常用实验动物的选择及应用

第三讲实验动物的选择及应用南方医科大学实验动物中心＆比较医学研究所顾为望[e-mail]现代实验动物科学与比较医学实验动物的选择及应用实验动物的选择是医学科学研究中首要考虑的问题。选择恰当与否关系到课题质量、经费开支、研究途径及方法的简繁，甚至影响到课题的成败及研究结果正确性。1、实验动物选择的基本原则2、常见动物实验中实验动物的选择第一节实验动物选择的基本原则一、充分查阅与课题相关的实验动物与动物实验两方面的文献通过查阅文献，可了解本领域、本项目以往使用的实验动物情况及其研究结果，有利于充分利用前人的研究成果、研究思想从而确定深入研究计划并可避免重复研究。二、尽量选择与人类相似的实验动物1．结构和功能的相似性2．时象或年龄状态的相似性3．群体分布的相似性与人群具有相似的自然群体基因的实验动物类别为封闭群动物。4．生态或健康状况的相似性现有的不同微生物学质量级别的普通动物、清洁动物、SPF动物、无菌及悉生动物分别代表着不同的微生态模式并具有不同特点，适用于不同研究目的。5．疾病特点的相似性6．解剖特点的相似性外科手术性的操作模型中或教学示教中，体型大的动物比体型小者在实践感上更接近人类。三、选用解剖、生理特点符合实验目的要求的实验动物家兔颈部的交感神经、迷走神经和主动脉减压神经是独立行走的，如要观察减压神经对心脏等作用时，须选用家兔；家兔对体温变化十分灵敏，适于发热、解热和检查致热原等实验研究；四、根据实验动物不同品种、品系的特点选择1、吗啡对兔、犬、猴起中枢抑制，而小鼠和猫是中枢兴奋。2、津白1号为低癌系而津白2号为高癌系。五、根据课题研究的目的、内容、水平，选用相匹配的标准化动物近交系动物遗传的均质性及实验反应的稳定性较封闭群动物好，但生存抵抗力差，封闭群动物能较好地代表自然群体，F1杂交群动物在一定程度上兼有近交系及封闭群的特点。教学示范选用普通级动物，清洁级动物是国内科研工作要求的标准动物，适合于大多数科研课题，而SPF动物则是国际标准的实验动物，对于一些具有国际交流意义的重大课题，最好选用SPF动物，但无菌及悉生动物为非常规动物，仅在特殊课题需要时才选用。六、选用与实验要求相适应的实验动物规格（1）年龄：应选择体成熟的青壮年动物为宜。（2）体重：实验动物体重与年龄间有一定的相关性，选择发育正常、体重符合要求的实验动物。（3）性别：同一品种（系）动物不同性别对许多外界刺激的反应不一致。（4）生理状况：不同生理状态对外界的刺激的反应不一致。七、经济性原则八、动物实验结果的外推九、实验动物的选择和应用应注意有关国际规范动物实验达到实验室操作规范（goodlaboratorypracticeGLP）和标准操作规程（standardoperatingprocedureSOP）；3R原则（Reduction、Refinement、Replacement）。第二节常见动物实验中实验动物的选择一、药效学研究中的选择1、临床前药物代谢动力学研究：常用的有大鼠、小鼠、兔、豚鼠、犬等。做药物分布试验时，一般选用大鼠或小鼠较为方便。做药物排泄试验时，一般好首选大鼠。2、一般药理研究：常选用的动物包括小鼠、大鼠、猫、犬等，性别不限；但观察循环和呼吸系统时一般不宜用小鼠和兔。3、作用于神经系统的药物研究：镇静催眠药研究一般选成年小鼠。镇痛药研究均需在整体动物上进行，常用成年小鼠、大鼠、兔，但在热板法或足跖刺激法试验中，不用雄性动物。解热药研究首选家兔。4、作用于心血管系统的药物研究：抗心肌缺血药物研究可选用犬、猫、兔、大鼠和小鼠，降血脂药物可选遗传性高脂血症WHHL兔是良好的模型动物。5、作用于呼吸系统的药物研究：镇咳药筛选的首选动物是豚鼠。支气管扩张药物研究最常用的动物是豚鼠。祛痰药研究一般选用雄性小鼠、兔或猫，用来观察药物对呼吸道分泌的影响。6、作用于消化系统的药物研究：胃肠解痉药物研究可用大鼠、豚鼠、兔、犬等。催吐或止吐药一般选用犬、猫、鸽等。7、作用于泌尿系统的药物研究：利尿药物或抗利尿药物的研究一般以雄性大鼠或犬为佳。8、作用于内分泌系统的药物研究：肾上腺皮质激素类药物研究可选用大鼠、小鼠，雌雄均可。9、计划生育药物研究：终止妊娠药或子宫收缩药选用雌性大鼠、豚鼠、家兔。10、精神药物研究：抗焦虑药研究一般选用成年健康小鼠、大鼠、兔等。抗抑郁药可选用小鼠、大鼠，其次为犬、猪。二、微生物实验研究微生物实验研究可选用的动物种类很多，包括小鼠、大鼠、沙鼠、豚鼠、地鼠、兔、犬、猴、猫、裸鼠等。三、休克试验研究失血性休克试验研究中，大多用犬作为模型动物。感染性休克试验研究，犬是较理想的模型。创伤性休克试验研究以中小型动物较为适宜。四、抗炎与免疫试验研究中的选择豚鼠易于致敏，对组织胺反应十分敏感；适于作过敏性实验研究和平喘药、抗组胺要筛选。过敏性哮喘研究常选用犬、豚鼠和大鼠。兔常常是用作制备各种免疫血清的原材料。免疫缺陷小鼠、BALB/c小鼠、C3H、豚鼠也常用于免疫学研究。五、微循环试验研究中的选择进行外周微循环实验观察时，常选用小鼠耳廓、金黄地鼠颊囊、兔眼球结膜、兔耳廓透明窗等。进行内脏微循环实验观察时，常选用青蛙、大鼠、小鼠、豚鼠、兔、猫和犬的肠系膜、大网膜和肠壁。六、毒理学研究中的选择在实验动物年龄方面，毒理学研究要求选用未成年的较为合适。在实验动物性别方面，毒理学研究要求选择雌雄各半为宜。在实验动物数量方面，毒理学研究要求不宜太少，一般每两个剂量组选用大鼠20只，犬4条以上，雌雄各半。（1）急毒；（2）长毒；（3）生殖毒性（一般生殖毒性、致畸敏感期毒性、围产期毒性）；（4）致突变及致癌；（5）药物依赖性；（6）其它毒性。七、心血管系统疾病研究中的选择1．动脉粥样硬化症研究：非人灵长类，特别是恒河猴，可发生广泛的主动脉粥样硬化。小型猪可自发动脉粥样硬化，在用高脂饲料诱发下，可加速粥样硬化的形成，其病变特点及分布情况都与人类相似。2．高血压研究：常选用的动物是犬和大鼠。试验性和自发性高血压大鼠（SHR）模型。日本冈本培育的SHR；新西兰种GHR；米兰种大鼠MHS；高血压敏感大鼠HSR等品系。3．心肌缺血试验研究：无论是对冠心病还是心肌梗塞的研究，犬、猪、猫、兔和大鼠都可用做冠动脉阻塞实验。犬是心肌缺血试验良好的模型动物。4．心律失常试验研究：心律失常试验常用大鼠、豚鼠、兔等动物。犬、猴及猪等动物的心脏较大，这些动物的心室颤很难自然恢复。研究心律失常的病因学，用犬很合适。若作开胸和心脏实验时，兔是首选动物。八、消化和呼吸系统疾病研究中的选择犬有发达的消化系统，且有与人类相似的消化过程，适宜于作消化系统的慢性实验。幼猪的呼吸、泌尿及血液学系统与人的新生儿相似，适于研究营养不良症，如铁、铜缺乏等。猕猴对人的痢疾杆菌病最易感，是研究人的痢疾杆菌最好的模型动物；豚鼠是乙型肝炎理想的动物模型。猴很合适慢性支气管炎研究。九、神经系统疾病研究中的选择DBA小鼠在35日龄，听源性癫痫发生率100%。A系小鼠245日龄，产生中等程度听源性癫痫。C57BL/6强嗜酒性，肝脏中酒精脱氢酶活性极高。树鼩不用麻醉能耐受脑外科，皮肤切割等手术。兔颈部的交感神经、迷走神经和主动脉减压神经是独立行走的。如果观察减压神经对心脏等的作用，就必须选用兔。猫具有发达的神经系统，是神经研究的良好模型。十、泌尿和生殖系统疾病研究中的选择糖尿病方面的研究，可选择大鼠、兔、犬等实验动物。糖尿症(db)小鼠和BBWistar大鼠是糖尿病研究的良好模型，猫和兔都是刺激性排卵动物，可进行生殖和避孕药研究。十一、其它研究中的选择1、放射学试验研究：放射学实验常选大鼠、小鼠、沙鼠、犬、猪、猴等实验动物进行研究。兔对放射线特别敏感。2、口腔医学：猕猴是首选动物，兔是研究唇裂和腭裂的极好的模型。3、肿瘤学：移植、消瘤、保护、减毒。4、中药理论的研究5、营养学研究：常用的动物种类有非人灵长类动物、狗、猪、豚鼠及大鼠等。