11第十讲-第七章 实验动物的选择

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2006/10/28,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,主讲 任东波,办公室：中药材学院,418,室,电 话：,13630584101,E,mail:,rendongbode,实 验 动 物 学,Laboratory Animal Science,在生命科学研究中，特别是在生物医学的研究领域中，绝大部分都要用做动物实验。所以，,怎样才能在最短的时间内，用最少的人力，物力获得明确、重复性好的结果，首先遇到的问题是如何选择实验动物的问题。,因此，实验动物的选择将直接关系到实验的成败。,第七章 实验动物的选择与应用,生物学特性比较,人类与常见实验动物染色体数目,动,物,学,名,英文名,染色体数,2n,人,黑猩猩,猕猴,犬,猫,猪,兔,豚鼠,金黄地鼠,中国地鼠,大鼠,小鼠,长爪沙鼠,Pan troglodytes,Macacamulatta,Canisfamiliaris,FeliScatu,$,Susscrofa,Oryctolaguscuniculus,CaviaporceUus,Mesecricetusauratus,Cricetulusbarabensis,Ruttusnorvegicus,Musmusclus,Meriones,unguiculatus,pan,satyrus,monkeys,dog,cat,swine,rabbit,guinea pig,goldenhamster,Chinese,hamter,rat,mouse,milneedwauds,46,48,42,78,38,38,44,64,44,20,42,40,44,第一节 人类与各种动物的特性比较,动物寿命,(,年,),物种,猩猩,犬,大鼠,小鼠,兔,田鼠,猴,豚鼠,猪,最长,37,20,5,3,15,3,30,7,27,平均,20,10,4,2,8,2,10,5,16,犬,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,人,15,24,28,34,36,40,44,48,52,56,60,64,68,72,76,犬与人的年龄对应,子宫结构,动 物,特 点,大鼠,双角子宫,，,双子宫颈，无子宫体。,兔,双角子宫，双子宫颈，,无子宫体。,豚鼠,双角子宫，单子宫颈，单子宫体。,犬,双角子宫，单子宫颈，单子宫体。,灵长类,无子宫角，,单子宫体,。,生理学特性比较,人与实验动物临床观察指标,动物,种类,血压,(,kPa,),收缩压 舒张压,呼吸频率,（次,/min,）,心率,（次,/min,）,体温,（）,人,16.7,10.7,17.5,75,36.8,猴,21.10,13.35,40,150,38.5,犬,15.99,7.99,18.0,120,38.5,兔,14.66,10.66,51.0,205,39.0,豚鼠,11.60,7.53,90.0,280,38.2,大鼠,13.07,10.13,85.5,328,38.2,小鼠,14.79,10.80,128,600,38.0,人与实验动物代谢指标,动 物,种 类,饲料量,g/(d.,只,),饮水量,ml/(d.,只,),排便量,(g/d),排尿量,(ml/d),发热量,J/(h.,只,),人,500,2750,100300,1.5-2.0L,猴,226.8,2535,113340,65400,312-585,犬,226.8,2535,113340,65400,312-585,兔,28.4-85.1,60140,14.2-56.7,40100,132.6,豚鼠,14.2-28.4,85150,21.2-85.0,1575,21.84,大鼠,9.318.7,2045,7.114.2,1015,15.60,小鼠,2.87.0,4-7,1.42.8,1-3,2.34,在生物医学研究中,:,首先要从,研究目的,和,实验要求,来选择实验动物；,其次考虑它是否,容易获得,，,是否经济,，,是否容易饲养。,一切实验动物应具有个体间的,均一性,，,遗传的稳定性,和,容易获得,三个基本要求,第二节 实验动物选择的原则,每项科学实验都有其最合适的实验动物,掌握正确的实验动物选择方法对生命科学研究而言，是非常重要的。,在动物实验中，对动物的选择通常依据其,对试验品的敏感程度,或试验品在体内的代谢转化与人体的相似性来确定。,为此，选择时应遵守以下基本原则：,1,、结构、机能及代谢的相似性,如,灵长类动物,是最类似人的实验动物，是研究人类,脊髓灰质炎、脑炎、痢疾、肝炎、麻疹等传染病的理想动物。,也是放射医学、牙科学、生理学、免疫学、营养学的良好的动物模型。,猕猴,生殖生理和人非常相似，是人类生殖课题研究的,首选动物。,一、相似性原则,但,大型灵长类动物,数量少、价格贵、不易获得,而且遗传和微生物控制较困难,在生物医学中难以普及应用。,近年来发现了一种小型灵长类动物，体重仅为,120,250,克的树鼩，,在新陈代谢方面与人类较相似,在,化学致癌的研究、黄曲霉素致肝癌的研究，,在乙肝、疱疹病毒、睡眠生理等研究中有广阔的前途。,2,、年龄的近似性,不同实验动物的寿命长短不一，但一般都比人的寿命短。,选择实验动物时,必须了解有关动物的寿命，并安排与人的某年龄段相对应的动物年龄进行实验研究。,如,2,岁的大鼠相当于人的衰老期（约,76,岁）因此，,2,岁以上的大鼠是研究,老年病学,的首选动物。,3,、群体结构的相似性,以群体为对象的研究课题，,要选择群体基因型、表型的分布与人类基因型、表型分布相似的实验动物,(,封闭群动物,),。,如药物安全性评价、药物筛选时,，,应考虑人类与实验动物群体在基因型、表型分布的,相似性,。所以通常用,封闭群动物,作为实验研究的对象。,4,、生态或健康状况的近似性,在实验动物的遗传、营养及环境标准化后，,其生态和健康状况对动物试验结果的影响就显得至关重要。,GF,、,SPF,、,CL,和,CV,级分别代表不同的,微生态模型，,具有不同的特点，适用于不同的研究目的。,如：,GF,动物属,超常生态的动物模型,，既能排除微生物的干扰，,又能减少免疫功能对动物试验的影响。,SPF,动物属,健康无病的动物模型，,采用该级别动物做试验，能排除疾病或病原体对动物试验的干扰；,CL,动物基本上与,SPF,动物相同，,只差在抗体的检查方面。,CV,则应用最多，除廉价和易获得外，对设施要求简单，管理也相对容易。但因其携带有微生物，,很难避免微生物对试验结果的干扰。,因此，在选择时应结合课题目的，研究方法，设施条件及经费等做综合考虑，然后作出正确的选择。,5,、疾病特点的相似性,许多,自发或诱发性疾病模型,能局部或全部地反映出与人类相似的疾病及临床表现。其疾病特点，有些可经育种方法固定于动物品系中，有些则可以用某种技术手段在动物身上诱发复制，可根据研究目的，,选择合适的疾病模型进行实验研究。,如,吉大一博士给猪作手术，来复制猪的高血压模型,.,6,、操作实感的相似性,为临床操作打基础的动物试验，应选择与临床操作较接近的动物。,如,模拟人类心脏移植，,练习手术操作的动物，可选择,猪,作实验材料，因为,猪,的心脏形态大小与,人类很接近,。,各种实验动物在,基因型、组织型、代谢型和易感性,等特点上的差异也是,实验可比性研究的内容。,当研究过程要求以这种,差异为指标或条件时，,选用不同种类、不同品系实验动物的某些特殊反应更适合研究目的与要求。,二、差异性原则,如实验兔颈部的,交感神经、迷走神经、减压神经,是分别独立行走的；,人、猪、犬、猫等,减压神经,并不单独行走；,要观察,减压神经对心脏的作用,，选择实验兔做试验最为合适。,利用不同种属动物对病原体的易感性差异来生产,弱毒疫苗。如：,白喉、百日咳、破伤风,三联苗,的生产，就是利用,马,对这三种病原菌敏感性低的特点，将三种病原菌给马注射，经过几次传代使三种病原菌毒性减弱，再抽取马的血清制成,弱毒疫苗，,给人接种来预防疾病。,在确保研究目的的前提下，应选择结构机能较简单的实验动物。如,:,选择,两栖类,进行神经反射（弧）试验，,利用,果蝇,寿命短（,12,天），染色体数目少（,2n=8,）,等特点，进行,遗传学研究,，并确定了连锁与交换定律。,若用灵长类动物来做上述实验，其难度是非常大的。,三、易化性原则,在,设计动物试验时，所选用的,动物质量等级要与试验设计，试验条件，试验者的技术、方法及试剂性能等相匹配。,避免应用高精仪器，先进的技术，高纯度的试剂与低质量、非标准化、反应性能低的动物相匹配，或利用,低性能的测试手段、,非标准化的设施与高质量、高反应性能的动物相匹配,。,四、相匹配原则,许多啮齿类动物，因其繁殖周期短、多胎、易饲养，遗传和微生物控制方便等特点，在生命科学研究中，应用最为广泛。,如小、大鼠是用量最多、用途最广的实验动物。而灵长类动物，虽然在许多方面有着不可替代的优越性，但因其繁殖周期长、饲养管理困难、成本高价格贵、不易获得等而,不易普及,。,所以在不影响实验质量的情况下，应选用最易获得、最经济、最易饲养管理的动物作实验研究。,五、易获性原则,重复性和均一性是实验结果稳定、可靠的重要保证。,若实验结果不能再现或不稳定，则实验结果就不能被公认。,生物医学实验,应选用标准化实验动物，只有这样才能,排除,因遗传上的不均质引起的个体反应差异,;,排除因,携带的微生物、寄生虫和潜在的疾病对实验结果的影响,;,排除因实验条件的不同而影响实验结果。,这样才能获得稳定、可靠的实验结果，便于在国际上与同类研究进行比较与交流,。,六、重复性和均一性原则,实验动物种类多，特性各异，在选择时应根据实验目的、内容及要求来选择。,有些试验研究必须选用数种实验动物。,如评定毒物的毒性、药物的副作用时，至少要用,大鼠,、,实验犬,等两种动物。因不同种属的实验动物对,毒物或对药物,的反应有质与量的区别。所以选用的动物的种属差异越大越好。,在亚急性和慢性试验研究时,，也至少要用两种动物，其中包括一种,非啮齿类动物,。,第三节 常用实验动物的特点及选择,1.,不宜做研究体温变化方面的研究课题,（其体温调节机能不稳定,可用实验,兔,）,2.,不宜做,慢性支气管炎模型,及祛痰平喘药的疗效实验,（气管及支气管腺不发达，可用实验,猴,来做）,3.,不宜做呕吐试验,（无呕吐反应，可用实验,犬,来做）,一、小鼠应回避的试验,4.,不宜做钩端螺旋体病的研究,（因其对钩端螺旋体不敏感，可用金黄地鼠）,5.,不宜作动脉粥样硬化的试验研究,（因其不易形成动脉粥样硬化，可用猪、猴来做）,二、大鼠应回避的试验,除了不能做胆囊功能研究外，其余应回避的试验与小鼠相同。,不适于做观察致咳嗽作用的实验研究,（缺乏咳嗽反射）,不适于做观察致呕吐作用的实验研究,（呕吐反应不敏感）,不适于做作放射医学的实验研究,（因放疗可导致实验兔休克，甚至死亡）,三、实验兔应回避的试验,不适于做,观察致呕吐作用,的实验研究,（呕吐反应不敏感）,不适用于作,慢性支气管炎模型及祛痰平喘药,的疗效实验,（气管及支气管腺不发达，可用实验猴来做）,四、豚鼠应回避的试验,1.,不能用红、绿色作为条件刺激物来进行条件反射实验,（犬是红、绿色盲）,2.,不宜用做发汗实验,（汗腺不发达）,3.,不适宜观察减压神经对心脏作用的研究,（减压神经不单独行走，而行走于迷走、交感干或迷走神经中）,4.,不宜做动脉粥样硬化的试验研究,（不形成病变）,五、实验犬应回避的试验,为了减少实验误差，在动物的选择上还应注意动物的,年龄、体重、性别、生理状态、健康状况和动物的品种、品系、等级等。,第四节 实验动物选择应注意的问题,实验动物因种类的不同，其寿命也各不性同。在发育上，有的用日计龄、有的用月计龄、有的用年计龄。,若对犬和小鼠均观察一年，,所反映的生命过程是完全不同的。,即使同一种动物（如犬），不同的年龄段所反映的生命过程也是不同的。,所以在选择实验动物年龄时，应注意到,各种实验动物之间、实验动物与人之间,的年龄对应，以便进行分析和比较。,一、年龄与体重,实验动物,体重的大小,同样也会对试验结果产生影响，所以要选择体重相近的动物。,动物的年龄与体重有很高的相关性。如昆明小鼠,6,周龄时，公鼠体重为,32,克左右、母鼠体重为,28,克左右；,Wistar,大鼠,6,周龄时，公鼠体重为,180,克左右、母鼠体重为,160,克左右；,豚鼠,2,月龄时的体重为,400,克左右。,实验证明不同性别的动物对,毒物的敏感性,不同如给大鼠皮下注射,0.1,0.2ml,的,30%,乙醇溶液雄性大鼠死亡率达,84%,，而雌性仅为,30%,有时,雌性动物的敏感性较雄性动物高,，如给大鼠麻醉时（戊巴比妥钠、环已巴比妥钠），雌性动物的敏感性为雄性动物的,2.5,3.8,倍。,一般来讲，若实验对动物的性别无特殊要求，则宜选用雌雄个,半。,二、性 别,动物的生理状态如妊娠、哺乳等对试验结果影响很大，,因此，动物试验不宜采用特殊生理状态的动物进行实验。,在试验过程中一旦发现动物妊娠，,则体重及某些生理生化指标均会受到严重的影响。,所以必须将妊娠的动物剔除,。,三、生理状态,实验动物的健康状况对试验结果也会产生影响。,通常健康的动物表现为,：体型丰满、发育正常、被毛浓密有光泽、眼睛明亮活泼、行动敏捷、反应灵敏、食欲良好。,对于慢性实验用的动物，,尤其是大动物，除了上述一般观察外，还应对每只动物做全身仔细的健康检查，主要检查项目,（略）,四、健康状况,品系（品种）和等级分别表示实验动物按遗传学控制和微生物控制的标准化条件。,近交系、突变系、封闭群、杂交一代,CV,、,CL,、,SPF,、,GN,和,GF,在做,急性试验,确信无碍试验结果时，可选用微生物控制级别较低但又无病的动物，,而慢性试验,则应可选用微生物控制级别较高的动物,。,移植、接种等试验，,供体与受体可选用微生物控制级别最高的动物。,五、品系、品种、等级,动物实验是以实验动物为对象的实验研究。,动物实验的,准备,是决定动物实验成败的一个重要环节。,对动物实验的,描述,则关系到研究论文质量的高低、或实验报告水平的高低。,第五节 动物实验的准备与描述,准备工作应根据实验目的,、实验动物的数量、实验的周期等来确定。,实验室的面积,取决于动物种类、数量和饲养时间，并有利于对室内温度、湿度、氨浓度等环境条件的调控。,应根据所计划使用的动物等级并选择相应标准的动物实验室（,GLP,认证）。,还应在实验前对实验室进行彻底的清洗与消毒,一、动物实验的准备与管理,饲养动物的器具、器材,，应在动物购入前准备好，笼盒及笼盖至少准备,2,套，以便换洗。,饮水瓶至少准备,2,套以上，以防被动物咬破。,准备好笼卡、记录本、垫料、饲料、台秤、温度计、湿度计等必备物品。,在,作好各项准备工作后，应按照所确定的实验动物数量，,从具有相应质量合格证的实验动物生产单位订购所需的实验动物。,购入时，应向供应单位索取实验动物的遗传背景，质量合格证，动物的年龄、体重、健康及营养状况等资料，必要时要求提供方便运输的有关证明材料。,普通动物,可用饲养笼运输；,清洁级动物,用带有过滤介质窗的瓦楞纸箱运输,无菌动物则,用特制的金属罐运输；,在一般情况下，运输时间在,5-6,小时以内，可不供料、供水；,24,小时内可只供水；超过,24,小时则需供水、供料。普通动物可用新鲜水果或蔬菜来代替饮水的供应，,清洁级以上动物则用,2-3%,的琼脂胨代替水。,瓦楞纸箱,小鼠运输笼,啮齿类动物运输箱,购入实验动物后，不能直接进入动物实验室，必须先在检疫区验收和检疫。,有条件时应进行病原学检测。,实验动物分组前，应对动物进行称重,（称重一般在早晨喂料前进行）。,附：苏州大学实验动物价格表,序号,动物品种,等级,价格（只,/,头）,1,猴,普通级,8000-15000,元,2,比格犬,普通级,1200-2000,元,3,比格犬,清洁级,2000-6000,元,4,普通实验用犬,普通级,500-600,元,5,普通实验用猪,普通级,400-1500,元,6,小型猪,普通级,800-2000,元,7,小型猪,清洁级,1200-3000,元,8,绵羊、山羊,普通级,300-1000,元,9,新西兰兔,普通级,45-80,元,10,新西兰兔,清洁级,120-200,元,11,新西兰兔,SPF,级,250-500,12,日本大耳兔,普通级,45-80,元,13,日本大耳兔,清洁级,120-200,元,14,日本大耳兔,SPF,级,250-500,元,15,豚鼠,普通级,30-40,元,16,豚鼠,清洁级,60-80,元,17,KM,（昆明小鼠）,清洁级,8-10,元,18,NIH,（小鼠）,清洁级,8-10,元,19,ICR,（小鼠）,清洁级,8-10,元,20,BALB/c,（小鼠）,清洁级,25-30,元,21,BALB/c,（小鼠）,SPF,级,40-60,元,22,C57BL/6N,（小鼠）,清洁级,25-30,元,23,C57BL/6N,（小鼠）,SPF,级,40-60,元,24,BALB/c-nude,裸小鼠,清洁级,60-80,元,25,BALB/c-nude,裸小鼠,SPF,级,80-120,元,26,WISTAR,（大鼠）,清洁级,25-30,元,27,WISTAR,（大鼠）,SPF,级,35-50,元,28,SD,（大鼠）,清洁级,25-30,元,29,SD,（大鼠）,SPF,级,35-50,元,30,蟾蜍,普通级,3-5,元,31,绵羊血,1-2,元,/ml,32,普通实验用猫,普通级,150,元,附：苏州大学动物饲料、垫料、运输箱价格表,序号,饲料品种,等级,价格（公斤）,说明,1,大、小鼠饲料,清洁级（二级）,8-9,元,辐照灭菌,普通级（一级）,5-6,元,2,兔、豚鼠、羊饲料,普通级,5-6,元,3,垫料,刨花,3-5,元,4,垫料,玉米芯,5-6,元,辐照灭菌,5,垫料（小鼠）,高分子材料,0.5-0.8,元,/,张,辐照灭菌,6,垫料（大鼠）,高分子材料,1.2-2.0,元,/,张,辐照灭菌,7,运输箱（小鼠）,15,元,/,个,清洁级、,SPF,级动物运输专用,8,运输箱（大鼠）,20,元,/,个,实验动物观察代养收费标准,（,普通环境代养）,品种,单位,饲养费（元）,大鼠,只,/,日,0.50-0.80,小鼠,只,/,日,0.30-0.50,豚鼠,只,/,日,0.30-0.50,兔,只,/,日,1.00-1.50,狗,条,/,日,5.00,毕格犬,条,/,日,5.00,羊,只,/,日,6.00-8.00,猪,头,/,日,6.00-8.00,品种,单位,饲养费（元）,大鼠,只,/,日,1.50-3.00,小鼠,只,/,日,0.50-1.50,实验动物观察代养收费标准（,屏障环境代养,）,苏州大学,实验动物技术操作收费标准,项目,校内,校外,项目,校内,校外,小鼠灌胃,0.40,0.80,大鼠灌胃,0.40,0.80,小鼠眼眶静脉取血,0.50,1.00,大鼠眼眶静脉取血,0.80,1.50,小鼠腹腔注射,0.20,0.40,大鼠腹腔注射,0.20,0.40,小鼠尾静注射,0.50,1.00,大鼠尾静注,0.50,1.00,小鼠尾静脉取血,0.50,1.00,大鼠尾静脉取血,0.50,1.00,豚鼠经口给药,1.00,2.00,兔灌胃,1.00,2.00,豚鼠股静脉取血,1.50,3.00,兔耳静脉取血,1.00,2.00,豚鼠心脏取血,1.00,2.00,兔心脏取血,1.00,2.00,豚鼠腹腔注射,0.50,1.00,兔腹腔注射,0.50,1.00,豚鼠股静脉注射,1.00,2.00,兔耳静脉注射,1.00,2.00,大小鼠麻醉,0.50,1.00,血清分离,1.00,2.00,兔麻醉,1.00,2.00,猪、猴麻醉,10.00,20.00,猫、狗麻醉,5.00,10.00,动物,实验报告或论文,中关于实验动物和动物实验的描述，主要有以下内容：,实验动物的种名,论文题目应标明实验动物的种名，如,大鼠正常心电图,100,例分析,，文中第一次出现实验动物的种名时，应注明拉丁文学名，并用斜体书写和印刷。,二、动物实验的描述,实验动物的品种（或品系）,在论文中应正确而详细地注明使用的实验动物的品种（或品系）名称。,实验动物的来源、遗传背景、微生物背景、,是近交系还是封闭群或是杂交一代。如是近交系还要标明其近交代数。,实验动物和动物实验设施合格证，,合格证名称、编号、颁发单位在文中也须描述清楚。,实验动物的体重、性别与年龄。,实验室环境应描述清楚：如,温度、湿度、照度、噪声、光照周期、氨浓度、季节等。,实验动物的饲养方式：对实验结果也会产生影响，也应予以注明。如,饲养的密度、垫料的种类、垫料更换的次数、笼盒的材料、饲料种类、饲料营养成分和配制方法、饲料和饮水投喂情况；饲料、饮水及物品的消毒情况等。,处理因素的施加方式,如：经口灌胃、腹腔注射、手术过程、技术路线等,其它要说明的内容如：麻醉剂与麻醉方法、取材方法、材料固定液、动物处死方法等。,总之动物实验的描述应,全面、详细、准确、简练。,对实验动物和动物实验描述清楚的研究论文，不仅可避免学术交流中的争论，而且可提高论文质量，对于从事系列研究和高、精、尖的研究更为重要。,一、药效学研究,1,、临床前,药物代谢动力学,研究,常用的有大鼠、小鼠、兔、豚鼠、狗等。,首选动物及其性别应尽量与药效学或毒理学研究所用动物一致。,药物动力学参数测定，最好使用狗、猴等大动物，可在同一动物上多次采样，用小动物可能要采用多只动物的合并样本，应尽量避免。,附：第六节 常见医学实验中的动物选择,药物分布试验时：一般选用大鼠或较为方便,药物排泄试验：一般也首选大鼠，其胆汁采集可在乙醚麻醉下作胆管插管引流。,2.,一般药理研究,常选用的包括小鼠、大鼠、猫、狗等，性别不限，但观察循环和呼吸系统时一般不宜用小鼠和兔。,1,、动脉粥样硬化症,鸡和鸽能自发主动脉粥样硬化,，,研究病变与早期代谢变化具有重要价值。,兔饲料诱发可发生粥样硬化病灶，但病变的局部解剖学与人类不同。,非人灵长类，可发生广泛的的心冠、脑、肾和股等处动脉的粥样硬化症，是,良好模型动物,。,小型猪可自发动脉粥样硬化，用高脂饲料可加速粥样硬化的形成。病变特点及分布与人类相似。,二、心血管系统疾病研究,2,、高血压研究,常用动物是犬和大鼠。兔的血压不够稳定 。,犬与人类的高血压有许多相似之处。, 高血压早期血压波动大，以后逐渐升高，并维持在高水平；, 环境和紧张刺激引起血压明显升高；, 高血压发展过程中出现高级神经活动障碍, 部分动物血中儿茶酚胺含量增加。,自发性高血压大鼠,(SHR),遗传因素占主要地位。, 在高血压早期无明显器质性改变。, 血压升高随年龄增加而加剧，,6,个月后，上升到最高水平。, 紧张刺激和大量食盐等环境因素加重高血压的发展。, 血压上升早期或高血压前期有高血流动力特征, 发生继发性心血管损害，出现心脑肾合并症,实验性高血压,以刺激中枢神经系统反射性而成。,注射加压物质。,分次手术结扎肾动脉，诱发肾原性高血压。,3,、心肌缺血研究,冠状动脉阻塞实验：犬、猪、猫、兔和大鼠。,犬心脏的解剖与人类近似，占体重的比例很大，冠状血管易操作，心脏抗心紊乱能力较强。,猪心脏的侧枝循环和传导系统血液供应类似于人的心脏，侧枝循环不如犬丰富，易于形成心肌梗塞，室颤发生率高。,大鼠心肺灌流测定心肌耐缺氧，可同时测定心脏的各种血液动力学变化，如心输出量、血压、静脉压、心房压等。而小鼠和兔不能。,4,、心律失常研究,大鼠、豚鼠、兔及猫的心脏较小，心室纤颤有自发恢复的可能,大鼠对强心甙不敏感,豚鼠心脏对心血管药物的感受性与人类近似,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。,用犬、兔、豚鼠、小鼠、大鼠及鸡的,胚胎,及新生或成年动物的,心肌细胞,进行培养，可形成各种有自发节律的细胞，建立心肌损伤及节律失常实验模型。,动物生殖周期,犬是春秋二季，季节性单发情；,猫是春秋二季，季节性多次发情；,小鼠、大鼠及豚鼠，全年间隔一定时间有动情周期循环，是常年多发情动物。恒河猴有月经周期。,雌性动物的排卵,狗、大鼠、小鼠、猴等属自发性排卵，即不交配也排卵；,兔、猫等属诱发性排卵，即只有经过交配或一定刺激后才排卵。,三、生殖系统研究,性周期的雌激素及孕激素调节,第一型：性周期前半期由雌激素控制，排卵形成黄体，分泌孕激素。 狗、猴等,第二型：发情期排卵形成黄体，但不分泌孕激素。小鼠、大鼠、地鼠等。,第三型：不交配则不排卵，不形成黄体，成熟卵泡退化。如交配，则排卵并形成黄体，分泌孕激素。兔、猫等,避孕药物作用机制研究,抑制排卵药物研究，采用雌性家兔,抗着床、早孕药物研究，采用大鼠、小鼠、仓鼠、豚鼠,消化道瘘管观察,犬的消化系统发达，与人相似适于消化系统的慢性实验；对唾液腺、食道、胃、胆囊可作瘘管，观察胃肠运动的变化；,胰腺炎研究,雌性小鼠可造成胆碱缺乏，诱发出血性胰腺炎,犬胰腺小，适与摘除；,大鼠胰腺分散，位于胃和十二指肠弯曲处；,四、消化系统研究,乙型肝炎研究,黑猩猩是理想的模型动物,树鼠句对人乙型肝炎感染率高，可形成一定的肝脏病理改变，但不能长期携带；,豚鼠可作为乙型肝炎慢性化、免疫耐受、乙肝疫苗防治、抗病毒化疗药物筛选的模型材料；,疫苗防癌人体需,20-30,年，豚鼠仅需,2-4,年。,免疫系统种系发生,动物 细胞 淋巴器官 免疫反应,分类 名称 淋巴细胞 浆细胞 胸腺 脾脏 细胞免疫 体液免疫,IgM,IgG,IgA,IgE,IgD,圆口类 鳗,+ - + - - + - - - -,鱼类 油鲛,+ - + + - + - - - -,鲤鱼,+ + + + - + - - - -,两栖类 蝾螈,+ + + + - + - - - -,青蛙,+ + + + + + + - - -,爬行类 龟、蛇,+ + + +,？,+ + - - -,鸟类 鸡,+ + + + + + + + - -,哺乳类 鼠、人,+ + + + + + + + + +,无脊椎动物仅为原始的细胞吞噬作用,五、抗炎与免疫研究,抗体从母体到幼体的传递,存在两种传递方式：,1,、,出生前在胎盘、卵黄囊或羊膜内完成。,2,、出生后从初乳获得。,动物 胎盘类型 转移途径 抗体转移 转移时间,出生前 出生后,小鼠 血性绒毛膜 肠,（主要）,卵黄囊,+ +,妊娠到,17d,大鼠 血性绒毛膜 肠,（主要）,卵黄囊,+ +,妊娠到,20d,豚鼠,血性绒毛膜 卵黄囊,（主要）,肠,+ +,妊娠到,2d,兔 血性绒毛膜 卵黄囊,+ -,妊娠到,15d,灵长类 血性绒毛膜 胎盘,+ -,妊娠到,3,个月,犬 内皮绒毛膜 肠,- +,出生到,8d,IgE,和,IgA,在母子传递中不进入体液循环，,IgM,只在出生后传递。,大、小鼠、豚鼠、兔、猴幼仔血清母源抗体效价比母体高。,大、小鼠、犬、猫、兔、猴从妊娠期开始向胎儿移行，更多以母乳转移。,抗炎,试验,关节炎,1,、 大鼠踝关节敏感，多发性关节炎与风湿性关节炎接近，但不同品 系、年龄、免疫状态影响发病率。,2,、猪霉形体关节炎也可用于人关节炎研究。,过敏性哮喘,1,、犬与人类似，由,IgE,介,导。,2,、豚鼠接受致敏物质灵敏度最高。,3,、大鼠也可产生由,IgE,介导的超敏,反应。,4,、小鼠迟发型变态反应不典型,H-2,与小鼠疾病,疾病 易感品系 单倍体型 非易感品系 单倍体型,鼠痘,DBA/1 H-2,d,C57BL/6 H-2,b,DBA/2,BALB/c,A,白血病,C58 H-2,K,C57BL,H-2,b,/,乳腺癌,AKR C57L,C3H 129/J,糖尿病,db/db,肥胖型糖尿病小鼠,(The Diabetic mouse),糖尿病基因,(db),于,年,Jackson Laboratory,发现于,C57BL/Ks,小鼠第,4,染色体隐性基因突变。,C57BL/KsJ-db/db,是目前研究人类糖尿病最好的动物模型。,体重：,纯合子有过度肥胖症倾向，,3,至,8,周龄时，体重加速增重，可达约,g,（,正常约,12-20g,）。,然后体重开始减轻至发病致死。,六、内分泌系统研究,血糖浓度：,4,周龄为,300mg/100ml,。,12,周龄至,500mg/100ml,。当血糖含量超过,250mg/100ml,，临床症状呈显，如糖尿,(,glycosuria,),、多尿,(,polyuria,),、和剧渴,(,polydipsia,),等。正常小鼠,140-180mg/100ml,。,胰岛素含量,：,幼鼠血中各有差异，先升高，至,8,周龄左右，再渐渐下降到正常含量。,12,周龄之后，其含量只正常量,25%,，直到发病致死。,寿命较短，共约,4,至,6,个月，因而病理变化较少出现于肾脏、肺、心脏和眼睛。只胰脏内兰氐小岛的,细胞呈现退化及颗粒递减的现象。,非肥胖性糖尿病小鼠,(,nonobese,diabetic, NOD),ICR/,Jc,小鼠近交第,6,代时,从白内障易感亚系分离出非肥胖糖尿病品系,(nod),和非肥胖正常品系,(NOD),。,近交第,20,代时,首先发现,NOD,雌鼠有胰岛素依赖性糖尿病。,1.,临床症状：,与人类,型糖尿病类似。,90-120,日龄,(,相当于人类青春期,),聚起发病有下列症状,:,酮尿、糖尿、高血糖、高胆固醇过多、烦渴、多尿、贪食。,糖尿病发病与免疫系统异常有关。 对自发性之自体免疫（第型）糖尿,(insulin dependent diabetes mellitus, IDDM),有易感性。用于研究糖尿病的治疗。,2,、特征：,糖尿病形成中产生胰岛炎,(,insulitis,),症状，即胰脏小岛中产生白血球的浸润物。约,12,周龄，母鼠有明显的胰脏岛素降低；而雄鼠则于后几周也发生此现象。糖尿病开始时有明显的中度糖尿病症,最好在周龄时即开始监测糖尿病症。,3,、易感受性与其影响因子：,NOD,小鼠对,IDDM,之易感受性由多基因控制。主要的易感结构是唯一,MHC,单型。,饲养环境，健康及饲料均影响小鼠糖尿病的发展。,30,周龄时糖尿病累计发病率雌雄分别为,60%-80%,和,10%-70%,睾丸切除可增加糖尿病发病率,而卵巢切除减少发病率。,KK,小鼠,高血清胰岛素型，,I,型糖尿病模型，,8,月龄雄鼠,100%,，,12,月龄雌鼠,88%,出现显性病症。,饲料、饲养、打斗及其它紧张因素可减少发病率,BB,Wistar,大鼠,低血清胰岛素型，,I,型糖尿病模型，发病率,90%,，发病日龄,58-123,日龄。,症状：高血糖、糖尿症、酮尿症、酮症、胰岛素缺乏、高血糖素亢进、体重下降,GK,大鼠,(,Goto-Kakizaki,diabetes prone rat),1975,年由日本,Tohoku University,培育。在远交系,WISTAR,大鼠中筛选高血糖个体而成。,应用于非胰岛素依赖型糖尿病,(NIDDM),研究，,II,型糖尿病。在糖尿病症发作后，快速出现高血糖、胰岛素分泌减弱等，后期并发视网膜病、微血管病、神经病、肾病。和其它啮齿类,II,型糖尿病动物模型相反，,GK,大鼠是非肥胖的,肥胖症,(Obese ob),肥胖小鼠,(Obese mice),1,临床症状：,纯合子,4,周龄增重加速，是正常鼠体重,3,倍。体重可达,60g,，,表现为单纯肥胖而不伴有糖尿病。,幼年时血糖和免疫活性胰岛素无明显增加，,5,6,月龄后，肥胖趋向稳定，胰岛素和葡萄糖水平上升。,不受外来胰岛素的影响，但节制食物可增加对胰岛素的敏感性及延长其寿命。,所有的雌鼠无生殖力，必须用杂合子交配保持基因。雌鼠卵巢和子宫萎缩，若节制饮食，雄鼠偶尔能繁殖。,2,、生理特征：,Langerhans,岛的增生与胰岛素分泌增加有关，肾小球发生肾结节状脂肪玻璃样病变。,肥胖小鼠的皮下、后腹膜和性腺的脂肪增多，是脂肪细胞数目和体积增加的结果，被称为肥大性,-,增生性肥胖症。其肥胖症与人类的肥胖症很相似。,成年肥胖和糖尿病,(Adult obesity and diabetes),小鼠,该小鼠的肥胖症体重相当于正常鼠的两倍，与,ob/ob,型一样，通常不育，,7,10,周龄时表现出高血糖和糖尿病。,NZO( New Zealand Obese ),小鼠,该鼠通常具有生殖能力，所有的小鼠均发生肥胖，但脂肪沉积主要是在腹内，于,2,4,月龄时即可发现脂肪沉积，最终达到总体重的,70,，高血糖不明显，但胰岛素的水平升高。在快速增重期间，食物的摄入量明显增加。,从小鼠的肥胖症知道，肥胖症有不同的遗传性。这对研究人类肥胖症的一系列问题颇有助益。,侏儒症,(Dwarf,dw,),dw,鼠或称矮小畸形鼠,这种畸形又称垂体性侏儒症,(,Pituiary,Dwarfism),，,因为其缺乏脑下垂体前叶的生长素和促甲状腺激素，故使生长发育障碍。,纯合子,dw/dw,小鼠在,12-13,日龄时即可被识别，表现为短尾和短鼻。成熟日龄时，其体积为正常鼠的,1/4,，,8,周龄时体重为,8-10g,，,多数能存活到成熟期，可出现继发的粘液性水肿。,由于该鼠两性均不育，只能用杂合子保持基因，得到,25%,的矮小畸形鼠。,9,日鼠龄时，将正常垂体全移植到这种鼠的肾脏，雄鼠可长大到近于正常小鼠体形并可繁殖,(,但在雌鼠收不到效果，原因不明,),。,甲状腺功能低下,hyt,甲状腺功能低下症小鼠,第,12,对染色体的隐性突变基因导致幼鼠,16,日龄出现甲状腺发育不全。,Hyt/hyt,小鼠与,人类婴儿甲状腺功能低下相似性,80%,，可用于人类婴儿甲状腺功能紊乱研究的动物模型。,癫痫,35,日龄,DBA/2N,小鼠，听源性癫痫发病率,100%,，是良好的模型材料。,脑,梗塞,沙鼠脑椎底,动脉环后交通枝缺损，结扎一侧颈总动脉出现脑梗塞。是研究中风、术后脑贫血、脑血流量的实验材料。,七、神经系统研究,外,周微循环,小鼠耳廓：,表皮薄，血管呈平面分布，适于慢性全身性疾病对微循环影响的长期连续观察。,金黄地鼠颊囊：,囊壁薄而色淡，微血管清晰。颊囊伸缩性大，牵拉刺激对微循环影响小。了解在感染、创伤、移植性肿瘤等病理状态下微循环的变化,八、微循环研究,内脏微循环,常选用蛙、大、小鼠、豚鼠、兔、猫、犬的肠系膜、大网膜和肠壁。或头颅、腹腔、胸膜开窗，观察脑、肺、心微循环。,回盲部肠系膜小而局限，无肠蠕动，脂肪少。,急性毒性试验,概念：,是观察,1,天内单次或多次给药后，在,7,天或,14,天中连续观察动物所产生的毒性反应和死亡情况。,方法：,小动物半数致死量（,lethal dose 50,，,LD50,）,常用封闭群动物，如,ICR,、,NIH,、,KM,。,大动物近似致死量,(approximate lethal dose,，,ALD),，,常用动物如,SD,、,Wistar,。,注意：,动物质量、体重差异、不良外环境均可产生不正确的数据。,九、药物安全性评价,长期毒性试验,概念：,是对动物反复多次给药（,14,天以上连续给药）后，观察药物对动物的毒性反应和死亡情况。,方法：,实验应设高、中、低三个剂量组和对照组。,高剂量应产生明显毒性反应或个别动物死亡。,中剂量应产生轻微或中等的毒性反应。,低剂量应高于最佳有效剂量，不出现毒性反应。,长期毒性试验需两种以上动物，一种为大鼠,如,SD,、,Wistar,，,3,个月,内试验用,6-8W,，,3,个月以上用,5-6W,的动物。,另一种为犬、小型猪、猴，,Beagle,犬以,4-12,月龄为宜。,注意：,长毒试验持续时间长，高、中剂量为中毒剂量，要获得真正的药物毒性结果，必须保证动物的质量和适宜环境。,生殖毒性试验,分类：,第一类,生殖毒性试验：在交配前给药，判断雌、雄动物连续给药后生殖细胞在接触药物后，对受孕能力、生殖系统和子代有无影响。,第二类,致畸敏感期毒性试验：在器官发生期前、后给药，揭示药物的胚胎毒性和致畸性。,第三类,围产期毒性试验：在围产期和哺乳期给药，判断雌性动物在产前及产后给药对子代的影响,方法：,至少使用两种以上实验动物。,啮齿类有大、小鼠和地鼠，非啮齿类有兔、犬、雪貂和灵长类。,常用大鼠和兔。,致,突变试验,包括：,微生物回复突变试验、哺乳动物培养细胞染色体畸变试验和啮齿类动物微核试验。,微生物回复突变试验（,Ames,试验）：,致突变物能灵敏、特异地使,his,缺陷型突变株回变成原型，在缺乏,his,的,培养基上生长菌落增多，以此判断被试物是否具有突变性,体外染色体畸变试验：,通过给药后收获细胞（包括人或动物），首选中国仓鼠肺细胞（,CHL,），,制作染色体标本，观察新药对染色体的损坏，主要为染色体数目或结构的异常。,动物微核试验：,啮齿类（常用小鼠）体内给药后，取骨髓制涂片，观察嗜多染红细胞微核出现的频率，计算嗜多染红细胞与正常红细胞的比率。,微核是染色体受损，细胞分裂异常，染色体或片段进入细胞质形成的产物。,致癌试验,长期致癌试验：,常用,F344,大鼠和,A,系小鼠，并提供,5,年内该品系生产群肿瘤自发率，排除其它致癌因素，须,2-3,年。,短期致癌试验：,常用,6-8,周龄,A,系小鼠，高剂量组应每周给药,3,次，连续,8,周最大耐受量，以肺肿瘤数为评价指标,药物依赖性试验,身体依赖性试验,（自然戒断、催促、替代试验）：,采用大、小鼠和猴。,诱导试验：,采用大、小鼠。,精神依赖性试验：,采用大鼠。,其它毒性试验,皮肤用药：,用年轻实验动物：,2kg,兔、,300g,豚鼠、,200g,大鼠。,背部脱毛面积为体表面积,10%,。,采取适宜固定方式，保证受试物与体表接触时间，使药物通过皮肤充分吸收，观察药物毒性及中毒器官,外用药刺激和过敏试验：,最常用为豚鼠，其次为家兔，大鼠不适宜。,腔道给,药：,眼刺激试验：兔。,滴鼻剂：大鼠、豚鼠和家兔。,栓剂：年轻家兔、大鼠。,研究类型,动物品种与品系,动物数量（只）,急性研究,LD50,单剂量，,小,鼠（,ICR,）、,大鼠（,SD,）、,豚鼠（,Hartley,）,50-60,观察,14,天,犬（,Beagle,）,6-8,剂量范围，,大鼠（,SD,）,5/,性别,/,水平，,3,剂量水平,连续服药,14,天,犬（,Beagle,）,3-4/,性别,/,水平，,3,剂量水平,亚,慢性，,30,天,大鼠（,SD,）,15-20/,性别,/,水平，,3,剂量水平,犬（,Beagle,）,2-3/,性别,/,水平,90,天慢性研究,大鼠（,SD,）,20-25/,性别,/,水平，,3,剂量水平，对照,犬（,Beagle,）、恒河猴,24-32,毒性研究使用的实验动物品种和品系,研究类型,动物品种与品系,动物数量（只）,慢性研究,6,个月至,1,年,小,鼠（,B6C3F1,）、,大鼠（,SD,、,Wistar,）,50/,性别,/,水平，,3-4,剂量水平,致畸研究,大鼠（,SD,）,20,只雄,/,组,新西兰兔,10,只雄,/,组,诱变,研究,小鼠（,ICR,）,大鼠（,SD,）,续,表：,下一次课再见,任东波,2009,年,12,月 日,-,长春,