6常用实验动物生物学特性及其应用

常用实验动物学生物学特性及其应用常用实验动物小鼠、大鼠、豚鼠、家兔、猫、犬、猕猴、小型猪、地鼠、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小鼠属于动物界、脊索动物门、脊椎动物亚门、哺乳纲、啮齿目、鼠科、小鼠属、小家鼠种动物；体形小出生时1.5g左右，体长2cm左右，哺乳一个月后12~15g，饲养1.5~2个月时达20g，成年个体重达30~40g体与尾等长（9.0-12.5cm）；形似梭，面部尖突，耳朵耸立，19根触须，白化病小鼠眼睛大而鲜红有多种毛色–白色，黑色，褐色等群居，喜居于光线暗的安静环境，习于昼伏夜动晚上较为活跃，夜间应备有足够饲料和水活动高峰两次，一次在傍晚，一次在黎明前杂食性，以粮食作物为主，自身能合成维生素C性情温顺，胆小怕惊不会主动咬人，受惊时尾巴挺直猛摆喜欢啃咬，性成熟非同窝雄性易互斗并咬伤背部、尾部对环境的适应性差小鼠对环境要求高，怕热畏寒，不耐饥饿对外来刺激极为敏感一般温度在18-22℃，相对湿度50%-60%的环境最为适宜。上下颌各有2个门齿和6个臼齿，门齿终生生长运用下颌骨形态的分析技术，可进行近交系小鼠遗传监测淋巴系统发达胸腺位于心脏后方，脾脏雄性比雌性大，有造血功能骨髓终生造血无扁桃体肝脏4叶，有胆囊小鼠胃容量小，约1-1.5ml，灌胃不宜超过1.0ml。功能较差，不耐饥饿，肠道短，盲肠不发达。雌性为双子宫，呈“Y”型雄性小鼠，睾丸左右各1个。小鼠无汗腺，尾部有四条明显的血管，尾部有散热，平衡等功能，是需血量较少时的采血部位。主要解剖学特点(乳腺）主要解剖学特点(性别鉴定）生长特性——快新生小鼠赤裸无毛，全身为红色，闭眼，耳朵与皮肤粘连，3日龄皮肤由红转白，开始长毛，4-6日龄双耳张开耸立。7-8日龄开始爬动，被毛浓密，下门齿长出。9-11日龄听力齐全，被毛长齐，12-14日龄睁眼，长上门齿，开始采食和饮水。3周龄可离乳独立生活。不同日龄小鼠的体重繁殖特征：–成熟早，繁殖力强，雌鼠35-50日龄，雄鼠45-60日龄性成熟。雌鼠性周期4-5天，妊娠期19-21天，哺乳期20-22天，每胎产仔8-15只，年产6-10胎。小鼠性活力保持1年。–小鼠为全年多发性动物，发情周期分为前期，发情期，后期和休息期四个阶段，交配后10-12小时，雌鼠在阴道口形成一个白色阴道栓，受孕标志。–小鼠产后发情，分娩14-24小时，发情，并能交配受孕。遗传学特性：–共有20对染色体–小鼠和人的基因具有高度相似性基因组大小相近99%具有同源性80%人类基因能在小鼠基因组中找到生理学特点一般指标体温：38℃心率：625（470～780）次/分血压：10.8～18.1Kpa（81～113mmHg）呼吸率:163(84～120)次／分生理学特点成年小鼠胃容量：1.0~1.5mL食料量：2.8~7.0g/d饮水量：4~7mL/d排粪量：1.4~2.8g/d排尿量：1~8mL/d二、小鼠的选择1.首先要考虑小鼠是否符合国家标准。2.按照实验目的和要求来选择。不同种、同种而不同品系的小鼠对同一实验处理反应有很大差别。3.年龄应尽可能一致，体重应大致相近，一般不应相差10%。4.小鼠性别，在实验研究中，如无特殊要求，一般宜雌雄各半，以避免由于性别差异而造成的误差。有些药物的作用不受性别影响，则可不分雌雄，任意用一种性别。5.生理状态和健康情况，小鼠处于怀孕哺乳等生理状态时，对外界刺激的反应常有变异，无特殊的实验目标管理的，不得混入，以减少个体差异。(1)BALB／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％，易患慢性肺炎；自发高血压，常有动脉硬化；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。三、主要品种、品系（p78）1．近交系(2)C57BL／6（B6）：黑色。1、乳腺癌发病率低，对放射物质耐受力强；眼畸形（无眼或小眼），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。2、是肿瘤学、生理学、遗传学、免疫学研究常用品系。(2)C3H：野生色。乳腺癌发病率高（6-10个月龄雌性小鼠乳腺癌自然发病率达85%-100%），对致肝癌因素敏感，肝癌自发率为85%，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。(4)DBA/2：浅棕色。听源性癫痫发作35日龄小鼠为100％，55日龄后为5%；经产鼠乳腺癌自发率66%。常用于肿瘤学、遗传学和免疫学的研究.(5)TAl(津白1号)和TA2(津白2号)：白化。中国育成，繁殖能力中等，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。常用于乳腺肿瘤的研究(6)615：深褐色。中国育成，肿瘤（♀乳腺癌，♂肺癌）10%-20%。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。常用于白血病的研究(1)KM：白化。该鼠特点是繁殖率高，抗病力强，适应性强，乳腺癌自发率约25%。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．封闭群(2)NIH：白化。特点是繁殖力强，产仔成活率高，雄性好斗，容易致残。广泛用于药理和毒理研究以及生物制品检定。ICR（白化）–来源：美国，取名ICR–1973年由日本国立肿瘤研究所引进中国–繁殖力强LACA（白化）–1973年由英国实验动物中心（Lac）引进中国。3、突变系突变系动物：由自然变异或人工致畸，使正常染色体上的基因发生突变，而具有某种遗传缺陷或某些遗传特点的动物。（1）裸小鼠常用裸小鼠品系：BALB/c-nu、C3H-nu、C57BL-nu、NIH-nu、Swiss-nu等多用于肿瘤研究裸小鼠特征60年代发现,是11号染色体上的隐性基因突变所致。当nu基因纯合时，小鼠表皮无毛，胸腺先天性缺陷，发育不全，T淋巴细胞缺损，缺乏免疫应答性，致使免疫机能低下，易受外界细菌和病毒的侵染而发生疾病。纯合的新生仔鼠无鼻毛或有少量卷曲鼻毛，其寿命与环境控制密切相关，普通环境下存活14～30d，SPF及无菌条件下寿命达1年以上，最长2年。2SCID小鼠SCID(severecombinedimmunedeficiency）严重联合免疫缺陷小鼠。1983年由美国的波斯玛M.J首先从C.B-17近交系小鼠中发现，位于16号染色体，认为是SCID的单个隐性基因发生突变所致，SCID小鼠是C.B-17/IcrJ的同源近交系。1988年从美国Jax实验室引人我国。SCID小鼠外观与普通小鼠无异，体重发育正常。惟胸腺、脾、淋巴结的重量不足正常小鼠重量的1/3。胸腺、脾、淋巴结中的T淋巴细胞和B淋巴细胞大大减少，细胞免疫和体液免疫功能缺陷；容易死于感染性疾病，必须饲养在屏障环境中。广泛应用于免疫细胞分化和功能的研究，异种免疫功能重建，单克隆抗体制备，人类自身免疫性疾病和免疫缺陷性疾病的研究、病毒学和肿瘤学研究等。3SAM小鼠日本京都大学胸部疾患研究所老化生物研究室，在美国引进的AKR/J小鼠(胸腺肿瘤模型小鼠)中发现突变小鼠，用20年时间精心培育成功快速老化模型小鼠(senescenceacceleratedmouse，SAM)，目前由天津中医药大学老年病研究所引进、繁殖。SAM小鼠SAM系列中在4-6月龄以前与普通小鼠的生长一样，4-6月龄以后则迅速出现老化诸特征。如脑、视器、心、肺、肾、皮肤等器官老化。血液、免疫和抗氧化等系统老化，出现骨质疏松和老化淀粉样变。该小鼠是研究老年病的理想动物模型，也是研究老化肾虚的自发性动物模型。4侏儒症小鼠矮小畸形鼠或称侏儒症鼠．因其缺乏脑下垂体前叶的生长素和促甲状腺素，故生长发育障碍．该鼠两性均不育，所以只能用杂合子将其基因保留下来．该鼠广泛用于内分泌研究．5肌萎缩症小鼠肌萎缩症小鼠或肌失营养症。该鼠表现型为后肢瘫痪，与人类肌萎缩症相似。肌萎缩小鼠出生后２周可见后肢拖地。基本不育，一般保留杂合子，可人工授精或卵巢移植。6糖尿病小鼠糖尿病小鼠（db），由单隐性突变基因引起。表现型为１年龄时血糖浓度平均31.3mmol/L，雌鼠无生殖能力。临床症状：肥胖、高血压、蛋白尿、多尿常见品系有:C57BL/ksJ-db。7肥胖症小鼠肥胖症小鼠（ob）6周龄后出现肥胖症（体重达60g），无糖尿病，无生育能力。与人类肥胖很相似。利用肥胖小鼠可以进行许多肥胖症的生理、生化、激素及药物治疗等研究。常见品系有:C57BL/6J-ob。obob小鼠四、在生物医学中的应用1.毒性试验和安全分析,如：急性、亚急性和慢性毒性实验药物（化学试剂）半数致死量的测定药物致癌性实验2.各种药物筛选性试验先用杂种健康小鼠进行药物筛选，得到综合结果后，再进行纯系小鼠或大动物实验3.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；（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90％。而C57BL小鼠乳腺癌发病率极低。（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。3.移植性肿瘤模型将各种实体瘤、白血病等一定数量的瘤细胞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。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。(三)遗传学和遗传性疾病的研究（四）病原体所致疾病的研究1、病毒性疾病小鼠对淋巴细胞脉络丛脑膜炎、脊髓灰质炎、流行性感冒、狂犬病、脑炎等疾病的病原体敏感,可用作上述疾病的研究。2、细菌性疾病小鼠可用于沙门菌病、钩端螺旋体病等细菌性疾病的实验研究。3、寄生虫疾病小鼠宜作感染血吸虫、疟原虫、马锥虫等寄生虫疾病的研究。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。(五)传染性疾病研究（六）免疫学研究1、制备单克隆抗体使用BALB/c、AKR、C57BL等小鼠免疫后的脾细胞与骨髓细胞融合,可进行单克隆抗体的制备和研究。2、免疫功能利用小鼠对病原体的敏感性进行病原体与宿主免疫系统相互作用等方面的研究。3、动物模型裸小鼠、SCID小鼠新西兰黑色小鼠（NZB）其自身免疫缺陷的病因是由于感染致瘤RNA病毒所致，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。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。（七）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。（八）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（九）不宜采用小鼠的试验大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大鼠属于动物界，脊索动物门，脊椎动物亚门，哺乳纲，啮齿目，鼠科，大家鼠属，大家鼠种；体形小，但是比小鼠大；出生时5.5~10g左右1.5-2个月龄达到180-200g，体长不小于18~20cm；形似小鼠；有多种毛色白色，野生色，淡黑色，银色等喜独居，喜阴暗，昼伏夜动性情温顺，比小鼠凶猛，喜欢啃咬，雄性不如小鼠好斗杂