为科学献身的实验动物们.ppt

为科学献身的实验动物们,Madeby,它们为科学献身,它们和其他动物没有什么不同，却常常从事“科学活动”。因为它们不光贡献身体，尤其还慷慨地像研究者提供方法、概念和质疑，迫使他们不断地提出新问题。在集体从事的伟业中，它们既扮演角色又是绝妙的搭档，参与生物知识的创立。CatherineBousquest,主要内容,常见实验动物小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠（仓鼠）、兔、犬、猴、猪等特点在生物医药研究中的应用,小鼠Mouse(Musmusculus),生物学特性,小鼠对外界环境的改变反应敏感，强光或噪声可致哺乳母鼠食仔；夜间活跃，其进食、交配、分娩多发生在夜间；啮齿类动物，有啃咬习惯；群居动物，群饲生长发育也快。性成熟的雄鼠放在一起易发生互斗。,解剖学特点,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；小鼠无汗腺；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,性成熟：雌鼠3550日龄，雄鼠4560日龄性周期：45天妊娠期：1921天哺乳期：2022天体温：36.5心率：600（328780）次/分血压：10.818.1Kpa（81113mmHg）呼吸率:163(84230)次分,在生物医药研究中的应用,（一）药理学及药物临床前评价研究1.各种药物筛选性试验；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；小鼠常用于药物对疾病疗效试验。3.毒性试验和安全分析,如：急毒、慢毒、半数致死量的测定等试验,（二）肿瘤学的研究,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；甲基胆葸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。,3.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。,(三)传染性疾病研究,小鼠对多种病原体特别是病毒极为敏感，常用于研究传染病的发病机理、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。,(四)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。,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。,（五）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。（六）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。,（七）不宜采用小鼠的试验1.研究体温变化的试验：因为小鼠体温变化不稳定2.慢性支气管炎的试验：因为小鼠气管及3.支气管腺不发达催吐试验：因为小鼠无呕吐反应4.动脉粥样硬化试验：因为小鼠不易形成动脉粥样硬化,大鼠（rat，Rattusnorvegicus）,生物学特点,啮齿类动物，夜间活跃对外界环境的改变反应敏感，嗅觉灵敏，易引发呼吸道疾病；对湿度要求高；群居动物；对维生素和氨基酸缺乏敏感；不能呕吐；汗腺在爪垫，不发达，尾巴是散热器官,解剖学特点,肝脏共分6叶，再生能力强，部分切除术后仍可再生。无胆囊。不会呕吐。心脏的血液供给既来自冠状动脉，也来自冠状外动脉。无扁桃体。眼角膜无血管，有棕色脂肪组织。,生理学特点,性成熟：60天，成年雄鼠300-600g性周期：45天，成年雌鼠250-500g妊娠期：21天，寿命2-3年哺乳期：21天体温：37.5心率：380（300500）次/分血压：1215.40Kpa（90116mmHg）呼吸率:90(63179)次分,应用,（一）内分泌研究大鼠垂体-肾上腺系统发达，应激反应灵敏，适宜作应激模型。内分泌疾病研究上，可找到相应的自发或诱发模型，如尿崩症、糖尿病、甲状腺机能衰退和甲状旁腺功能低下造成的新生儿强直性痉挛等。,（二）营养、代谢性疾病研究,大鼠对营养物质缺乏敏感，可发生典型缺乏症，是营养研究最早、最多的动物。大鼠体温调节不稳定，实验时应予以注意。,（三）药物学研究,1、药物毒理学：大鼠常作为药物亚急性实验的动物，评价和确定最大给药量、药物排泄速率和蓄积倾向。用于药物致畸试验。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都通过大鼠的一些体征表现进行判断。评价药物对肾功能的影响及药物副作用的研究。,2、药物药效研究神经病药物的评价，利血平、阿朴吗啡心血管疾病药物的评价治疗炎症药物的筛选评价,（四）肿瘤学,大鼠对化学致癌物质敏感，可复制成各种肿瘤模型，是肿瘤实验研究最常用的实验动物之一。它的特点是易患肝癌，可用二乙基亚硝胺、二甲基偶氮苯复制大鼠肝癌模型。用甲基苄基亚硝胺诱发复制食管癌。用3-甲基胆蒽诱发肺鳞状上皮癌和胸膜间皮瘤等。,（五）传染病支气管炎的研究,是研究支气管肺炎、副伤寒的重要实验动物。用幼年鼠进行流感病毒传代、进行厌氧菌等细菌实验。,（六）肝胆研究,大鼠肝再生能力强，切除6070%的肝叶仍有再生能力。枯否氏细胞90%有吞噬能力，肝胆外科实验常用大鼠。大鼠无胆囊，可从胆管直接收集胆汁，可用于胆道疾患、消化功能及急性肝功衰竭模型。,（七）行为学研究,大鼠行为多样，情绪反应敏感，适应新环境快，探索性强，可人为唤起或控制其动、视、触、嗅等感觉，神经系统反应与人相似，常用于行为正常或异常研究。1.迷宫训练：测试大鼠学习和记忆能力。2.奖励和惩罚效应：采用特殊的电击装置，测试大鼠记忆判断和回避惩罚的能力。3.药物效应：测试大鼠饲以酒精、咖啡因、鸦片后的行为。产生酒精依赖性后，去掉酒精，会产生形态症状包括强直阵发性痉挛乃至引起死亡。4.高级神经活动：神经官能症、狂郁精神病及精神发育阻滞。,（八）系血管疾病的研究,对心血管药物反应敏感，血压反应好，心电图各期间较明显且平稳，但无S-T段，适宜于直接描述血压，进行降压药及心血管疾病的研究。心电图上无ST段，与心率快无关，主要与动物种系遗传有关。,（九）计划生育的研究,致畸实验、去除卵巢或睾丸模型、避孕药物筛选及毒性实验、老年病学研究。血虚、阴虚、阳虚、阴阳失调、血瘀等动物模型。,（十）中医药研究,豚鼠GuineaPig,生物学特性,草食性啮齿动物；豚鼠对外界刺激极为敏感，听觉发达、易惊；豚鼠性情温顺，不会攀登，较少斗殴；短被毛紧贴皮肤，怕高温、高湿；群居。豚鼠自身不能合成维生素C，对饲料改变敏感，爱吃含纤维质较多的禾本科嫩草。,解剖学特点,齿：20脊椎骨36，肋骨13对。前脚趾4个，后脚趾3个。耳蜗发达，听力敏锐，耳壳较薄，血管鲜红明显。肺7叶（右4左3）。肝5叶。嚼肌发达，胃壁很薄。肠管长，盲肠大。雄性精囊明显，雌鼠在左右两个完全分开的子宫角。,应用,豚鼠对许多病原微生物都十分敏感，常用于这方面研究，尤其是结核杆菌高度敏感，感染后酷似人类的病变，是结核杆菌分离、鉴别、疾病诊断以及病理研究的首选动物。幼龄动物用于研究支原体感染后的病理和细胞免疫。,（一）传染病的研究,（二）免疫学研究,过敏性休克和变态反应的研究，豚鼠是首选动物。特别是迟发型超敏反应与人相似。常用动物对致敏物质的反应程度顺序为：豚鼠兔狗小鼠猫是常用动物血清中补体含量最多的动物。制备补体。,（三）药理学研究,豚鼠皮肤对毒物刺激反应灵敏，并近似于人类，可用于局部皮肤毒物作用的实验。如研究化妆品和外用药物对局部皮肤的刺激作用由于妊娠期长，胎儿发育完全，适用于药物或毒物对胎儿后期发育的影响实验。平喘药、镇咳药、麻醉药的研究。,（四）坏血病的研究,体内不能合成VC，一旦缺乏则引起一系列坏血病症状，是研究坏血病的良好动物。,（五）内耳实验研究,豚鼠耳壳大，易于进入中耳和内耳，耳蜗和血管伸至中耳内，可以进行内耳循环的观察。豚鼠听力特别敏锐。,（六）肺水肿研究,切断颈部两侧迷走神经可以引起肺水肿，复制典型的急性肺水肿动物模型，其症状比其他动物更明显。,（七）其他方面研究,耐缺氧能力强，适于作缺氧耐受性和测量耗氧量实验。对辐射损伤引起的出血症也敏感。还适用于妊娠毒血症、自发性流产、睾丸炎及悉生生物学的研究。,（八）不宜采用豚鼠的研究,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；慢性支气管炎症实验。因为豚鼠气管、支气管腺体不发达；呕吐实验。因为豚鼠呕吐反应不敏感。,仓鼠(地鼠)hamster,生物学特性,杂食性动物冬眠颊囊，免疫逃避,解剖学特点,金黄地鼠孕期短，胚胎发育快；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。金黄地鼠的染色体为22对；中国地鼠的染色体为11对,应用,成熟早（28d），动情周期准确,可确切得知其怀孕日期，妊娠期短(16d),繁殖快，适用于生殖生理和计划生育的研究。,（一）肿瘤移植、筛选、诱发和治疗等研究,（二）生殖生理和计划生育研究,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。,（三）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。（四）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。（五）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。,兔Rabbits,生物学特性草食性啮齿动物，性情温顺；群居性差；家兔喜干怕热；夜行性；有食粪特性；,解剖学特点,纵隔将胸腔分左右两室，暴露心脏时，不需人工呼吸。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。甲状旁腺分布分散，位置不固定,生理学特点,对致热物质反应敏感，适于用作热源实验；反射性排卵，生育年龄56年。平均寿命8年；春秋季换毛时抵抗力低下；有特殊的血型和唾液型；染色体22对；可产生阿托品脂酶，对颠茄叶不会中毒。呕吐反应不敏感；缺乏咳嗽反射,（一）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。（二）生殖生理和避孕药研究兔属刺激性排卵，雄兔的交配动作或注射绒毛膜促性腺激素80100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。,（三）胆固醇代谢和动脉粥样硬化症研究比较容易驯服，容易饲养管理；对致病胆固醇的敏感性高，造型时间短，成型快。兔的模型有高脂血症、主动脉粥样硬化斑块、冠状动脉粥样化病变，与人类病变基本相似。兔造模比较经济。,（四）眼科研究兔眼球大，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。,（五）发热、解热和检查致热源研究给兔注射细菌培养液和内毒素可引起感染性发热；给兔注射化学药品或异性蛋白等可引起非感染性发热；药物生物检定中热源的检查均选用家兔来进行。（六）微生物学研究对许多病毒和致病菌非常敏感。,（七）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。,（八）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。（九）遗传性疾病和生理代谢失常的研究如进行软骨发育不全、低淀粉酶血症等。（十）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兔作为实验动物。,（十一）、不宜用兔的实验研究,观察呕吐的试验,因为兔对呕吐反应不敏感；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；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（Dog;Canisfamiliaris）,生物学特征易于驯养，适应性强；视力差，红绿色盲，嗅觉灵敏；四种神经类型导致性格不同：(1)多血质型；(2)粘液质型；(3)胆汁质型：(4)忧郁质型。,解剖特点：具有发达的血液循环和神经系统，内脏与人相似，比例近似。染色体39对。皮肤汗腺不发达，趾垫有少许汗腺。生理特点性成熟280400天。适配年龄，雄犬1.52岁，雌犬11.5岁。唾液缺少淀粉酶。寿命1020年。,主要品系,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。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。,应用,(一)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。,(二)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。,（三）慢性实验研究条件反射实验，实验治疗效果实验等；（四）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。（五）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。（六）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。,猴Rhesusmonkey(Macacamalatta),非人灵长类,生物学特征杂食性动物；有较发达的智力和神经控制。操纵工具。具有一般哺乳动物的共同特征。不能体内合成Vc,解剖生理特点：两颊有颊囊，可贮存食物；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；性成熟雄性3岁，雌性2岁，性周期28(2135)天。适配年龄，雄性4.5岁，雌性3.5岁，寿命为2030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。猕猴属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)。,应用,（一）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。（二）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。,（三）生殖生理学研究是人类避孕药研究极为理想的实验动物。（四）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。（五）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。,其它实验动物,一、长爪沙鼠,（一）生物学特性,分布于内蒙古自治区及毗邻省份，20世纪60年代驯化1草食动物，大小介于大小鼠之间。2生性好斗，不易群养，行动敏捷，昼夜活动。3易陷于催眠状态，有类似人的自发性癫痫，突然放入宽敞场地或握在手中常发生癫痫。4怀孕期2426天，哺乳期21天，性周期46天，体重80g。（二）应用脑底动脉环后交通枝缺损，没有连接颈内动脉系统和椎底动脉系统的后交通动脉，不能构成完整的Willis环，如将单侧颈动脉结扎常发生脑梗塞。,二、鼠兔,（一）生物学特性,1性情温和，胆小怕惊，草食动物。2鼠兔有采食软便的习惯。3妊娠期21天，哺乳期20天，体重93102g（二）应用高原鼠兔RBC明显高于人和家兔，氧利用率高，研究高山生理和低压特征。,三、树鼩,（一）生物学特性1.灵长目动物，外型酷似松鼠。2.怀孕期4150天。,（二）在医学生物学中的应用1甲型肝炎研究2乙型肝炎研究3肿瘤研究4实验性胆结石形成研究5病毒研究6中国树鼩花斑现象研究野生至实验室笼养，部分动物于尾根部，两后腿外侧，腰臀部出现块状毛，持续23月后新毛长出,夹有白毛,出现花斑，可用于研究人斑秃和无毛再生。,四、果蝇,遗传学研究,五、秀丽隐杆线虫（新杆状线虫）Caenorhabditiselegans,发育生物学研究新颖的动物模型,七、裸鼹鼠,健康科学家们的最爱,特点,眼睛高度退化；从头到脚长有40根左右的长毛，用来对外界进行感知；冷血的变温动物；群居生活，种群生活方式像蜜蜂、蚂蚁，和蚂蚁、蜜蜂、黄蜂以及白蚁一样有组织；其身体中具有癌症的天然抗性物质；裸鼹鼠的寿命可达到30岁，是其它鼠类生物寿命的10倍；痛觉不敏感。,主要应用,抗衰老研究抵御慢性衰老症的动物模型抗癌研究,Thanksforyourattention,