卵等实验应用上的首选动物。（五）老年病学的研究小鼠寿命短，传代时间短，随着鼠龄的增加，机体内的一些生理生化指标不断发生变化，特别是高龄鼠中老年病明显增多，是老年学研究的极好材料。多用于糖质、脂质、胶原和免疫等方面的研究。（六）计划生育研究•研究体温变化的试验：因为小鼠体温变化不稳定•慢性支气管炎的试验：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动脉粥样硬化试验：因为小鼠不易形成动脉粥样硬化（七）不宜采用小鼠的试验大鼠的生物学特性及选择应用大鼠属哺乳纲，啮齿目，鼠科；繁殖快；喜啃咬、夜间活动；性情较凶猛、抗病力强；无胆囊;不能呕吐；一、生物学特性和解剖生理特点垂体—肾上腺系统功能发达，应激反应灵敏；视觉、嗅觉灵敏；大鼠血压和血管阻力对药物反应灵敏，但对强心甙的作用较猫敏感性低671倍；肝脏再生能力强,切除60-70%的肝仍有再生能力;对营养、维生素、氨基酸缺乏敏感，可发生典型的缺乏症状。体内可合成维生素C；对炎症反应灵敏，眼角膜无血管；生长发育期长，长骨长期有骨垢线存在，不骨化。SD大鼠二、大鼠主要品系1．近交系(1)F344：白化。该品系大鼠可允许多种肿瘤移植生长。(2)SHR：白化。自发性高血压，10周龄以后动脉收缩压雄鼠为：200-350mmHg(26.7-46.3KPa)，雌鼠为：180-200mmHg(24.0-26.7KPa)，心血管疾病发病率高。对降压药物有反应，可作为高血压动物模型用于药物筛选。(3)LEW：白化，可移植多种肿瘤，高脂肪食物容易引起肥胖症。(4)LOU／C和LOU／M：两系大鼠均为白化，分别为浆细胞瘤的高发系和低发系。(5)ACI：黑色，腹部和脚白色。有自发肿瘤倾向，该品系大鼠血压低。ACI大鼠(1)Wistar：头部较宽。该种群性周期稳定，繁殖力强，产仔多，生长发育快，性情温顺，对传染病的抵抗力较强，自发肿瘤发生率低。(2)SD：头部狭长，抗病能力尤以对呼吸系统疾病的抵抗力强。自发肿瘤率较低。对性激素感受性高。常用作营养学、内分泌学和毒理学研究。2．封闭群三、在生物医学中的选择应用大鼠垂体—肾上腺系统发达，垂体摘除比较容易，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，对惩罚和暗示敏感等特性进行行为学研究和高级神经活动的研究。大鼠无胆囊，但胆总管较粗大，可采用胆总管插管收集胆汁进行消化功能的研究。（一）生理学研究大鼠对营养缺乏比较敏感，可发生典型的症状，是研究营养学的首选动物。常用于蛋白质缺乏、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的研究；自发高血压肥胖大鼠SHR/N-CP用于研究Ⅱ型糖尿病；自发糖尿病大鼠“BB”Wistar用于研究Ⅰ型糖尿病；盐敏感大鼠Ds用于高盐对生理因素的影响。（二）营养学、代谢性疾病的研究大鼠由于繁殖力强、易饲养、体型大小合适、给药容易、采样方便、畸胎发生率低、行为多样化，被广泛用于药物毒力、药效评价、新药筛选等研究。1.药物毒理学试验：如急性、亚急性和慢性毒性试验、生殖毒性试验和药物依赖试验等;大鼠也经常用于“三致”试验研究。（三）药物学研究2.药物药效研究：神经系统疾病药物药效评价：特别对影响副交感神经效应器接点的药物研究时，首选大鼠。心血管疾病药物的药效评价：大鼠的血管阻力和血压对药物的反映均很敏感，与人类或大动物的反映均较一致。例如SHR大鼠是研究高血压药物的极好的动物模型。治疗炎症药物药效评价：大鼠踝关节对炎症反应敏感，用于抗关节炎药物的研究。有些大鼠品系具有自发性遗传疾病，如白内障、尿崩症、肥胖、高血压、癫痫等，这些疾病具有与人类相似的特征，可作为人类这些遗传性疾病良好的动物模型。（四）肿瘤研究（五）遗传疾病研究有些大鼠品系具有较高的肿瘤自发率。实验中主要用化学物质诱发大鼠的肿瘤,如形成肝癌、肺癌、胃癌、肺腺癌、食道癌、乳腺癌、白血病、垂体肿瘤、鼻炎癌以及多种肿瘤，易研究癌变机理。豚鼠的生物学特性及选择应用豚鼠属哺乳纲，啮齿目，豚鼠科。又名天竺鼠、海猪、荷兰猪；豚鼠为草食性动物，喜食纤维素多的饲料；豚鼠对外界刺激极为敏感;听觉发达、易惊-----怕噪音；短被毛紧贴皮肤----怕高温、高湿；喜活动、爱群居----不宜单笼饲养。一、生物学特性和解剖生理特点身体短粗，尾巴只有残迹，胃壁簿，盲肠发达；晚成动物，孕期比大、小鼠长，产仔少，所以品系少；自身不能合成维生素C；自动调节体温能力较差，饲养最适温度为18-22℃；耳蜗管敏感，便于做听力实验；易引起变态反应，产生大量补体。染色体为32对，寿命5-7年。二、主要品种、品系豚鼠按毛的长短可分为短毛豚鼠，长毛和刚毛豚鼠3种。一般实验用豚鼠多为短毛豚鼠。1.Hartley,为纯白色的短毛豚鼠。中国药品生物制品检定所动物中心从美国引进。2.近交系2：对结核杆菌抵抗力强；3.近交系13：体型较大，对结核杆菌抵抗力弱。4.英国种：又称荷兰种。为1919年从日本引入中国东北，早期在民间饲养。目前国内大多数实验动物繁育单位饲养的豚鼠多为此品种。其特点是被毛短而光华。毛色有白、黑、棕、灰、淡黄、巧克力等单色，也有白与黑、白与棕、以及白、棕、黑三色花毛。三、在生物医学中的选择应用（一）过敏反应或变态反应研究豚鼠是过敏性休克和变态反应研究的首选动物，特别是迟发型超敏反应与人相似。常用实验动物接受致敏物质的反应程度不同，顺序为：豚鼠家兔狗小鼠猫蛙（二）免疫学研究豚鼠血清中含有丰富的补体，是所有实验动物中补体含量最多的一种动物,其补体非常稳定，免疫学实验中所用补体多来源于豚鼠。1.豚鼠对多种病原体敏感，是用于病原的分离、鉴别、诊断，尤其对结核杆菌高度敏感，感染后的病变酷似人类的病变，是结核杆菌的分离、鉴别、诊断以及病理研究的首选动物。2.幼龄豚鼠经常用于支原体感染后的病理和细胞免疫的研究。（三）传染病研究(四)药物学研究豚鼠对某些药物极为敏感，因此是研究这些药物的“专门动物”。例如豚鼠对组织胺极敏感，所以很适合做平喘药和抗组织胺药的研究；豚鼠妊娠期长，适用于药物或毒物对胎儿后期发育影响的试验；豚鼠对多种抗生素类药物非常敏感，是研究抗生素和青霉素的动物模型；豚鼠可用于研究麻醉药及镇咳药的药效实验；豚鼠对人型结核杆菌具有高度的敏感性，因此常用做抗结核病药物的药理学研究。（五）营养学研究豚鼠体内不能合成维生素C，对其缺乏十分敏感，是目前唯一用于研究实验性坏血病的动物；研究维生素C生理功能的理想动物模型。豚鼠也可用于叶酸、硫胺素和精氨酸的生理功能，酮性酸中毒，眼神经疾病的研究。（六）耳科学研究豚鼠听神经对声波特别是700～2000Hz的纯音最敏感，常用于听觉和内耳疾病的研究。如噪声对听力的影响，药物对听神经的影响等研究。（七）肺水肿研究切断颈部两侧迷走神经可引起肺水肿,复制典型的急性肺水肿模型,适于观察出血和血管通透性变化实验。（八）动物代血浆的研究也常选用豚鼠。（九）不宜采用豚鼠的研究1.急性实验。因为豚鼠易感染，皮肤厚，不宜注射，血管神经不易分离；2.慢性支气管炎症实验。因为豚鼠气管、支气管腺体不发达；3.呕吐实验。因为豚鼠呕吐反应不敏感。仓鼠(地鼠)生物学特性及选择应用仓鼠属哺乳纲，啮齿目，鼠科，帛鼠亚科动物。是由野生动物驯养后进入实验室的动物；温度低于9