【医学ppt课件】常用实验动物生物学特性与选择应用

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,常用实验动物生物学特性与选择应用,山东省实验动物中心,“,三字经”,人之初，性本善,.,性相近，习相远,.,苟不教，性乃迁,.,教之道，贵以专,.,昔孟母，择邻处,.,子不学，断机杼,., ,马牛羊，,鸡犬豕,.,此,六畜,，人所饲,.,常用实验动物,小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠（仓鼠）、,兔、,犬,、猴、猫、,猪,、,鸡,等。,生物学特性,一般特性,解剖学特点,生理学特点,小鼠的生物学特性及选择应用,一、生物学特性,一般特性,1.,对外界环境反应敏感，适应性差，强光或噪声刺激时，可能导致哺乳母鼠神经紊乱，发生食仔现象。温度过高或多低时，生殖能力下降，严重时会发生死亡；,2.,对多种毒素和病原体易感，百万分之一的破伤风毒素能使小鼠死亡；,3.,对致癌物敏感，自发性肿瘤多。,解剖学特点,1,小鼠下颌骨的喙状突较小，髁状突发达，运用下颌骨形态的分析技术，可进行近交系小鼠遗传监测；,2,小鼠无汗腺 ；,3,淋巴系统发达，外界刺激可使淋巴系统,增生，因此易患淋巴系统疾病。,生理学特点,1.,小鼠成熟早，繁殖力强，适配鼠龄为出生后,6090,天；,2.,交配后,1012,小时，雌鼠在阴道口形成一个白,色的阴道栓，这是受孕的标志；,3.,小鼠生长发育快慢与品系、营养、环境、带,仔数的多少、生产胎次有密切关系；,4.,生育期为一年，寿命达,23,年；,5.,染色体为,20,对。,主要品系、种群,1,近交系,(1) C57BL,6,（,B6,）,：,黑色。乳腺癌发病率低，对放射物质耐受力强，眼畸形，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。是肿瘤学、生理学、遗传学研究常用品系。,(2) C3H,He(C3),：,野生色。乳腺癌发病率为,97,，对致肝癌因素敏感，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。,(3) BALB,c(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,。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。,(4) DBA,2(D2),：,浅灰色。听源性癫痫发作,36,日龄小鼠为,100,，,55,日龄后为,5,。对鼠伤寒沙门氏菌补体有抗力，对百日咳组织胺易感因子敏感。常用于肿瘤学、遗传学和免疫学的研究。,(5) CBA,：,野生色。对麻疹病毒敏感。,(6) A,：,白化。对麻疹病毒高度敏感，对,X,射线非常敏感。肺肿瘤发病率高。常用于肿瘤学、免疫学等的研究。,(7) AKR,：,白化。为高发白血病品系，对百日咳组织胺易感因子敏感。常用于肿瘤学和免疫学等的研究。,(8),TAl,(,津白,1,号,),和,TA2(,津白,2,号,),：,白化。,TA1,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。,（,9,）,615,：,深褐色。肺腺癌发病率高。,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。,2,封闭群,(1) KM,：,白化。该鼠特点是产量高，抗病力强，适应性强。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) NIH,：,白化。特点是繁殖力强，产仔成活率高，雄性好斗。广泛用于药理和毒理研究以及生物制品检定。,3,杂交一代动物,(F1,代,),（略）,二、在生物医学中的选择应用,在生物医学领域中，小鼠因其自身的特点，是用途最广泛、使用量最大的哺乳类实验动物。,药物学研究和毒性试验,小鼠广泛用于药品的毒性试验及三致,(,致畸、致癌、致突变,),试验。,1.,药物筛选试验,小鼠常用于药物对疾病疗效筛选试验,如抗肿瘤药物,抗结核药物,抗疟疾药物等的筛选；,2.,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；利用小鼠角膜和耳廓反射评价镇定药物。,3.,毒性试验和安全分析,如：,用于铅、苯、汞、矽、一氧化碳等职业性中毒的急性、亚急性和慢性毒性试验以及半数致死量（,LD,50,),测定。,肿瘤学研究,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,97,。而,C57BL,小,鼠乳腺癌发病率极低。结果表明,C3H,体内,有一种乳汁因子会传给雌性子代，在该乳,汁因子与激素的共同作用下易产生乳腺癌。,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；,甲基胆蒽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；,感染人类腺病毒可诱发小鼠肉瘤及淋巴瘤。,移植性肿瘤模型,将各种实体瘤、腹水瘤、白血病等一定数量的瘤细胞或无细胞的滤液（病毒性肿瘤）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。,3.,免疫缺陷小鼠在肿瘤研究中应用,免疫缺陷小鼠指由于先天性遗传突变或人工方法造成一种或多种免疫系统成分缺陷的小鼠。,1,、裸小鼠,是一种,11,号染色体上隐性裸基因（,nu,）,发生突变的小鼠。其生理特征为无胸腺、缺少,T,细胞、,B,细胞虽存在但功能缺损，属于免疫缺陷小鼠，可进行异体肿瘤移植。目前已移植人体肿瘤达,40,种以上。,2,、,SCID,小鼠,是一种,16,号染色体上,SCID,基因发生突变的小鼠。其生理特征为既缺少,T,细胞、也缺少,B,细胞，血清中缺少免疫球蛋白，属于严重联合免疫缺陷小鼠，可进行异体肿瘤移植。,传染性疾病研究,小鼠对多种病原体特别是病毒极为敏感，常用于研究这些病原体的发病的机理、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。,遗传学和遗传性疾病的研究,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。,转基因小鼠,将人类基因导入小鼠基因组中，研究导入基因的作用，寻求目前还无法了解的遗传性疾病的遗传因子。,相关链接：,上海建成转基因和基因剔除小鼠模型研发平台,2003,年月日，上海转基因和基因剔除小鼠模型研发平台新近通过专家验收，将有助于科学家解析人类基因组中所包含的数万条基因的功能，有助于搞清哪些基因具有药用价值、哪些基因有缺损，为生物医药和相关产业的研发提供强有力的技术支撑。,截至目前，这个中国国内最大规模的小鼠常规转基因和基因剔除技术平台已培养生产各种类型的转基因小鼠种、基因剔除小鼠种，基本实现了转基因或基因剔除小鼠的规模化生产。这个研发平台已达到每年可研制种转基因小鼠和种基因剔除小鼠的能力。,随着国际人类基因组计划的即将完成，利用基因组结构、个体发育过程、组织细胞结构等与人类相近的小鼠模式生物体系，来建立与功能基因、疾病基因、药物基因相关的动物模型，已成为国际生命科研的热点。有了这类转基因小鼠动物模型，就能更好地揭示人类基因的奥秘。,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。,计划生育研究,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。,免疫学研究,免疫缺陷小鼠的作用,SCID,小鼠,可将人的免疫组织或免疫细胞移植到小鼠身上，使其具有人的部分免疫系统（,SCID-,hu,小鼠），用于研究人类免疫系统的发育过程，以及免疫细胞的分化和功能研究。,使,SCID,小鼠,受到,HIV,病毒的感染，进行爱滋病相关研究。,纯系新西兰黑色小鼠,（,NZB,）,其自身免疫缺陷的病因是由于感染,C,型致瘤,RNA,病毒与引起人的红斑狼疮的病因一样，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。,近交系在小鼠在单克隆抗体,生产中的应用,单克隆抗体最早通过,BALB/C,小鼠生产。其方法是将,BALB/C,小鼠的骨髓瘤细胞和经过免疫的脾细胞融合，形成杂交细胞，再经克隆技术产生单一纯化的无性繁殖的细胞系，生产单克隆抗体。,不宜采用小鼠制作动物模型的实验研究,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；,动脉粥样硬化试验,因为小鼠不形成动脉粥样硬化。,大鼠的生物学特性及选择应用,生物学特征,一般特性,1.,对营养缺乏非常敏感，特别是维生素,A,和氨基酸供应不足时，可发生典型的缺乏症状。,2.,大鼠不能呕吐。,3.,对外部环境反应敏感,喜静环境，夜间活动，噪音和不适光照对繁殖影响很大。,对饲养环境中的粉尘、氨气和硫化氢等极为敏感，如果饲养室内空气卫生条件较差，在长期慢性刺激下，可引起肺部大面积的炎症。,对饲养环境中湿度极为敏感，相对湿度低于,40,时，易患环尾病，还会引起哺乳母鼠食仔现象发生，一般饲养室湿度应保持在,5065,之间。,解剖学特点,1.,肝脏共分,6,叶，再生能力强，部分切除术后仍可再生。,2.,无胆囊。,3.,心脏的血液供给既来自冠状动脉，也来自冠状外动脉。,4.,无扁桃体。,5.,眼角膜无血管，有棕色脂肪组织。,生理学特点,成熟早、繁殖力强。适配鼠龄，雄性为,90,日龄，雌性为,80,日龄；一般大鼠生育期为,90,300,天，寿命为,23,年。,染色体共,21,对。,大鼠主要品系,1,近交系：,目前大鼠近交系达上百种。,(1)ACI,：,黑色，腹部和脚白色。有自发肿瘤倾向，该品系大鼠血压低。,(2)F344,：,白化。该品系大鼠可允许多种肿瘤移植生长。,(3)LEW,：,白化，可移植多种肿瘤，高脂肪食物容易引起肥胖症。,(4)LOU,C,和,LOU,M,：,两系大鼠均为白化，分别为浆细胞瘤的高发系和低发系。,(5)SHR,：,白化。由,Okamoto,和,Aoki,选育成功，自发性高血压，,10,周龄以后动脉收缩压雄鼠为：,200350mmHg(26.746.3KPa),，,雌鼠为：,180200mmHg(24.026.7KPa),，,心血管疾病发病率高。对降压药物有反应，可作为高血压动物模型用于药物筛选。,2,封闭群,(1)Wistar,：,头部较宽。该种群性周期稳定，繁殖力强，产仔多，生长发育快，性情温顺，对传染病的抵抗力较强，自发肿瘤发生率低。,(2)SD,：,头部狭长，抗病能力尤以对呼吸系统疾病的抵抗力强。自发肿瘤率较低。对性激素感受性高。常用作营养学、内分泌学和毒理学研究。,3,杂交一代动物,(Fl,代,),（略）,在生物医学中的选择应用,生理学研究,大鼠垂体一肾上腺系统发达，垂体摘除比较容易，可用来进行肾上腺、垂体，卵巢等内分泌研究。,利用大鼠对新环境易适应，有探索性，易训练，对惩罚和暗示敏感等特性进行行为学研究和高级神经活动的研究。,大鼠无胆囊，但胆总管较粗大，可采用胆总管插管收集胆汁进行消化功能的研究。,营养学研究,大鼠对营养缺乏比较敏感，可发生典型的症状，是研究营养学的首选动物。,常用于蛋白质缺乏、氨基酸、维生素和无机离子代谢等研究；,用于营养不良和饥饿对身体发育所产生不利影响的研究；,用于代谢性疾病的研究,自发高血压肥胖大鼠,SHR/N-CP,用于研究,型糖尿病；,自发糖尿病大鼠“,BB”Wistar,用于研究,型糖尿病；,盐敏感大鼠,Ds,用于高盐对生理因素的影响。,药物学研究,大鼠由于繁殖力强、易饲养、体型大小合适、给药容易、采样方便、畸胎发生率低、行为多样化，被广泛用于药物毒力、药效评价、新药筛选等研究。,1.,药物毒理学试验,大鼠广泛应用在各种药物的毒理学研究中，如急性、亚急性和慢性毒性试验、生殖毒性试验和药物依赖试验等,;,大鼠也经常用于“三致”试验研究。,2.,药物药效研究,神经系统疾病药物药效评价。特别对影响副交感神经效应器接点的药物研究时，首选大鼠。,心血管疾病药物的药效评价，大鼠的血管阻力和血压对药物的反映均很敏感，与人类或大动物的反映均较一致。例如,SHR,大鼠是研究高血压药物的极好的动物模型。,治疗炎症药物药效评价，大鼠踝关节对炎症反应敏感，用于抗关节炎药物的研究。,肿瘤学研究,有些大鼠品系具有较高的肿瘤自发,率。实验中主要用化学物质诱发大鼠的,肿瘤,如形成肝癌、肺癌、胃癌、肺腺癌、,食道癌、乳腺癌、白血病、垂体肿瘤、,鼻炎癌以及多种肿瘤，易研究癌变机理。,遗传疾病研究,有些大鼠品系具有自发性遗传疾病，如白内障、尿崩症、肥胖、高血压、癫痫等，这些疾病具有与人类相似的特征，,可作为人类这些遗传性疾病良好的动物,模型。,传染病研究,多种病原体可使大鼠产生与人相似的,疾病，因此，大鼠被用于这一领域的研,究。例如，,慢性支气管炎,、,病毒性肝炎,、,血吸虫病,、,钩虫病,等的研究。,环境污染与人类健康的研究,大鼠对空气污染非常敏感，常被用作空气污染对人和动物健康影响的研究。重金属污染也可导致大鼠的病理改变，常作为这方面研究的动物模型。此外，大鼠还可用于职业病的研究。,口腔医学研究,用变异链球菌接种大鼠口腔，然后喂给含蔗糖食物，大鼠牙齿上的珐琅质蛀损在宏观和微观上同人的蛀齿相似，可用来研究龋齿。,心血管疾病研究,SHR,大鼠是研究心血管疾病的首选动物，因为它和人类自发性高血压有很多相似之处。目前已培育出多种不同类型的高血压的大鼠品系。,不宜采用大鼠制作动物模型的实验研究,研究体温变化的试验,因为大鼠体温变化不稳定；,慢性支气管炎的试验,因为大鼠气管及支气管腺不发达；,催吐试验,因为大鼠无呕吐反应；,胆囊功能试验,因为大鼠无胆囊。,豚鼠的生物学特性及选择应用,一、生物学特性,1.,豚鼠为草食性动物，喜食纤维素多的饲料；,2.,豚鼠对外界刺激极为敏感。,听觉发达、易惊,-,怕噪音；,短被毛紧贴皮肤,-,怕高温、高湿；,喜活动、爱群居,-,不宜单笼饲养。,3.,身体短粗，尾巴只有残迹，胃壁簿，盲肠发达；,4.,晚成动物，孕期比大、小鼠长，产仔少，所以品系少；,5.,自身不能合成维生素,C,；,6.,自动调节体温能力较差，饲养最适温度为,1822C,；,7.,易引起变态反应，产生大量补体。染色体为,32,对,.,主要品种、品系,豚鼠按毛的长短可分为短毛豚鼠，长毛和刚毛豚鼠,3,种。一般实验用豚鼠多为短毛豚鼠。,1.,英国种,，亦称荷兰种：其特点是毛短而光滑，此品种生长快，抗病力强，繁殖性能好,;,此外还有,秘鲁种、阿比西尼亚种,和,安哥拉种,。,2.,近交系,2,：对结核杆菌抵抗力强；,3.,近交系,13,：体型较大，对结核杆菌抵抗力弱。,在生物医学中的选择应用,免疫学研究,豚鼠血清中含有丰富的补体，是所有实验动物中补体含量最多的一种动物,其补体非常稳定，免疫学实验中所用补体多来源于豚鼠。,豚鼠是过敏性休克和变态反应研究的首选动物，特别是迟发型超敏反应与人相似。,传染病研究,豚鼠对多种病原体敏感，是用于病原的分离、鉴别、诊断，尤其对结核杆菌高度敏感，感染后的病变酷似人类的病变，是结核杆菌的分离、鉴别、诊断以及病理研究的首选动物。,幼龄豚鼠经常用于支原体感染后的病理和细胞免疫的研究。,药物学研究,豚鼠妊娠期长，适用于药物或毒物对胎儿后期发育影响的试验。,豚鼠对多种抗生素类药物非常敏感，是研究抗生素和青霉素的动物模型。豚鼠还可用于研究麻醉药及镇咳药的药效实验。,营养学研究,豚鼠体内不能合成维生素,C,，,对其缺乏十分敏感，是研究实验性坏 血病和维生素,C,生理功能的理想动物模型。豚鼠也可用于叶酸、硫胺素和精氨酸的生理功能，酮性酸中毒，眼神经疾病的研究。,豚鼠听神经对声波特别是,700,2000Hz,的纯音最敏感，常用于听觉和内耳疾病的研究。如噪声对听力的影响，药物对听神经的影响等研究。,肺水肿研究,切断颈部两侧迷走神经可引起肺水肿,复制典型的急性肺水肿模型,适于观察出血和血管通透性变化实验。,耳科学研究,不宜采用豚鼠做动物模型的研究,1.,急性实验。因为豚鼠易感染，皮肤厚，不宜注射，血管神经不易分离；,2.,慢性支气管炎症实验。因为豚鼠气管、支气管腺体不发达；,3.,呕吐实验。因为豚鼠呕吐反应不敏感。,仓鼠,(,地鼠,),生物学特性及选择应用,一、生物学特性,1.,仓鼠为杂食性动物，食性广泛；,2.,温低于,9C,时可出现冬眠。,3.,口腔内两侧各有一个颊囊，一直延伸到耳后颈部，由一层薄而透明的肌膜构成，容量可达,l0cm,3,。,颊囊缺少腺体和完整的淋巴通路，因此对外来组织不产生免疫排斥反应，可用于异体移植；,仓 鼠,4.,金黄地鼠孕期短，胚胎发育快；,5.,地鼠对皮肤移植的反应特别，封闭群内个体间皮肤移植常可存活，并能长期生存下来，但不同群体间移植则,100,被排斥。,6.,金黄地鼠的染色体为,22,对；中国地鼠的染色体为,11,对,主要品种、品系,1.,金黄地鼠：又称叙利亚地鼠。现有近交系,38,种，突变系,17,种，远交群,38,种。我国使用最多的是远交群的金黄地鼠。,2.,中国地鼠，又称黑线仓鼠、背纹仓鼠。已有群、系,20,个。我国已育成的有山西医科大学的山医群体近交系中国地鼠，军事医学科学院的,A,：,CHA,白化黑线仓鼠突变群。,二、金黄地鼠在生物医学中的选择应用,肿瘤学研究,地鼠的颊囊可移植正常组织或肿瘤的组织细胞，适用于肿瘤增移殖、筛选、诱发和治疗的研究。金黄地鼠无原发性肺肿瘤，最适合诱发支气管肺癌和肺肿瘤。,生殖生理和计划生育研究,成熟早，动情周期准确,可确切得知其怀孕日期，妊娠期短，繁殖快，适用于生殖生理和计划生育的研究。,血管生理学和微循环研究,地鼠的颊囊黏膜薄、色淡、透光性好，微血管致密、清晰，适合观察淋巴细胞、 血小板、血管反应，是进行血管生理学和微循环研究的很好的动物模型。,营养学研究,地鼠对维生素缺乏敏感，可应用于维生素,B2,，,A ,E,缺乏症的研究。,传染病研究,自发感染病少，但实验诱发疾病很容易。可用于多种细菌、病毒和寄生虫研究，如，狂犬病毒、乙型脑炎病毒的研究及其疫苗的生产与小儿麻疹病毒研究等。,三、中国地鼠在生物医学中的选择应用,遗传学研究,染色体大，数量少，且相互易于识别，是研究染色体畸形和复制机理的极好材料。还可选用进行细胞遗传，辐射遗传与进化遗传学研究。,糖尿病研究,近交系中国地鼠易发生自发性遗传性糖尿病，是研究真性糖尿病的良好动物模型；,组织培养研究,在组织细胞体外培养中，易建立二倍体细胞株。,传染病研究,对多种细菌病毒和寄生虫高度敏感，是内脏利什曼病和阿米巴肝脓肿极佳动物模型。还可作弓形体、阴道毛滴虫等研究。,兔的生物学特性及选择应用,一、生物学特性,1.,草食性动物，性情温顺，群居性差。,2.,家兔喜干怕热，适宜的环境温度因年龄而异，初生仔兔窝内温度,3032,C,，,成年兔,202C,。,3.,有食粪特性：软粪在晚上排出，含有较丰富的粗蛋白和维生素，家兔直接由肛门吞食软粪。,4.,兔的胸腔构造与其它动物不同，纵隔将胸腔分左右两室，互不相通。暴露心脏时，不需人工呼吸。,5.,在回盲处有特有的,圆小囊,。囊壁富有淋巴滤泡，其粘膜不断分泌碱性液体，可以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。,圆小囊,6.,属恒温动物，正常体温在,38.5,39.5,之间，对致热物质反应敏感，适于用作热源实验。,7.,兔是反射性排卵的动物，生育年龄,5,6,年。平均寿命,8,年。,8.,有特殊的血型和唾液型。染色体,22,对。,主要品种和品系,1.,日本大耳白兔：,毛色纯白，眼睛红色,生长快，繁殖力强。,主要品种和品系,2.,新西兰兔：,兔毛色纯白，体健壮，性温顺，易于管理。,主要品种和品系,3.,青紫兰兔：,每根毛可分为三段颜色。体健壮，耐寒，适应性强，生长快。,主要品种和品系,4.,中国白兔：,体型偏小、毛短而密，皮板较厚，头型小，耳短竖立。抗病力强，繁殖力强，易饲养。成年体重,1.5,2.5kg,。,二、在生物医学中的选择应用,免疫学研究,生产抗体,制备高效价和特异性强的免疫血清，其制品广泛地用于人类各类抗血清和诊断血清的研制，如,病原体血清,-,细菌、病毒、立克次体等免疫血清；,间接免疫血清,-,兔抗人球蛋白免疫血清，羊抗兔免疫血清；,抗补体抗体血清,-,兔抗豚鼠球蛋白免疫血清等。,生殖生理和避孕药研究,家兔属刺激性排卵，雄兔的交配动,作,或注射绒毛膜促性腺激素,80,100,单位,均可诱发排卵，可准确检测排卵时间并,容易取得胚胎材料。可用于避孕药和生,殖生理研究。,发热、解热和检查致热源研究,兔对细菌内毒素、化学药品、异种蛋白会产生热源反应，体温反应灵敏而恒定。用于各类制剂的热源质检及发热解热机制研究。,眼科研究,家兔眼球大，几乎成圆形，便于进行手术操作和观察，也常用于眼科药物筛选和疗效研究。,皮肤反应试验,兔对刺激反应敏感，反应近似于人，常用兔作为毒物、药物、化妆品等对皮肤局部作用的研究。,胆固醇代谢和动脉粥样硬化症研究,兔对致病胆固醇的敏感性高，造型时间短，成型快。家兔模型的病变与人类基本相似。,急性动物试验,常用兔做失血性休克、肠毒素引起的休克、微血管缝合、阻塞性黄疸等急性试验。,其他方面,常利用兔进行各种寄生虫病、畸形学的研究，教学中的生理学课程常采用家兔作为实验动物。,三、不宜用兔作为动物模型的研究,1.,观察呕吐的试验,因为兔对呕吐反应不敏感；,2.,放射病试验,因为兔对射线非常敏感，射线照射后，常发生休克或死亡；,3.,咳嗽试验,因为兔 缺乏咳嗽反射；,4.,甲状旁腺切除术,因为兔的甲状旁腺分布分散，位置不固定。,犬的生物学特性及选择应用,一、生物学特征,1.,听觉、嗅觉灵敏，反应灵敏，对外界环境适应性强；,2.,视力很差，对移动物体感觉灵敏，视野仅,20,30m,，,红绿色盲。,3.,嗅脑、嗅觉器官、嗅神经发达，嗅觉极为灵敏；,4.,性成熟,280400,天。适配年龄，雄犬,1.5,2,岁，雌犬,1,1.5,岁。寿命,10,20,年。犬有染色体,39,对。,5.,犬大体分四种神经类型：,(1),多血质型；,(2),粘液质型；,(3),胆汁质型：,(4),忧郁质型。由于神经类型不同导致性格不同，用途也不一样。,6.,具有发达的血液循环和神经系统，内脏与人相似，比例近似。皮肤汗腺极不发达，趾垫有少许汗腺。唾液缺少淀粉酶。,主要品系、种群,1.,比格犬：,又称小猎兔犬，属小型犬，短毛，是猎犬中较小的一种。此种犬是公认的实验用犬。具有以下特点：,亲近人，温驯易捕，对环境适应力强，抗病力强，性成熟早，产仔多。,体型小，利于实验操作；,遗传性能稳定且优良，一般没有遗传性神经性疾病；,比格犬,2.,四系杂交犬：,由四个品系动物杂交而成，是一种专门适用于外科手术用的犬，具有体型大，心脏大，耐劳，不爱吠叫等优点。,3.,华北犬和西北犬：,适合做烧伤，放射损伤等研究。,4.,狼犬：,适合用于胸外科及脏器移植等研究。,德国狼犬,其它犬（主要是伴侣犬）,金毛巡回,苏格兰牧羊犬,澳洲牧牛犬,巴哥,北京犬,比利时牧羊犬,波音达猎犬,博美犬,藏獒,长须牧羊犬,粗毛牧羊犬,大白熊,德国牧羊犬,戈登猎犬,蝴蝶犬,吉娃娃,腊肠犬,牛头梗,沙皮犬,松狮犬,西施犬,喜乐蒂牧羊犬,雪橇犬哈士奇,银 狐,英国可卡犬,二、在生物医学中的选择应用,实验外科学,犬的应用主要在实验外科方面。临床医生在研究新的手术或麻醉方法时往往选用犬来做动物实验，取得经验和技巧后用于临床。如心血管外科，脑外科，断肢再植，器官和组织移植等。,基础医学研究,犬是目前基础医学研究和教学中最常用动物之一，尤其是生理、病理研究。犬的神经、血液循环系统发达，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，急性心肌梗塞，心律失常，急性肺动脉高血压，肾性高血压，脊髓传导实验，大脑皮层定位试验，条件反射实验，内分泌腺摘除实验，各种消化道和腺瘘等。,药理、毒理学实验,磺胺类药物代谢研究，各种新药临床前毒性实验。,人类传染性疾病研究,如病毒性肝炎、链球菌性心内膜炎、十二指肠钩虫、日本血吸虫等动物模型。,其它疾病研究,如蛋白质营养不良，高胆固醇血症，动脉粥样硬化，先天性白内障，遗传性耳聋，先天性心脏病，红斑狼疮病，肾盂肾炎、狂犬病等。,非人灵长类生物学特性及选择应用,非人灵长类具有许多与人类相似的生物学特征,一、生物学特征,1.,猴为杂食性动物；,2.,有较发达的智力和神经控制。能用手操纵工具。,3.,具有一般哺乳动物的共同特征。,4.,不能体内合成,Vc,，需从食物中摄取。,5.,两颊有颊囊，可贮存食物；,6.,血型分两类。一类同人的,A,、,B,、,O,和,Rh,型相同，另一类是猕猴属特有的；,7.,性成熟雄性,3,岁，雌性,2,岁，性周期,28(21,35),天。适配年龄，雄性,4.5,岁，雌性,3.5,岁，寿命为,20,30,年。染色体,21,对。,主要品种、品系,研究工作中，使用量最多的是旧大陆猴,其中猕猴属最为重要。,1,猕猴属中作为实验动物的主要品种,(1),恒河猴,(2),熊猴,(,阿萨密猴，蓉猴,),(3),断尾猴,(4),台湾岩猴,(5),平顶猴,(,猪尾猴,),2,其他品种,(1),狨猴,(,囊猴,),：,主要用于生殖生理、寄生虫、甲型肝炎研究。,(2),獭猴：,用于视觉生理研究。,(3),夜猴：,主要用于视觉和疟疾研究。,(4),松鼠猴：,主要用于视觉、脑神经和药理研究。,(5),食蟹猴：,主要产于泰国、老挝、越南、柬埔寨、缅甸、马来西亚、印尼、菲律宾等地，我国已引进，丰富物种，进行动物实验。相当于我国二级保护动物。,食蟹猴,二、在生物医学中的选择应用,非人灵长类在形态和机能上有很多与人相似的部分，是很重要的实验动物。,生理学研究,可用于脑功能，血液循环、血型、呼吸生理、内分泌、生殖生理、神经生理、行为学及老年学等研究。,其它疾病研究,可用猕猴复制动脉粥样硬化模型、慢性气管炎模型等。,传染病研究和疫苗试验,非人灵长类是某些人类传染病病原的易感动物，如肝炎病毒、脊髓灰质炎病毒、麻疹病毒、爱滋病病毒、痢疾杆菌、结核分枝杆菌等。在肠道杆菌病和结核病研究中是良好的动物模型。在制造和鉴定脊髓灰质炎疫苗时，猕猴是唯一的实验动物。灵长类动物可用于人的疟原虫感染，研究恶性疟原虫、间日疟、三日疟原虫。,生殖生理学研究,是人类避孕药研究极为理想的实验动物。,行为学和精神病及神经生物学研究,可用猴震颤动物模型筛选抗震颤性麻痹的药物。猴对镇静剂的依赖性与人较接近，戒断症状较明显并易于观察，新镇静剂进入临床前要用猴进行实验。,猫的生物学特性及选择应用,一、生物学特性,1.,喜爱孤独而自由的生活，追求舒适、明亮、干燥的环境，有在固定地点大、小便的习惯，便后立即掩埋。,2.,猫对环境变化敏感。对人有亲切感。,3.,舌上有无数突起丝状乳头，被有较厚的角质层，成倒钩状，是猫科动物特有的。,4.,大脑和小脑发达。,5.,猫眼和其他动物不同，能按照光线的强弱灵敏地调节瞳孔，白天光线强时瞳孔可收缩成线状，晚上瞳孔可变得很大，视力良好。,6.,属典型的刺激性排卵，即只有经过交配刺激，才能排卵。,7.,适配年龄雄性,1,岁，雌性,1012,月龄。雄性育龄,6,年，雌性,8,年，寿命,814,年。,8.,猫对呕吐反应灵敏，受到机械和化学刺激易发生咳嗽。平衡感好。瞬膜反应敏感。血压稳定，血管壁较坚韧。红细胞大小不均，染色体,19,对。,主要品系、种群,猫的品种相对来说很少，在遗传方面，很大程度上未受控制，世界各地分布的猫，就体长和体重比较，差别较小。,世界上公认的猫品种有,30,种以上，以被毛长短分为长毛猫和短毛猫两大类。用于实验的猫应选择短毛猫。,二、在生物医学中的选择应用,生理学研究,猫具有极敏感的神经系统，头盖骨和脑的形状固定，是脑神经生理学研究的绝好实验动物。可用于研究针麻、睡眠、体温调节和条件反射，及周围神经和中枢神经的联系，做大脑僵直、交感神经的瞬膜及虹膜反应实验等。,疾病研究,诊断炭疽病，进行阿米巴痢疾，白血病、血液恶病质的研究。,药理学研究,猫血压恒定，血管壁坚韧，心搏力强，便于手术操作，能描绘完好的血压曲线，适合进行药物对循环系统作用机制的分析。易于制备脊髓猫以排除脊髓以上中枢神经系统对血压的影响。,疾病动物模型,用猫可制备很多疾病动物模型，如弓形体病、白化病、耳聋症、脊柱裂，病毒引起的营养不良、先天性心脏病等。,猪的生物学特性及选择应用,一、生物学特征,1.,猪为杂食性动物，性格温驯，易于调教，喜群居，嗅觉灵敏，有用吻突到处乱拱的习性。对外界温、湿度变化敏感。,2.,心血管系统、消化系统、皮肤、营养需要，骨骼发育以及矿物质代谢等都与人类的情况极其相似。,3.,母源抗体不能通过胎盘屏障。初生仔猪体内缺少母源抗体，只能从初乳中获得。,主要品系、种群,1.,中国实验用小型猪：,目前尚未肯定形成完全稳定的遗传性状。毛色黑色，巳在动脉粥样硬化、牙病防治、微粒植皮研究中取得良好的结果。,2.,辛克莱小型猪：,制作血友病动物模型的冯,温里布莱猪，用于糖尿病研究的乌克坦猪，以及聂布拉卡猪、德国戈廷根猪，广西巴马小型猪，版纳微型猪，日本用我国东北小体型黑猪培育成的欧米尼猪。,小型猪,二、在生物医学中的选择应用,皮肤烧伤的研究,猪的皮肤与人非常相似，如体表毛发的疏密，表皮厚薄，表皮具有的脂肪层，表皮形态和增生动力学，烧伤皮肤的体液和代谢变化机制等，故猪是进行实验性烧伤研究的理想动物。,肿瘤研究,美洲辛克莱小型猪，,80,于出生前和产后有自发性皮肤黑色素瘤。这种黑色素瘤有典型的皮肤自发性退行性变。有与人黑色素瘤病变和传播方式完全相同的变化。瘤细胞变化和临床表现很象人黑色瘤从良性到恶性的变化过程，是研究人黑色瘤的动物模型。,免疫学研究,猪的母源抗体只能通过初乳传给仔猪。剖腹产仔猪，在几周内，体内,球蛋白和其他免疫球蛋白很少，无菌猪体内没有任何抗体，一旦接触抗原，能产生极好的免疫反应。可利用这些特点进行免疫学研究。,营养学研究,仔猪和幼猪与新生婴儿的呼吸系统、泌尿系统、血液系统很相似。仔猪象婴儿一样，也患营养不良症，蛋白质、铁、铜和维生素,A,的缺乏症。因此，仔猪可广泛应用于儿科营养学研究。,心血管病研究,猪冠状动脉循环，在解剖学、血液动力学上与人类相似。对高胆固醇食物的反应与人一样，很容易出现动脉粥样硬化的典型病灶。,幼猪和成年猪能自发动脉粥样硬化，其粥变前期可与人相比。老龄猪动脉、冠状动脉和脑血管的粥样硬化与人的病变特点非常相似。,遗传疾病研究,如先天性红眼病，卟啉病、先天性小眼病、先天性淋巴水肿等遗传性疾病。,其他疾病研究,猪的病毒性胃肠炎可做婴儿病毒腹泻动物模型。支原体关节炎可做人的关节炎动物模型。双白蛋白血症只见于人和猪，更是特有的动物模型。,牙科研究,猪牙齿的解剖结构与人类相似，给予致龋菌丛和致龋食物可产生与人类一样的龋损，是复制龋齿的良好动物模型。,外科手术方面研究,在猪腹壁安装拉链是可行的，且对猪正常生理机能无较大干扰，保留时间可达,40,天以上。这为解决治疗和科研中需进行反复手术的问题提供了较好方法。,鸡的生物学特性及选择应用（略）,正确选择实验动物的重要性,实验动物的选择是医学科学研究中首先要考虑的问题。因为实验动物选择恰当与否关系到课题质量的高低、经费开支的多少、研究途径正确与否以及实验方法的简单与繁琐问题，甚至会影响到课题的成败及研究结果正确性。,因此，必须从观念上将实验动物的选择看作科技项目立项查新的文献检索一样，作为医学科研工作中的一个有机组成部分。同时，必须从实验动物学的学科高度给予足够的重视。,其次，要了解实验动物学基本知识，这是正确选择实验动物的基本条件。,生物医学实验中选择实验动物的基本原则,1.,选用与人的机能、代谢、机构和疾病特点相似的动物。,非人灵长类动物,-,进化程度最高，是最接近与人类的理想动物，如，猕猴。,其他动物,-,虽进化程度低些，但可以达到实验目的，如，犬、猫、猪等。,2.,选用解剖、生理特点符合实验目的要求的实验动物、充分利用不同品种品系实验动物存在的某些特殊反应。,如,:,开胸和心脏实验,-,适宜选用兔做实验,发热、解热和检查致热源实验,-,适宜选用兔做实验,观察药物对排卵的影响，进行避孕药研究,-,适宜选用兔、猫。,动脉粥样硬化实验,-,适宜选用兔、猪、猴。,肝外科实验研究,-,适宜选用大鼠。,胆囊功能研究,-,不能选用大鼠。,呕吐实验,-,适宜选用猴、猫。,变态反应、,Vc,缺乏症研究,-,适宜选用豚鼠。,同品种不同品系的动物存在有很多特殊的反应，应注意选择应用。,3.,根据课题研究目的内容选用相匹配的标准化动物,标准化动物系指：经遗传学、微生物学、环境及营养控制而繁育的动物。,微生物学、环境及营养的控制才能排除动物因携带影响实验结果的微生物、寄生虫及潜在疾病对结果准确性的影响。,遗传学的控制才能排除实验动物因杂交、遗传学污染而造成个体之间的差异，影响结果的可重复性。,实验动物遗传类别选择,近交系,-,其动物遗传的均质性保证了实验反应的稳定性；,封闭群,-,能较好地代表自然群体的遗传特性；,F1,杂交群,-,在一定程度上，兼有近交系和封闭群的特点；,突变动物,-,往往具有鲜明的人类疾病模型特征。,实验动物具体品种品系选择,如果实验结论只针对某一品系则使用一个品系。,如果实验结论针对整个物种在内的一般性研究则使用多个不同来源的品种、品系。,一般对多物种进行实验时，应先选小型动物，再推广到大型物种；要求只能建立在对多个物种进行实验的基础上，才能推广到人类，也称动物实验外推。常用顺序时小鼠、大鼠、兔、犬、猴。,微生物级别选择,普通级,-,一般为教学示范用；,清洁级,-,国内科研工作要求的标准动物，适合于大多数科研课题，目前我国正逐步取消；,SPF,级,-,国际标准实验动物；,无菌动物和悉生动物,-,仅在特殊课题需要时使用。,4.,选用与实验要求相适应的实验动物规格,年龄,-,年龄不同，其生物学特性往往不同，一般选性成熟后的青壮年动物。太小的动物的生理功能未达到成年水平。太老的动物的各器官老化，代谢功能下降，只在老年医学研究中使用；,体重,-,在正常营养状态和饲养条件下，体重与年龄有一定的相关性；,性别,-,许多实验证明，同一品种（系）不同性别的动物对外界刺激的反应不一致。,5.,选用人兽共患疾病的实验动物和传统应用的实验动物,有些病因造成人和动物共同患病，其临床过程、病理变化也相似，所以就应选用这样的动物来研究人类疾病；,选择科研、检验和生产中传统使用的实验动物。通过实践积累，各个专业均会在某些方面的课题选定自己常用的动物品种系。,6.,实验动物的选择和应用需注意符合相应的国际规范,国际上普遍要求动物实验达到实验室操作规范（,GLP,）,和标准操作程序（,SOP,）。,这些规范对实验动物的选择和应用、实验室条件、工作人员素质、技术水平、操作方法都要求标准化。这是实验动物选择和应用的总的要求。,遵循国际上的,3R,规则,-,减少,动物用量、实验要精细,优化,、尽量采用,替代,物。,3R,的含义,？,3R,即,替代,(replacement),减少,(reduction),优化,(refinement),1,替代,(replacement),：,原意是指应用无知觉材料的科学方法替代活的有知觉的脊椎动物的方法，其含义是任何的科学方法，只要是使用非生物材料或无知觉的低等动物（如无脊椎动物）材料来代替使用活的脊椎动物的方法都属于替代。其范围包括组织学、胚胎学、细胞学或计算机等方法取代整体动物实验，以低级动物代替高级动物等。,1,，,替代,Replacement,生命系统,包括离体培养的器官、组织、细胞 等。,低等动物代替高等动物。,微生物替代动物（,Ames,试验）。,利用植物细胞。,非生命系统,物理、机械。医学基础教学已使用。,免疫化学用抗体找抗原，代替小鼠鉴定毒素。,酶化学有类似作用,电脑模拟可部分替代,。,2,减少,(reduction),：,减少是指在保证获取一定数量与精确度的数据信息的前提下，减少动物的使用量。,通过使用适合的动物品种、品系和高质量的实验动物，改进实验设计、规范实验动物操作程序等，达到动物使用数量的减少。,2,，减少,Reduction,1,，合用动物。例如将处死动物送外科手术实验，病理解剖同时提供组织或器官。,2,，改进统计学设计。少量动物可得出更多数据。充分利用电脑统计软件，推理演绎出更多结果。,3,，使用低等动物。,用大量无脊椎动物代替非人灵长类已证明可取。,4,，使用高质量动物。动物实验戒律：只能以质量代替数量，绝不可以数量代替质量，求救于统计学。,3,优化,(refinement),：,优化是指在必须使用动物时，要尽量减少非人道程序的影响范围和程度。从动物人道主义去理解，饲养方式、方法符合动物习性。使用动物做实验时，尽量减少动物痛苦，在处死时采用安乐死等。,3,优化,Refinement,1,，减少对机体侵袭。尽量不要惊动动物，利用遥控装置、导线、仪器，例如,MRI,就少用大量动物。,2,，改良仪器设备。遥控给药、取样、采血、开刀、示范教学。,3,，控制疼痛。美国动物福利法规定：课题主持人必须设法减少动物痛苦，征询兽医意见，使用麻醉剂。,4,，改善控制技术。要温和接近动物、保定动物，保证不引起应激反应。,谢谢！,