第一章实验动物学概论

Laboratoryanimalscience主讲:王瑞实验动物学理论36学时实验18学时课程主要内容第1章实验动物学概论(4)第2章实验动物遗传学质量控制(4)第3章实验动物微生物学、寄生虫学质量控制(8)第4章实验动物营养与饲料质量控制(4)第5章实验动物环境和设施(4)第6章常用实验动物(8)第7章人类疾病的动物模型(2)第8章实验动物的选择与应用(2)教材：郑振辉主编.《实用医学实验动物学》第一版.北京大学医学出版社，2008.教学参考书：√1．苗明三主编.《实验动物和动物实验技术》中国中医药出版社√2.陈主初，吴端生主编.《实验动物学》湖南科学技术出版社2001年第一版.√3.卢耀增.《实验动物学》北京医科大学中国协和医科大学联合出版社(1995).4.郝光荣主编.上海研究生教学用书《实验动物学》.第二军医大学出版社，2002.10.√5．施新猷主编.《现代医学实验动物学》，人民军医出版社，1999（2000年使用）附：《实验动物科学》教学要点.6．罗满林，顾为望主编.高等院校教材《实验动物学》.中国农业出版社，2002,7.石岩,梅世昌主编.医学动物实验实用手册.中国农业出版社，2003.8．何新桥金玫蕾编著.《实验动物饲育与管理》.科学出版社，1998年1月第一版.9.颜呈准《实验动物科学管理实用手册》.云南科技出版社(1998).10.孙敬方.《动物实验方法学》.人民卫生出版社.第一节实验动物科学的概念第二节实验动物科学的发展概况第三节实验动物在医学生物学、工农业等领域中的地位和作用第四节优秀实验动物站点集锦第一章绪论第一节、实验动物科学的概念一、实验动物科学的定义实验动物科学(laboratoryanimalscience)是研究实验动物培育、应用和动物实验方法的一门综合性、应用性学科。（一）实验动物1.实验动物(Laboratoryanimals)是指经人工饲育，对其携带微生物、寄生虫实行控制，遗传背景明确或者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。实验动物是是以实验动物本身为对象，研究实验动物的遗传育种、保种（培育新品种、保持原有品系的遗传特性）、生物学特性（包括解剖、生理、生化、生殖及生态等特点）、繁殖生产、饲养管理以及疾病的诊断、治疗和预防，以期达到如何提供标准化的实验动物等。实验动物的来源WildanimalEconomicalanimalExhibitinganimalLA调查、捕获、人工繁殖等选择、培育、纯化等SLAC-PeterHSU-2008什么是实验动物化？野生动物或经济动物经过初期的表型分析和筛选，对具有科学实验价值的动物，经过严格的驯养、微生物净化、遗传及饲养环境等因素的控制，按实验要求进行培育，使之达到实验动物的标准。我们把这种将野生动物或家畜驯化（Domestication）、培育（breeding）成实验动物的过程，叫做实验动物化（LaboratoryAnimalization）。2.实验用动物:(experimentalanimal):一切可以用于实验的动物。包括实验动物（laboratoryanimals）：DBA/2.Wistarrats经济动物(economicalanimals)：猪、马、牛、鱼等野生动物（wildanimals）：蛙、蛇、鱼、猴等观赏动物(exhibitinganimals)：犬、猫、金鱼、鸟实验动物与实验用动物的区别：实验用动物是指所有用于动物实验的动物，包括实验动物。而实验动物是为研究的需要而培育的。确定是否是实验动物，要经过一系列检测，如微生物和遗传基因等，经专家鉴定才能称其为实验动物.（二）动物实验动物实验(animalexperiment)：是以标准化的实验动物为材料，采用各种方法在实验动物身上进行实验，研究动物实验过程中实验动物的反应、表现及其发生发展规律等问题。动物实验是为科研、教学、药品检定等目的，对动物进行物理、化学和生物因素处理，观察其反应，获得实验数据，解决科研中的问题。即如何使动物实验合理化、规范化。简而言之，实验动物科学就是关于实验动物标准化和动物实验规范化的科学。实验动物标准化定义：实验动物的标准化是以实验动物为研究对象或应用材料这一学科领域中所涉及的科学、技术、经济、人才及管理等社会实践活动中，对重复性事物和概念，通过制定，实施标准达到统一，以获得最佳秩序和社会效益的过程，即对动物的质量，繁育条件，实验条件等方面规定的统一技术标准。（1）以实验动物为对象或应用材料这一重复性事物或有关概念所作出的统一规定。（2）以实验动物这一领域的科学技术，实践经验的成果为基础，经有关方面的协商一致，由国家主管机关批准，以特定形式发布，作为共同遵守的依据。（3）实验动物标准内容的核心就是实验动物质量标准。质量控制的内容：实验动物遗传学质量控制实验动物微生物学、寄生虫学质量控制实验动物设施环境质量控制实验动物饲料营养质量控制动物实验规范化即科学合理的使用实验动物，有效地进行各类科学实验，通过科学的动物实验、研究、探讨生命现象本质以及各类相关学科领域疑难课题。实验动物学实验动物标准化（质量控制）动物实验规范化（规程）遗传控制环境控制实验动物选择动物实验基本技术和方法微生物控制营养控制人类疾病动物模型基因工程动物模型二、实验动物科学的研究范围1.实验动物育种(laboratoryanimalgeneticbreedingscience)：是利用遗传调控机理，采用传统的和现代生物技术手段，控制动物的遗传特性，培育新的动物品种品系和各种动物模型，实现家畜和野生动物的实验动物化。2.比较医学(Comparativemedicine）是比较研究所有动物（包括人类）的基本生命现象的异同，比较解剖、比较生理、比较外科等。并且采用其异同点，通过建立实验动物疾病模型来研究人类相应疾病。《比较医学》施新猷等主编，陕西科技出版社，20033.实验动物医学(LaboratoryAnimalMedicne)是专门研究和阐明实验动物疾病的诊断、治疗和预防及其在生物医学领域中应用的科学。4.实验动物微生物学与寄生虫学(Laboratoryanimalmicrobiologyandparasitology)是研究实验动物的微生物、寄生虫分类学、与人类的相互关系和对科学试验的干扰作用，探讨与实验动物疾病作斗争的措施，实行对实验动物微生物与寄生虫的质量监控，以达到控制和消灭实验动物疾病的科学。5.实验动物生态学(LaboratorAnimalecology)研究影响实验动物生存的环境与条件。例如：饲养动物的房舍，通风，温湿度、光照、噪声、笼具、饲料、饮水、以及各种垫料等。6.实验动物技术(Laboratoryanimaltechnipques)包括研究实验动物的饲养管理技术、各种监测方法和动物实验技术。7.实验动物营养学(Laboratoryanimalnutriology)是研究动物摄入、利用营养物质全过程与生命活动相互关系的科学。8.实验动物饲养管理(Laboratoryanimalhusbandry）研究实验动物的繁育和生产管理，并使管理标准化和规范化。三、实验动物的分类1.实验动物在动物学的分类界(kingdom，regnum)动物界门(phylum，phylum)脊索动物门纲（class，classis）哺乳纲目order，ordo)食肉目科(family，familia)犬科属(genus，genus)犬属种(species，species)家犬种表1-1常用实验动物在动物学的分类位置目科属实验动物目科属实验动物有袋目大袋鼠科袋鼠属袋鼠啮齿目鼠科仓鼠属黑线仓鼠灵长目猴科猕猴属猕猴鼠科棉鼠属棉鼠狨科狨猴属狨猴豚鼠科豚鼠属豚鼠猩猩科猩猩属猩猩仓鼠科沙鼠属长爪沙鼠兔形目兔科兔属兔鼠科田鼠属田鼠鼠兔科鼠兔属鼠兔食肉目猫科猫属猫啮齿目鼠科大鼠属大鼠犬科犬属犬鼠科小鼠属小鼠偶蹄目野猪科猪属猪鼠科仓鼠属金黄鼠牛科羊属2.按遗传学控制原理分类近交系（Inbreedstrain:Chimaera;Recombinant）封闭群（Outbreedstock）杂交群（Hybrids:F1Hybrids;F2Hybrids）实验动物3.按微生物学控制的原理分类普通动物(Conventionalanimal,CVA)清洁动物（Cleananimal，CLA）无特定病原体动物(SPFA)无菌动物(Germfreeanimal,GFA);悉生动物(Gnotophoricanimal，GNPA)实验动物4.根据对环境控制分类•隔离系统动物(Isolationsystemanimal);•屏障系统动物(Barriersystemanimal);•开放系统动物(Opensystemanimal)。第二节实验动物科学的应用及发展概况一、实验动物在各个领域的应用1实验动物在生命科学研究中的地位和作用2实验动物在医药研究领域的应用3实验动物在农业科学方面的应用4实验动物在新药开发、生产和药品检定方面的应用5实验动物在轻工、化工方面的应用6实验动物商品检定方面的应用二、国外实验动物的现状与发展趋势（一）国外实验动物科学发展历程新技术促进了实验动物科学发展20世纪初Little等研究小鼠毛色基因，他采取近亲繁殖方法，培育出第一株近交系DBA小鼠：实现实验动物科学跨跃式发展的里程碑Nuttal和Thierfelder19世纪，成功培育了无菌豚鼠。这在实验动物学的发展史上是一个重要的突破。Grist-培育出裸鼠转基因小鼠问世：1982年SLAC-PeterHSU-2008SLAC-PeterHSU-2007（二）国外实验动物学发展概况世界各国加大对实验动物的投入美国生物科学课题投资的40%涉及实验动物；60%的生物学科研课题需要实验动物。美国国立卫生研究院（NIH）实验动物的支出每年超过4亿美元，占其研究经费总开支的第二位；美国Jackson研究所于2001年投资1.2亿美金用于实验动物设施的改善；日本于2000年在熊本大学投资40亿日元建立了实验动物资源中心。日本理化所每年用于实验动物的投入是20多亿日元。实验动物标准化、专业化与社会化程度高美国等一些发达国家的啮齿类实验动物在七、八十年代以后基本普及SPF级（无特殊病原体），部分实验已使用GN级(悉生动物)和GF级(无菌动物)。美国杰克逊(Jackson)实验室和NIH的遗传资源部已成为实验动物的遗传资源中心，CharlesRiver（查里士河）公司目前已是世界上最大的实验动物供应商，在世界各地有18个生产基地，年产实验动物600多万只。英国的BK公司也占据着欧美很大的实验动物市场。SLAC-PeterHSU-2008SLAC-PeterHSU-2007国际认证国际实验动物管理认可协会(AAALAC)的认可已成为当今世界实验动物质量认可的重要机构。取得AAALAC的认可，无疑是取得一张国际“通行证”，目前全世界约有900多家取得认证。实验动物资源呈现多样化趋势JAX保存的品系已达3000余种。其中自然突变动物、转基因动物因其针对性强，用量少，实验结果准确性高等特点而被大量开发和广泛应用。野生动物资源开发利用倍受重视，是实验动物天然的基因库。随着动物保护运动的兴起，高等动物的使用将日益受到限制，低等动物将逐渐替代这些动物。SLAC-PeterHSU-2008SLAC-PeterHSU-2007培育新的小鼠模型和资源的安全保存成为发展重点，其背景基于：–小鼠的基因组和人类有较高的同源性，所以人类疾病的小鼠模型可以基本上真实模拟人类疾病的发病过程及对药物的反应；–小鼠的基因组改造技术成熟；–生理、生化和发育过程和人类相似；–小鼠的基因组计划已基本完成。基因组序列的大量信息为研究基因功能及其表达调控、胚胎发育和人类疾病的分子机制提供了基础条件和技术手段。SLAC-PeterHSU-2008SLAC-PeterHSU-2007实验动物法制化管理–美国，1866年制定了《禁止残酷对待动物法》；–1