常用的实验动物的特性-课件

常用的实验动物的特性 第三章 常用实验动物的特性 本章主要介绍生物医学研究中常用实验动物如小鼠、大鼠、豚鼠、家兔、地鼠、沙鼠、家犬、小型猪、猕猴、猫、鸡、蟾蜍、青蛙、山羊、绵羊、鱼类和爬行类等的生物学特性以及这些动物在生物医学研究中的应用及其进展。第一节 小鼠、大鼠和地鼠一、小鼠 实验小鼠来源于野生家鼠,从17世纪开始用于比较解剖学研究及动物实验后,经长期人工饲养、选择、培育和研究,现在已具有近474个独立的近交系、200多个远交群、2000多个突变品系。目前,用转基因技术生产的基因工程小鼠已在生物医学研究中占有特别重要的地位。如转基因小鼠、基因剔除小鼠和基因替换小鼠。小鼠是当今生物医学领域研究最详尽、用量最大、用途最广、品种最多的哺乳类实验动物。(一)、生物学特性1 1、一般特性 全身被毛,面部尖突,嘴脸前部两侧有触须,耳耸立呈半圆形,眼睛大而鲜红。尾长约与体长相等,成年鼠一般体长10cm10cm15 cm15 cm。尾部被有短毛和环状角质鳞片。有多种毛色。体小娇嫩,皮肤无汗腺,对外界环境习惯能力差。性情温顺,易操作。喜居光线暗淡的环境,昼伏夜动,其进食、交配、分娩多发生在夜间。活动高峰每天有两次,一次在傍晚后1h1h2h2h,另一次在黎明前。为群居动物,群养时生长发育较快,过分拥挤抑制生殖能力。性成熟早,非同窝雄性易互斗并咬伤,群体中优势者保留胡须,劣势者胡须被拔光。对外来刺激极为敏感。目前是遗传学背景知识研究最详尽的动物之一,研究最为充分的是组织相容性复合体、毛色基因等。2、解剖学特点 上下颌各各有2 2个门齿和6 6个臼齿,门齿终身生长,需常磨损维持齿端的长短。食管长约2cm2cm,内壁有一层厚的角质化鳞状上皮,利于灌胃操作。胃容量小(1(1、0 0mlml1 1、5ml)5ml),小鼠灌胃给药的剂量不能超过1 1、0ml0ml。肺由5 5叶组成,右4 4左1 1。气管及支气管不发达,不适于作慢性支气管炎模型及去痰平喘药的疗效实验。心脏有左、右心房和左、右心室组成,心尖近胸骨第四肋间,为小鼠心脏采血的进针部位。淋巴系统特别发达,外界刺激可使淋巴系统增生,导致淋巴系统疾病。雌鼠双子宫、呈“Y”Y”形。卵巢有细膜包绕,不与腹腔相通故无宫外孕。乳腺发达,胸部3 3对,蹊部2 2对乳头。雄鼠为双睾丸,幼年藏于腹腔,性成熟后则下降到阴囊。骨髓为红骨髓而无黄骨髓,终身造血。2、生理学特性 体型较小,出生时体重1、5g左右,1个月时体重1219g,1、52月龄时可达2039g。妊娠期为1921d。新生鼠赤裸无毛,皮肤肉红色,不开眼,耳廓与皮肤粘连。初生即可发声,有触、嗅、味觉。3d脐带脱落,皮肤转为白色,开始长毛并出现胡须。46d有听觉,被毛长齐。1214d睁眼,长出上门齿,开始采食及饮水。3周龄可离乳独立生活。4周龄雌鼠阴腔张开。5周龄雄鼠睾丸落至阴囊,开始生成精子。发育迅速,67周龄时已性成熟,开始繁殖一般是在6590d之间。交配后1012h的雌鼠阴道和子宫颈中凝固,形成阴道栓,防止精液倒流,提高受精能力,阴栓是小鼠受精的重要特征。雌鼠性周期45d,妊娠期1921d,哺乳期2022d,每胎产仔615只,年产69胎。小鼠性活动可维持1年左右,寿命约2年。小鼠体表面积相对较大,对环境温度的波动有明显的生理学反应。小鼠无发抖产热作用,小鼠并不是一种真正的温血动物,而是变温动物,外界温度变化对小鼠的影响特别大,低温可造成小鼠繁殖能力下降,抗病力下降。持续高温(32以上)常引起小鼠死亡或产生后效应,出现某些功能的不可逆损害。研究发现小鼠在2125环境温度区内生长较快,产仔多,活力强。小鼠体表蒸发面与整个身体相比所占比例比其它动物大。因此,比其它哺乳动物对饮水量不足更为敏感,水分在体内的周转期比其它哺乳动物快,可通过呼出的气体在鼻腔内冷却以及尿液的高度浓缩来保持水分。小鼠饮水量为47ml/d,水分代谢的半衰期仅为1、1d,比大的哺乳动物要快速得多,需要供给充足的饮水。(二)、小鼠在生物医学研究中的应用 体型小,生长繁殖快,易于操作、控制和管理,质量标准明确,在生物医学研究各个领域得到广泛应用。1、药物研究 (1)药物毒性和安全评价实验 常被用于药物的急性、亚急性、慢性毒性试验和最大耐受量的测定,用于药物的安全评价实验,药物的致畸、致癌、致突变的“三致”实验。(2)药物筛选试验 用于药物对疾病综合治疗效果的筛选试验。(3)生物效应测定和药物效价的比较实验 用于血清、疫苗等生物制品的鉴定,生物效价的测定以及各种生物效应的研究。(4)药效学研究 常作某些药物的药效学和副作用的评价。如,利用小鼠瞳孔放大作用测试药物对副交感神经和神经连结的影响;用声源性惊厥的小鼠评价抗痉挛药物;用小鼠热板技术引起的后爪运动或机械压尾评价止痛药;用小鼠角膜和耳廓反射评价镇静药药效;小鼠对镇咳药敏感,在氢氧化铵雾剂刺激下有咳嗽反应,是研究镇咳药的首选动物;洋地黄、乌头碱可诱发小鼠心率失常,宜复制快速性心率失常模型。2、肿瘤学研究 (1)肿瘤实验研究 474个近交系小鼠中大约244个品系或亚系都有其特定的自发性肿瘤。AKR白血病发病率可达90%,C3H小鼠乳腺癌发病率达90100%。从肿瘤发生学看,这些自发性肿瘤与人体肿瘤相近,为研究各种类型肿瘤的发生和生物学特征以及治疗防治提供了极好的动物模型。另外小鼠对致癌物敏感,可诱发各种供研究用的肿瘤模型。二乙基亚硝胺诱发小鼠肺癌,甲基胆蒽诱发小鼠胃癌和宫颈癌等。(2)人体肿瘤研究 胸腺严重缺陷的裸小鼠可接受人类各种肿瘤细胞的植入,成为活的癌细胞“试管”,是研究人类肿瘤生长发育、转移和治疗的最佳动物模型。(3)肿瘤遗传学研究 小鼠已成为肿瘤遗传学研究的主要动物,用于原病毒基因组学说和癌基因假说的研究,如对小鼠乳腺癌、垂体肿瘤、肾上腺皮质肿瘤发生过程中基因成分的相互作用进行大量的研究分析。3、微生物学研究 小鼠对多种病原体和毒素敏感,适宜复制多种细菌性和病毒性疾病模型,特别适用于疟疾、血吸虫病、马锥虫病、流行性感冒及脑炎、狂犬病及其它许多细菌性疾病的感染研究及实验治疗,还可对其它病原体的致病力、宿主抵抗的机制、病理学和治疗进行研究。4、遗传学研究 (1)小鼠的毛色变化多种多样,其遗传学基础已研究得比较清楚。因此,毛色常作为小鼠遗传学分析中的遗传标记。(2)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,这些子系是小鼠遗传学分析的重要工具,主要用于研究基因定位及其连锁关系。(3)同源近交系小鼠常用来研究多态性基因位点的多效性、基因的效应和功能以及发现新的等位基因。(4)转基因小鼠可用于研究基因的功能、表达和调节,探究疾病的分子遗传学基础和基因治疗的估计性和方法。5、免疫学研究 (1)使用BALB/C,AKR,C57BL/6J等小鼠免疫后的脾细胞与骨髓细胞融合,进行单克隆抗体的制备和研究。(2)利用免疫功能缺陷的小鼠进行免疫学研究。如无胸腺的突变系裸鼠由于缺乏T细胞,常用于研究T细胞功能以及细胞免疫在免疫应答反应中的作用。80年代培育出的SCID小鼠是一种先天性T和B细胞联合免疫缺陷的突变系动物,有利于研究NK细胞、LAK细胞、巨噬细胞和粒细胞等“自然防御”细胞和免疫辅助细胞的分化和功能,以及它们与淋巴细胞及其分泌的淋巴因子的相互作用。SCID小鼠能接受同种或异种淋巴组织移植,是研究淋巴组织细胞分化和功能的活体测试系统。NZB小鼠有自发性自身免疫贫血症,用于研究自身免疫疾病的机制。6、老年学研究 (1)小鼠是研究胶原老化的动物模型。老龄鼠结缔组织主要成分为胶原蛋白,胶原蛋白老化常可视作机体老化的指标。研究表明,随着鼠龄增长,胶原结构中双体和多聚体比例增加,皮肤中螺旋结构减少,而结构未增加。(2)老龄C57BL/6J雄性小鼠脑纹体多巴胺含量降低,酪氨酸转化率下降,一些物质在下丘脑和纹状体中分解代谢减慢。(3)生长激素与老化的关系。垂体功能低下生长激素缺乏的侏儒小鼠,其寿命只有5个月(正常小鼠为20个月),且表现为灰发、皮肤萎缩,双眼白内障等。7、内分泌疾病的研究 小鼠内分泌腺结构的缺陷常引起类似人类的内分泌疾病,因此,小鼠是研究内分泌疾病的好材料。如,肾上腺皮质肥大造成肾上腺功能亢进,发生类似人类柯兴氏综合症。肾上腺淀粉样变性造成肾上腺激素分泌不足可导致Addison病症状。此外小鼠还可用来研究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。糖尿病和抑尿素缺乏造成的尿崩症;遗传性家族肥胖症;胰岛发育不全造成的肥胖症;垂体性侏儒症以及生长激素缺乏造成的snell侏儒症。(三)、小鼠的饲养管理1 1、性别鉴别2 2、动物健康的外观检查 3 3、笼具、垫料4 4、饲喂5 5、工作记录 6 6、小鼠的运输(五)、小鼠常用品种、品系 、近交系小鼠 据统计,近交系小鼠品系、亚系及其衍生物总共加起来有10001000多个,但在国际上广泛应用的品系数目依然有限的。据FestingFesting对已发表的16001600篇研究论文进行统计,C57BL/6C57BL/6是最为广泛应用的小鼠品系,其次是C3HC3H品系,16001600篇论文涉及到4040多个常用品系,但最为常用的6 68 8个品系使用率达到7070。关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:TA1TA1(津白一号)、TA2 TA2(津白二号)、615615系。引进的有20多种,常用的有4种:C3H:1975年从美国引进,野生色毛;C57BL/6:1975年从日本引进,黑色毛;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。、远交种(封闭群)小鼠 KM小鼠:我国使用量最大的远交种小鼠,白色,抗病、习惯力强,繁殖、成活率高。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。LACA:1973年由英国实验动物中心引入我国,白色。事实上是小鼠改名而成。NIH NIH:由美国国立卫生研究院培育,白色,繁殖力强,幼仔成活率高,雄性好斗。3 3 3 3、突变系小鼠、突变系小鼠 突变系小鼠有143143种,常用的有: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。裸鼠:第1111对染色体上的裸基因(nunu)导致无毛、裸体无胸腺。SCIDSCID:第1616对染色体上的ScidScid隐性基因突变基因导致T T、B B淋巴细胞联合免疫缺陷、外观与普通小鼠差别不大,被毛白色,体重发育正常。肥胖症:无毛症:肌肉萎缩症:二、大鼠 实验大鼠(rat,Rattus noivegicus)由野生褐家鼠驯化而成,18世纪中期在欧洲首次将野生大鼠及白化变种大鼠用于实验研究。大鼠是最常用的实验动物之一,其用量仅次于小鼠,广泛应用于生物医学研究中的各个领域。(一)、生物学特性1、一般特征 大鼠外观与小鼠相似,但体型较大。成年大鼠一般体长18cm20cm。尾上被有短毛和环状角质鳞片。大鼠皮肤缺少汗腺,汗腺仅分布于爪垫上,主要通过尾巴散热。大鼠对新环境习惯能力强,易接受通过正负强化进行的多种感受指令的训练。昼间睡眠,夜间和清晨比较活跃,采食、交配多在此期间发生。大鼠喜啃咬,性情温顺,易于捕捉。当粗暴操作,营养缺乏或听到其它大鼠尖叫时,变得紧张不安难于捕捉,甚至攻击人。孕鼠和哺乳鼠更易产生攻击人的倾向。2、解剖学特点 大鼠上下颌各有2个门齿和6个臼齿。门齿终身不断生长,故需经常磨损以维持其恒定。磨牙的解剖形态与人类相似,致龋菌丛和致龋食物可产生与人一样的龋损,适用于建立龋齿的动物模型。大鼠可不能呕吐。肝分为六叶,再生能力强,肝koo-koo-perper细胞95%95%有吞噬能力,适用于肝外科实验研究。无胆囊,适宜作胆管插管模型。肺左1 1右4 4叶。气管及支气管腺不发达,不宜作慢性支气管炎模型及去痰平喘药物的研究。心脏的血液供给既来自冠状动脉,也来自冠状外动脉,后者起源于颈内动脉和锁骨下动脉。肾只有一个乳头和一个肾盏,可有效地进行肾套管插入术研究。雄性生殖系统有许多高度发育的副性腺,包括大的精囊、尿道球腺、凝固腺和前列腺。腹股沟管终生保持开放,睾丸于40d开始下降。雌性子宫为“Y”型双子宫,胸部和腹部各有3对乳头。垂体较脆弱地附着在漏斗下部,可用吸管吸除垂体,适宜制作垂体摘除模型。3、生理学特性 新生鼠体重约5、510g,全身无毛,两耳关闭,四肢短小。34d两耳张开,810d长出门齿,1417d开眼,16d被毛长齐,2021d可断奶。一般成年雄鼠300600g,雌鼠250500g,寿命为2、5年3年。雄鼠出生后3035d睾丸下降入阴囊,90d后体成熟时才为最适繁殖期。雌鼠7075d阴道开口,初次发情排卵是在阴道开口前后,80d体成熟进入最适合繁殖期。大鼠是自发排卵,但在非发情期也可通过强行交配诱导排卵。雌鼠性周期为4 45d5d,可分为前期、发情期、后期和发情间期。阴道涂片可判断发情周期。雌鼠成群饲养时,可抑制发情,在有1 1只雄鼠或其排泄物存在的情况下诱发发情。大鼠也存在产后发情。大鼠妊娠期为191923d23d,平均为21d21d,每胎产仔数平均为6 61212只。一般大鼠繁殖和生产使用期为9090300d300d。4 4、营养学特点 大鼠是研究营养学的优良动物模型。大鼠对各种营养素缺乏特别敏感,易产生营养缺乏症。如维生素A A、维生素E E、维生素K K、核黄素和硫胺的缺乏可引起不育、皮肤病及出血。大鼠能有效地存贮脂溶性维生素B12B12,制造维生素C C以及通过食粪满足其对维生素B B的大部分需要。此外,大鼠也是研究钙磷代谢的常用动物。(二)、大鼠在生物医学中的应用 大鼠体型大小适中,繁殖快,产仔多,易饲养,给药方便,采样量合适且容易,畸胎发生率低,行为多样化,在生物医学研究中应用广泛,数量仅次于小鼠。1、药物学研究(1)药物毒理学 大鼠常作为药物亚急性试验的动物,评价和确定最大给药量,药物排泄速率和蓄积倾向。药物慢性试验,确定药物的吸收、分布、排泄、剂量反应曲线和代谢,以及服药后的临床和组织学检查。也用于研究药物致畸试验。在评价药物对副交感神经-神经效应研究中,药物刺激和抑制效应通过大鼠的一些体征表现进行判断,如分泌唾液、外因作用流泪、挠弓背、发抖、不自觉的咀嚼等。评价药物对肾功能的影响可通过大鼠服药后5h的尿量来评价;抑尿可产生肾水肿、利尿可缓解之。评价甾体类避孕药副作用的研究,如服药后发胖、肿瘤发生率高等指标。(2)(2)药效学研究 神经病药物的评价:利血平和阿扑不啡可诱导大鼠神经性异常行为。可用双胡同障碍迷宫测验或对大鼠有条件回避惩罚或奖励的能力进行测试来评价药物的药效;心血管疾病药物的评价:大鼠血压和血管阻力对药物的反应特别敏感,常可用于筛选新药以及研究心血管药物药理和调压作用的动物模型。治疗炎症药物的筛选评价:大鼠踝关节对炎症反应敏感,常用以筛选抗关节炎药物,也可用于多发性关节炎、化脓性关节炎、淋巴腺炎、变态反应性关节炎、中耳炎、内耳炎等治疗药物的评价。(3)(3)行为学研究 大鼠体形大小合适,行为表现多样,情绪反应灵敏,习惯新环境快,探究性强,可人为唤起和控制其动、视、触、嗅等感受,神经系统反应方面与人有一定相似,因此在行为及行为异常的研究中用的特别多。如,迷宫训练:早期用大鼠做行为学研究多采纳迷宫踏板训练大鼠,以测试大鼠的学习和记忆能力;奖励和惩罚效应:采纳特别的电击装置,测试大鼠记忆判断和回避惩罚的能力;药物效应:测试大鼠饲以酒精、咖啡因、鸦片后的行为;高级神经活动:观察假定与神经反射异常有关的行为表现,进行神经官能症、狂郁精神病、精神发育阻滞等高级神经活动障碍研究。(4)(4)老年病学研究 年龄与环境因素紧密相关,老年病研究中必须选用SPFSPF以上级别的大鼠,并严格控制环境条件。如,衰老的生理生化变化:可从大鼠得到足够量的血样和其它体液样品进行衰老的激素水平等生理、生化研究,探讨衰老过程中与DNADNA合成、复制、转录和翻译有关酶的活性及其改变;胶原老化:饲喂三黧豆素可引起大鼠胶原中双体和多体增加,而新合成的胶原和弹性蛋白成熟度不够,造成结构蛋白老化的动物模型;饮食方式与寿命的关系:限制大鼠食量每天给以7 7成量的食物,可延长大鼠寿命并发现其尾腱胶原的老化缓慢。(5)(5)心血管疾病研究 目前已培育出几种高血压品系大鼠。如,心肌肥大的自发性高血压大鼠、新西兰自发高血压大鼠、遗传性下丘脑尿崩症高血压大鼠、对盐敏感和抗性的高血压同类系,都是研究高血压的首选动物。另外还有自发性动脉硬化品系大鼠以及肠系膜动脉多发性结节性动脉炎和心肌炎的动物模型。通过诱发可使大鼠出现肺动脉高压症、心肌劳损、局部缺血心脏病等模型,用于探究发病机理和治疗研究。(6)(6)内分泌疾病的研究 大鼠的内分泌腺容易手术摘除,尤其是垂体更易摘除。常用于研究各种腺体对全身生理、生化功能的调节;激素腺体和靶器官的相互作用;激素对生殖生理功能的调控作用及计划生育。一些因内分泌功能失调造成的疾病,可找到相应的自发或诱发大鼠模型,如尿崩症、糖尿病、甲状腺机能衰退、甲状腺功能低下造成的新生儿强直性痉挛。肥胖品系大鼠用来研究高血脂症。大鼠还用于应激性胃溃疡、卒中、克汀病等与内分泌有关的研究。(7)(7)微生物学研究 大鼠对多种细菌、病毒和寄生虫敏感,适宜复制多种细菌性和病毒性疾病模型,是研究支气管肺炎、副伤寒的重要实验动物。出生5d5d的大鼠接种流行性感冒杆菌用以研究细菌性软脑膜炎。用1 1岁大鼠静脉内接种大肠杆菌可产生肾盂肾炎病的动物模型。病毒性肝炎的疱疹病毒感染的研究常用大鼠。旋毛虫、吸血虫和锥虫等病也可用大鼠诱发造成动物模型。(8)(8)营养代谢病研究 大鼠对营养物质缺乏敏感,可发生典型缺乏症状,是营养学研究使用最早,最多的实验动物。如各种维生素缺乏症、蛋白质、氨基酸及钙、磷代谢的研究;各种营养不良、淀粉样变性的研究。(9)(9)口腔医学研究 大鼠适宜研究龋齿与微生物、唾液及食物的关系、牙垢产生的条件、牙周炎疾病实验。研究口腔组织生长发育及其影响因素。研究口腔肿瘤的发生和治疗等。(三)、大鼠的饲养管理 大鼠饲养环境由湿度的波动或突然变化可引起重要应激因子的作用,促进条件致病菌所致传染病的爆发,从而影响动物的健康以及防碍得到正确实验结果。大鼠病原体多是通过气溶胶携带传播,垫料肮脏、笼内拥挤或通风不良,促使大鼠呼吸道感染。大鼠听觉灵敏,噪音引起吃仔或抽搐现象。光照对大鼠生殖生理和繁殖行为影响较大提供适当的昼夜变化周期。大鼠为杂食性动物,随时采食,夜间更为活跃。全价颗粒饲料保证其生长发育的需要。大鼠能习惯各种给水器具,要常检查给水是否通畅,清洗水瓶和吸水管,定期消毒。饲养繁殖人员每日加料,换饮水,检查动物的生、病、死情况,观察记录动物室内温、湿度,整理打扫室内卫生。每周更换垫料两次,清洗消毒饲养室两次,清洗消毒笼具、饮水瓶一次。(四)、大鼠常用品种、品系 1 1、近交品系 现在全世界已培育出100100多近交品系,常用的有:ACIACI系:19261926年由哥仑比亚大学肿瘤研究所培育 ,黑色,但腹部和脚白色,易发生先天性畸形。该品系大鼠低血压。F344/NF344/N大鼠:19261926年由哥仑比亚大学肿瘤研究所培育,白色,我国从NIHNIH研究所引进。用于毒理、肿瘤、生理学研究。2 2、常用封闭群 WistarWistar:由美国wistarwistar研究所培育而成。使用数量最多,遍及全世界,我国从日本引进。该品系产仔数多,性周期稳定,早熟,繁殖力强,性格温顺。抗病例力强。自发性肿瘤发病率低。雄鼠耳朵比其他品系稍长,尾长短于身长。SD SD:19751975年由美国SpraqueSpraque和DawleyDawley农场育成。又叫SDSD大鼠,多用于营养实验,对性刺激感受性高,自发性肿瘤发病率低。比wistarwistar大鼠生长发育快,产仔也较高。尾长几乎等于身长。3、常用突变系 肥胖症大鼠(Obese Rat):血浆中胆固醇、磷脂含量较高,周龄就表现出肥胖,周龄肥胖明显,食量大,体重比正常大鼠大一倍。雌性不育。可作为研究人肥胖症模型。SHR/OLa:自发性高血压大鼠,白色。严重的自发性高血压(200mmHg),心血管疾病发生率高,而且无明显原发性肾脏和肾上腺损伤。对抗高血压药物有反应,是筛选抗高血压药物的良好模型。癫痫大鼠 白内障大鼠 尿崩症大鼠三、豚鼠 豚鼠(guinea pig,Cavia porcellus)的祖先原产于南美洲平原,作为食用动物而驯养,十六世纪作为观赏动物传入欧洲。1780年Laviser首次用豚鼠作热原质试验,此后开始实验动物化遍布全世界,被广泛应用于生物医学的各个研究领域。(一)、豚鼠的生物学特性1、一般特征 豚鼠体形短粗,头大,耳朵和四肢短小,无尾,全身被毛,前足有四趾,后足有三趾,趾端有尖锐短爪,两眼明亮,耳壳薄而血管明显,上唇分裂,多种毛色。豚鼠属草食性动物,喜食纤维素较多的禾本科嫩草。在自然光照条件下,日夜采食,在两餐之间有较长的休息期。一般拒绝苦、咸和过甜的饲料,对限量喂饲料或饮水也不习惯。一雄多雌的群体构成豚鼠明显的群居稳定性。表现为成群活动,休息或集体采食,紧挨躺卧。豚鼠性情温顺,胆小易惊,喜爱安静环境。突然的响声,震动或环境变化,可引起四散奔逃或呆滞不动,甚至引起孕鼠流产。2、解剖学特点 门齿呈弓形,深入颌部,咀嚼面锐利,能终生生长 胃壁特别薄,容量约为2030毫升,盲肠发达约占整个腹腔的三分之一。气管及支气管不发达,肺分七叶,右4左3。淋巴系统较发达,对入侵病原微生物极为敏感。肺组织中淋巴组织特别丰富,淋巴结具有高度的反应性,少量机械或细菌刺激时,特别快发生淋巴结炎。在胚胎期4245d脑发育成熟,大脑半球没有明显的回纹,只有原始的深沟,属于平滑脑组织,较其它同类动物发达。雌雄豚鼠腹部皆有一对乳腺,但雌性乳头比较细长,位于腺体上面。雌性具有无孔的阴道闭合膜,发情期张开,非发情期闭合。雄性有位于两侧突起的阴囊,内含睾丸,出生后睾丸并不下降到阴囊,但通过腹壁可以触摸到。3 3、生理学特性 豚鼠出生后即能活动,体重5050115g115g,全身覆有被毛,有牙,眼耳张开。生长发育较快,两个月内平均每天增重2 2、5 53 3、5 5克。成年豚鼠体重为350350600600克。寿命一般为4 45 5年。一般在5 5月龄左右性成熟。豚鼠性周期为131320d20d,发情时间1 118h18h,妊娠期长达656570d70d,每胎多为3 3或4 4只,仔鼠一般151521d21d断奶。豚鼠为多发情动物,并有产后性周期。阴栓被脱落的阴道上皮覆盖,在阴道口停留数小时脱落,查找可确定交配日期,准确率达85%85%90%90%。红细胞、血红蛋白和红细胞压积比其它实验啮齿动物低。由于体内缺乏左旋葡萄糖内酯氧化酶,因此不能合成维生素C C,所需维生素C C必须来源于饲料中。(二)、豚鼠在生物医学研究中的应用1 1、药物学研究 (1)(1)皮肤刺激实验 豚鼠皮肤对毒物刺激反应灵敏,其反应近似人类,常用于局部皮肤毒物作用的试验。(2)(2)致畸研究 豚鼠妊娠期长,胎儿发育完全,幼仔形态功能已成熟,可适用于药物或毒物对胎儿后期发育影响的试验。(3)(3)药效评价实验 平喘药和抗组胺药:豚鼠对组织胺类药物特别敏感,可引起支气管痉挛性哮喘,常用于药物药效的测试模型;镇咳药物:7%7%的氨气、SO2SO2、柠檬酸吸入都可引起豚鼠咳嗽,常用于镇咳药物的药效评价;局部麻醉药:豚鼠常用于测试局部麻醉药,如角膜搽伤,皮肤灼伤;坐骨神经刺激;抗结核药物:豚鼠对结核杆菌特别敏感,是研究治疗各种结核病药物的首选动物。2 2、免疫学研究 (1)(1)补体:豚鼠是实验动物血清中补体含量最高的动物,免疫学实验中所用的补体多来自豚鼠血清。(2)(2)过敏反应或变态反应研究 豚鼠易于过敏,注射马血清特别容易复制过敏性休克动物模型。迟发超敏反应性与人类相似,最适合进行这方面的研究。常用实验动物接受致敏物质的反应程度不同,其顺序为:豚鼠 兔 狗 猫 蛙。3 3、传染病研究 豚鼠对结核杆菌,白喉杆菌,鼠疫杆菌,勾端螺旋体,布氏杆菌以及沙门氏菌都比较敏感,尤其对结核杆菌有高度敏感性,感染后的病变酷似人类的病变,是结核菌分离、鉴别、疾病诊断以及病理研究的最佳动物。幼龄豚鼠用于研究肺支原体感染的病理细胞免疫。4 4、耳科学研究 豚鼠耳壳大,易于进入中耳和内耳,耳蜗的血管伸至中耳腔,能够进行内耳微循环的检查。其听觉敏锐存在可见的普赖厄反射,因此常用于听觉的内耳疾病的研究。如噪声对听力的影响,耳毒性抗生素的研究等。5 5、营养代谢研究 豚鼠体内不能合成维生素C C,且对其缺乏十分敏感,出现一系列坏血病症状,是研究实验性坏血病的良好动物模型。(三)、豚鼠的饲养管理 豚鼠听觉好,胆小易惊,故环境应保持安静,开放 环境,噪音应在60dB60dB以下。豚鼠不能攀高,跳跃能力差,传统的饲养方式是水泥或木制的地池饲养,周边有4040厘米高即可,一般不需加盖。池养或实底笼养时,一般要铺消毒垫料。锯末可粘在生殖器粘膜上影响交配,甚至损伤生殖器,使豚鼠不孕,粉状垫料易引起呼吸道疾病,不宜采纳。豚鼠为粗纤维饲料动物,体内不能合成维生素C C,需饲料中补给,每日维生素C C需要量4 45mg/100g5mg/100g体重,应激时,每日需要303040mg/100g40mg/100g体重。维生素C C缺乏导致跗肘关节肿胀、行动困难、体质衰弱、并易感染细菌性肺炎、急性肠炎和霉菌性皮炎等。维生素C C可通过投喂新鲜多汁的的水果蔬菜以及在颗粒饲料或饮水中加入维生素C C等方法来补给。(四)、常用豚鼠品种和品系 主要有英国种、安哥拉种、秘鲁种、阿比西尼亚种,依照毛的特性又可分为短毛、长毛、硬毛三种。英国种:毛短,体质健壮,毛色有纯白、黑色、棕黑色、棕黄色、灰色等,个体毛色组成有单毛色、双毛色、三毛色。目前我国各研究教学单位使用的豚鼠多为短毛的英国种豚鼠。近交系有8 8种、远交群有3030种,常用于医学生物学研究的有近交系2 2号、1313号。四、家兔 家兔(rabbit,Oryctolagus cunicul-us)是生物医学实验研究中最常用的动物之一,广泛应用于心血管病、内分泌、脂质代谢、遗传学、药理学等实验研究领域。(一)、家兔的生物学特性1 1、一般特征 体型中等,耳朵大,眼睛大而圆,腰臀丰满,四肢粗壮有力。具有夜行性和嗜眠性,夜间活跃,白天安静,除喂食时间外,常常闭目睡眠。当使其仰卧,顺毛抚摸其胸腹部并按摩其太阳穴便可使其进入睡眠状态,在不行麻醉状态下可进行短时间的实验操作。听觉和嗅觉都十分灵敏,胆小怕惊,喜爱穴居,有打洞的习性。性情温顺但群居性较差,群养同性别成兔经常发生斗殴咬伤。喜爱清洁、干燥、凉爽的环境。家兔具有鼠类的啮齿力,喜爱磨牙且有啃木习惯。家兔有从肛门直截了当食粪的癖好,以吃夜间排出的软粪为主,但不吃差不多落地或其它兔排泄的粪便。吃粪可使软粪中丰富的粗蛋白、粗纤维素和维生素B B得到重新利用。2 2、解剖学特点 全身骨骼共275275块。有发达的门齿,宽大的臼齿,上颌除一对大门齿外,其后还有一对小门齿,无犬齿。家兔属单室胃,横位。盲肠蜗牛状,大,繁殖着大量细菌和原生动物。回盲肠相接处膨大成一个厚壁圆囊,是家兔特有的圆小囊,囊内充满淋巴组织,其粘膜分泌碱性液体,中和盲肠中微生物分解纤维素所产生的各种有机酸,有利于消化吸收。家兔有四对唾液腺,分耳下腺(腮腺)、颌下腺、舌下腺和眶下腺,眶下腺是家兔的一个特点。胰腺散在十二指肠弯曲部的肠系膜上,浅粉红色,为分散而不规则的脂肪状腺体,胰导管开口远离胆管开口,这是兔的又一大特点。肺为海绵状,一般右肺比左肺大,分六叶,左二右四,左右肺中间有纵隔。胸腔构造与其它动物不同,胸腔中央有纵隔将胸腔分为互不相通的左右两半,心脏被有心包胸膜隔开,当开胸后打快乐包暴露心脏进行实验操作时,只要不弄破纵隔,动物不需做人工呼吸。兔后肢膝关节屈面腘窝处有一个比较大的呈卵圆形的腘淋巴结,长约5mm,极易触摸固定,适于作淋巴结内注射。家兔颈部有减压神经独立分支,兔颈神经血管束中有三根粗细不同的神经。最粗、白色者为迷走神经;较细,呈灰色者为交感神经;最细者为减压神经,位于迷走和交感神经之间。家兔耳廓大,血管清楚,便于血管注射和采血。家兔眼球大,虹膜内色素细胞决定眼睛的颜色,白色家兔眼睛的虹膜完全缺乏色素,由于眼球内血管的血液颜色透露,看起来是红色的。雄兔的腹股沟管宽短,终生不封闭,睾丸能够自由下降到阴囊或缩回腹腔。雌兔有2 2个完全分离的子宫,为双子宫类型。左右子宫不分子宫体和子宫角,2 2个子宫颈分别开口于单一的阴道。3 3、生理学特性 生长发育迅速,出生时全身裸露,眼睛紧闭,耳闭塞无孔,趾趾相连,不能自由活动,3 34d4d开始长毛,4 48d8d脚趾开始分开,6 68d8d耳朵根内出现小孔与外界相通,101012d12d眼睛睁开,21d21d左右即能正常吃饲料,30d30d左右被毛形成。仔兔出生时体重约50g50g,一月时体重相当于出生时的1010倍,出生至3 3月体重增加直线上升,3 3月以后体重增加相对缓慢。大多数品种的雄兔比雌兔的生长速度快,8 8周后表现尤其明显。性成熟较早,3 36 6月龄,体成熟比性成熟迟一个月。典型的刺激性排卵动物,交配后101012h12h排卵,性周期一般为8 815d15d,无发情期,但雌兔可表现为性欲活跃期,约持续3 34d4d,此时交配,极易受孕。兔妊娠期为292936d36d,平均32d32d,母兔妊娠的检查常采用简便易行的摸胎法,一般在配种后10d10d左右进行。哺乳期约404045d45d。小型仔兔于404050d50d、体重500500600g600g时,大型仔兔于45d45d、体重100010001200g1200g可离乳。兔属草食动物,有发达的盲肠,对粗纤维的消化力较强,饲料里粗纤维含量不足常可引起消化性腹泻,一般控制在10%10%15%15%为宜。兔有吃粪癖,喜吃软便,食粪可使其中的蛋白质和维生素K K等营养物质被重新吸收。(二)、家兔在生物医学中的应用1 1、动脉粥样硬化 家兔属于兔形目动物,和啮齿类实验动物相比,在系统发育上更接近人。家兔的妊娠周期短、性成熟早,体形较大,容易操作,不存在严重的传染给人的疾病。更重要的是,家兔脂蛋白的特征与人相似,在脂蛋白代谢方面更适合于人动脉粥样硬化的研究,是目前研究人动脉粥样硬化应用最广泛的动物模型之一。二十世纪初人们就开始使用家兔来研究人的动脉粥样硬化。近几十年的研究证明,高脂饲料中胆固醇含量0 0、2%2%2 2、0%0%,可使家兔血浆中胆固醇浓度迅速升高,使动脉粥样硬化形成和发展。家兔血管病变主要分布在主动脉弓和胸主动脉,而腹主动脉的病变轻微一些。渡边兔和圣托马斯兔是研究高胆固醇血症和动脉粥样硬化常用的两个自发性动物模型。渡边兔是单基因隐性突变造成LDL 受体缺陷,饲喂普通饲料就能够形成高胆固醇血症和动脉粥样硬化,纯合子渡边兔血清胆固醇的浓度是正常日本大耳白兔的814倍。渡边兔的临床特征和病理变化与人家族性高胆固醇血症特别相似。使用渡边兔既能够在LDL受体缺陷的情况下研究脂蛋白功能,又不需要饲喂高胆固醇饲料就能够直截了当研究高胆固醇血症和动脉粥样硬化的关系。圣托马斯家兔肝脏合成VLDL功能亢进,饲喂正常饲料就可造成血中LDL、中间密度脂蛋白和VLDL 浓度升高。圣托马斯兔LDL受体功能正常,遗传特征还没有确定,估计是一个主要基因突变引起的。该品系兔脂质代谢的特性和病理变化与高胆固醇饲料诱发的高胆固醇血症不同,具有人复合性高胆固醇血症的特征。2 2、发热及热原实验 家兔体温变化十分灵敏,最易产生发热反应,发热反应典型、恒定,因此常选用家兔进行这方面的研究。给家兔注射细菌培养液和内毒素可引起感染性发热反应;注射化学药品或异性蛋白等可引起非感染性发热;药品生物鉴定中热源的检查均选用家兔来进行。因此,家兔被广泛应用于制药工业和人、畜用生物制品等各类制剂的热原质实验。3 3、免疫学研究 兔免疫反应灵敏,血清量产生较多,被广泛用于人、畜各类抗血清和诊断血清的研制。病原体免疫血清:间接免疫血清:抗补体抗体血清:抗组织免疫血清:制备畜用兔化组织疫苗。4 4、眼科学研究 家兔的眼球大,几乎呈圆形,体积5 56cm6cm3 3 、重3 34g4g,便于进行手术操作和观察,是眼科研究中最常用的动物。如在双眼角膜上复制等大、等深的创伤瘢痕模型。以左右眼对比观察药物疗效和治疗的原理,可排除异体间个体差异。还可在眼前房内移植卵巢皮质,观察药物对排卵的影响。5 5、皮肤反应实验 家兔皮肤对刺激反应敏感,其反应近似于人。常选用家兔皮肤进行毒物对皮肤局部作用的研究,兔耳可进行实验性芥子气损伤和冻伤烫伤的研究,化妆品对皮肤影响的研究,耳朵内侧特别适宜作皮肤的研究。(三)、家兔的饲养管理 温度是兔饲养中最敏感的条件之一。外界环境中温度过高过低的变化,均对兔饲养产生不良影响。普通的兔舍温度应维持在16162929之间,相对湿度为40%40%70%70%,噪音60dB60dB以下。兔笼一般为不锈钢制成,并设有自动冲洗粪尿装置。笼底可用不锈钢丝、竹片或木条,便于粪便掉下来。为达到家兔的标准化饲养,应饲喂全价营养颗粒饲料,定时喂料一日两次。应经常供应足够的清洁饮水。由于家兔较怕闷热,因此运输时必须用可与外界空气充分流通的运输盒。运输盒要有足够大的空间。(四)、常用品种品系 1 1、日本大耳白兔 封闭群;生长快,繁殖强;两耳大且直立,耳两端细而中部宽,呈柳叶状,全身被毛浓密、纯白,红眼睛,母兔颈下有肉髯;耳部血管清楚,适合注射或采血。2 2、新西兰白兔 封闭群;毛色纯白;体长中等,早期生长快,性情温和,繁殖力强。已培育出近交系。3 3、中国白兔 封闭群;纯白居多。体型小,耳短嘴尖。抗病力强,习惯性好,繁殖力强。4 4、青紫兰兔 封闭群。毛色特征是每根毛由三种颜色组成,即毛尖黑色,中段灰白色,基部深灰色,全身看为灰蓝色、耳尖尾、背皆为黑色,眼周围、尾腹面、腹下和后颈的三角区的毛色较淡,呈灰白色。有标准型,中型,巨型三种。一、犬 犬(dog,Canis familiaris)与人类有特别漫长的共同生活和相互依赖的历史,是已被驯养的家养动物,现已被广泛用于动物实验。(一)、犬的生物学特性1 1、一般特性 犬体型较大,大脑发达,喜近人,有服从人的意志的天性。犬习惯不停地运动,故饲养场地需要有一定的活动范围。犬喜食肉类、脂肪及啃咬肉骨头。由于长期家畜化,也可杂食或素食,但饲料中应保证其对动物蛋白和脂肪的基本需要。正常的犬鼻呈油状滋润,人以手背触之有凉感。犬的汗腺特别不发达,散热主要靠加速呼吸频率,舌伸出口外喘式呼吸,才能加速散热。视网膜上无黄斑,无最清楚的视觉点。2 2、解剖学特点 全身骨骼包括头骨、椎骨、胸骨、肋骨、前后肢骨及阴茎骨。阴茎骨是犬科动物特有的骨。犬的牙齿具备食肉目动物的特点,犬齿、臼齿发达,撕咬力强,咀嚼力差。仔犬出生后10多天即生乳齿,2个月后开始换齿,810个月恒齿出齐。犬的胃较大,肠道短,仅为体长的34倍。犬的循环系统比较发达,与人相似。心脏较大,约占体重的0、10、5%。雌犬为双角子宫,两侧卵巢完全保围在浆液性囊内,此囊直截了当与短小的输卵管相通,故犬一般无宫外孕。雄犬无精囊腺和尿道球腺,附睾较大,前列腺发达,有特别阴茎骨。犬中枢神经系统包括脑和脊髓。脑重量一般约为体重的1/401/30。大脑发达,与人脑有许多相似之处。3 3、生理学特性 犬的视觉不灵敏。每只眼只有单独视野,视角低于2525度,正面近距离看不见,视力仅202030mm30mm。犬依然红绿色盲,故不宜用红绿色作为刺激进行条件反射实验。犬的嗅觉发达,鼻粘膜上布满高敏感的嗅神经细胞,嗅神经极为发达,嗅觉超过人类嗅觉细胞10001000倍。犬的听觉也特别灵敏,比人灵敏1616倍,可听范围在505055000Hz55000Hz。犬的味觉不够敏感,但触觉较敏感。犬属于春秋季单发情动物,发情后2 23d3d排卵。性周期180d180d,发情期8 814d14d,妊娠期60d60d,每胎平均产仔6 6只,哺乳期60d60d。(二)、犬在生物医学中的应用1 1、实验外科学 犬广泛应用于实验外科各方面的研究,如心血管外科、脑外科、断肢再植、器官和组织移植等。临床外科医生通过实验以取得经验和技巧,然后应用于临床。2 2、基础医学研究 犬是目前基础医学研究和教学中最常用的动物之一。尤其在生理、药理、病理生理等实验研究中起着重要的作用。犬的神经、血液循环系统特别发达,适合做失血性休克、弥漫性血管内凝血、脂质在动脉中的沉积、动脉粥样硬化症、急性心肌梗塞、心律失常、急性肺动脉高压、条件反射、脊髓传导实验、大脑皮层定位等实验研究。犬常用于新药在临床前的各种药理实验、代谢试验以及毒性实验。3 3、慢性实验研究 犬易于调教,通过短期训练即可较好地配合实验,特别适合于进行慢性实验研究。犬的消化系统发达,与人有相同的消化过程,常用于慢性消化系统瘘道的研究。如可用无菌手术方法做成唾液腺瘘、食道瘘、肠瘘、胃瘘、胆囊瘘来观察胃肠运动和消化吸收、分泌等变化。(三)、实验犬的饲养管理 犬饲养场所应在独立区内,犬舍应建在地势较高,远离人类生活区的地点,一般都建有犬的运动场。实验犬一般采取笼养饲养。使用有全价营养的膨化颗粒饲料饲育繁殖犬及实验犬,可保证犬的生长发育的需要。每天清洗饲犬食具、犬笼和犬舍场地,定期清洗犬体,保持犬体卫生。注意观察犬的精神状态、进食情况、口、眼、鼻、皮肤及外阴部有无异常以及行为习性等情况,以保证犬的健康。运动可使犬新陈代谢旺盛,增进食欲,抵抗力强。种犬、慢性实验犬、用于条件反射研究的犬,需进行适当调教,以配合实验的顺利进行,带来极大的方便。新购入犬需有检疫和注射狂犬疫苗证明,隔离饲养2128d方可进入饲养场地,在此期间进行临床症状观察、血液生化检查、驱虫等工作。(四)、常用品种 犬品种繁多,世界上犬的品种已近300300种,依照不同的饲养目的,可分为役用犬、作业犬、猎犬、玩赏犬、牧羊犬、食用犬、实验犬等。专用于实验的品种不多,目前还常买民养犬进行实验。感谢您的聆听！感谢您的聆听！