本科生实验动物学辅导内容

概念1. 实验动物经人工培育和人工改造，对其携带微生物、遗传及营养、环境因子实行控制，来源清楚，遗传背景明确，用于科学研究、教学、生产、检验以及其它科学实验的动物。2. 实验用动物指一切用于科学实验的动物，包括野生动物、经济动物、观赏动物和实验动物。3. 模式动物与动物模型模式动物 (Model animal)：能从分子水平和整体水平诠释人类生命活动的动物，如线虫、果蝇、斑马鱼、小鼠等。动物模型 (Animal model)：用生物医学手段在动物身上造成或模拟的疾病状态，既可以全面系统反映疾病的发生发展过程，也可以体现局部的特征变化。4. 3R原则Replacement 低等动物或非动物替代；Reduction 不盲目增大动物数量或重复实验；Refinement 优化实验设计，减轻动物痛苦。5. 生命科学研究四要素：AEIR（实验动物、仪器设备、信息、试剂）6. 实验动物法律法规颁布及执行时间：重庆市实验动物管理办法 2006年7月1日起施行。2002年5月起，大小鼠必须采用清洁级以上级。遗传控制1. 近交系经连续20代以上的全同胞兄妹或亲子交配培育而成、品系内所有个体都可追溯到起源于第20代或以后代数的一对共同祖先的动物群。突变系动物。2. 封闭群 以非近亲交配方式进行繁殖生产的实验动物种群，在不从外部引入新个体的条件下，至少连续繁殖4代以上。 3. F1代动物繁殖方法：封闭群随机交配（random mating）或分组交配；近交系单线法、平行法、选优法。营养控制1. 全价营养饲料2. 主要营养因素（蛋白质、糖类、脂类、无机盐和维生素、水分）环境控制1. 实验动物对环境的要求：基因型、表现型、演出型受遗传和环境的影响反应公式： R = （A + B + C） D E R 实验动物的总反应； A 实验动物种的共同反应； B 实验动物品种、品系的特有反应； C 实验动物的个体反应； D 环境因素； E 实验误差。2. 环境因素对实验动物和动物实验的影响温度、湿度、气流和风速、光照、噪声、粉尘（洁净度）、有害气体、杀虫剂和消毒剂（六氯苯不能超过100ppm,DDT不能超过5ppm）3. 设施分类普通环境屏障环境隔离环境微生物与寄生虫控制1. 实验等级划分国际标准 普通动物 conventional animals, CV 无特定病原体动物 specific pathogen free animals, SPF 悉生动物 gnotobiotic animals, GN 无菌动物 germ free animals, GF中国标准 普通级动物 清洁级动物：2002年5月起，大小鼠必须采用清洁级以上级。 SPF动物 无菌动物：包括悉生动物2. 清洁动物：2002年5月起，大小鼠必须采用清洁级以上级。小鼠、大鼠汗腺不发达，只有爪垫上有汗腺，主要通过尾巴散热；大小鼠因其胃部特殊结构，不能呕吐，所以不能用于止吐药物的安全性评价；大鼠垂体、肾上腺功能发达，且易摘出，常用于行为学实验研究；大小鼠性周期45天，妊娠期1921天。无宫外孕。计算妊娠时间是以交配后阴栓的形成；阴道图片后镜下有核上皮细胞和角化上皮细胞及白细胞的多少代表其性周期所处阶段；大小鼠性识别的方法有三种：生殖器与肛门距离远近、生殖器与肛门之间是否有裸沟、生殖器官及乳房发育情况；大鼠对营养缺乏敏感，是营养、代谢性疾病研究常用的实验动物；BALB/c小鼠：自发高血压症，常用于单克隆抗体的制备；C57BL小鼠：嗜酒精性高，常被认作标准的近交系小鼠，为许多突变基因提供遗传背景；C3H/He小鼠：高发乳腺癌小鼠，610月龄雌鼠发生率达85%100%；DBA/1和DBA/2小鼠：DBA/2小鼠听源性癫痫发作，36日龄小鼠为10O%，55日龄后为5%；CBA/n小鼠：携带性连锁隐性基因 xid ，该基因使小鼠脾脏B淋巴细胞数目减少并有缺陷，导致成熟B细胞缺少，从而对某些B细胞抗原缺乏免疫应答，常用于B细胞免疫功能等研究；A系小鼠：6月龄雌鼠44%有红斑狼疮(LE)细胞； 未足月幼鼠进行胸腺切除后，84%出现矮小综合症；AKR小鼠：为高发白血病株小鼠，雌雄鼠淋巴细胞白血病发生率可达68%-90%；615小鼠：对津638白血病病毒敏感，用作白血病等研究；TA1(津白1号)和TA2(津白2号)：为KM小鼠近亲交配培育而成，TA1为自发低乳腺癌系，TA2为自发高乳腺癌系；KM、NIH、ICR小鼠是常用的封闭群小鼠，常用于药理毒理研究和生物制品的检定。裸小鼠(nude mice)：无胸腺，必须饲养在屏障系统中，为了提高繁殖率和存活率，一般采用纯合型雄鼠与杂合型雌鼠交配的繁殖方式，可以获得1/2纯合型仔鼠；SCID小鼠(severe combined immune deficency,SCID)：细胞免疫和体液免疫功能缺陷，必须饲养在屏障系统中，采用scid基因纯合子兄妹交配；F344/N大鼠：睾丸间质细胞瘤为85%；Lou/CN大鼠：常用于免疫学研究，特别是制备单克隆抗体。Lou/CN大鼠的腹水量比BALB/c小鼠大几十倍，可大量生产单克隆抗体；SHR/Ola大鼠：常用于高血压疾病的实验研究；Wistar大鼠、SD大鼠及Long-Evans大鼠：是封闭群大鼠，常用做营养学及内分泌系统的研究；小鼠、大鼠的繁殖：选23胎的仔鼠留种；豚鼠、地鼠、兔豚鼠：性周期平均16天,妊娠期65-70天；不能合成维生素C，易发生维生素C缺乏症是研究实验性坏血病的动物模型；对青霉素,四环素等抗菌素特别敏感，药物反应大,常引起急性肠炎和死亡；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；皮肤刺激实验、平喘药、镇咳药首先实验动物；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。常用实验动物对致敏物质的反应程度顺序为：豚鼠家兔 狗 小鼠 猫 蛙豚鼠对多种细菌,病毒敏感, 尤其对结核杆菌高度敏感, 感染后的病变酷似人类的情况, 是结核杆菌分离,鉴别,疾病诊断以及病理研究的最佳模型；豚鼠听神经对声波特别是7002000Hz(狗是3000-12000，)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。地鼠地鼠：全世界普遍应用于医学科研工作的多为金黄地鼠，约占使用地鼠90%，其次是中国地鼠，约占使用地鼠的10%。性成熟早, 雌鼠比雄鼠强壮, 动情周期为5天, 妊娠为16（1417）天，为啮齿类动物中妊娠期最短者；口腔两侧有一对发达的颊囊, 可储存食物,是免疫抑制区;金黄地鼠：对钩端螺旋体感染率高,病变典型,是钩体研究的常用动物; 同时，也是乙脑及狂犬病毒疫苗检定常用实验动物；中国地鼠：主要用于糖尿病研究；中国地鼠无胆囊；兔兔：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； 兔为草食性动物，饲料中粗纤维含量不足常引起腹泻，一般控制在10-15%；兔性成熟早，一般5-6月，属刺激性排卵(兔 ) ，交配后10-12小时排卵，无明显的动情周期,妊娠期平均为32天；药物生物检定中热源的检查均选用家兔来进行；兔眼球大，几乎成圆形，便于进行手术操作和观察，常用于眼科药物筛选和疗效研究；常用品系有：日本大耳白兔、新西兰白兔和中国白兔；犬、猫、猪、猴及其它动物犬鼻油状滋润,有凉爽感,称为鼻镜.犬的血型分为A,B,C,D,E 型，只有A型可引起输血反应；眼 - 红绿色盲,视力差；鼻 - 嗅觉发达,灵敏度高于人类1000倍；耳 - 听觉灵敏,高于人类16倍,音频范围50-55000赫兹; 味觉不灵敏;生殖生理：春秋季单发情动物,发情期8-14天,妊娠60天,哺乳期60天;犬是各种新药临床前毒性实验的指定动物，常用品系是毕格犬(Beagle)；猫全年均可发情, 妊娠期65天左右,哺乳期60天,性成熟1岁左右,寿命8-14年；刺激性排卵,交配后24小时排卵; 血管壁坚韧,血压稳定，是药典上降压药物指定的实验动物；猫是弓形虫的终末宿主；小型猪 性成熟早, 全年发情, 妊娠期114天;具皮下脂肪层, 皮肤组织结构与人很相似，常用于皮肤烧伤的研究；80%的辛克莱小型猪自发黑色素瘤，病变过程与人的浅表黑色素瘤相似，是研究人黑色瘤的动物模型；国内常见的小型香猪有：贵州小型猪、巴马小型猪、西双版纳微型猪、五指山小型猪和藏猪；猕猴 体内不能合成维生素C，故易发生维生素C缺乏症；雄性3岁,雌性2岁左右性成熟,妊娠期165天；在制造和鉴定脊髓灰质炎疫苗时，猕猴是唯一的实验动物；是人类避孕药研究极为理想的实验动物；树鼩是除猕猴外，甲型肝炎研究、乙型肝炎研究及丙型肝炎研究常用的实验动物沙鼠沙鼠一个非常重要的解剖特征是脑底动脉环后交通枝缺损，如单侧颈动脉结扎常发生脑梗塞。是研究人类脑血管意外的理想模型。 长爪沙鼠对多种丝虫、原虫、线虫、绦虫和吸虫非常敏感，近年来国内外都认为长爪沙鼠是研究丝虫病理想模型动物。人类疾病动物模型(Animal models of human diseases)：是指生物医学研究中建立的具有人类疾病模拟表现的动物疾病模型。按产生原因分为：自发性疾病动物模型Spontaneous or Naturallyu 抗疾病型动物模型(negative animal model)东方田鼠：是目前发现的唯一对血吸虫有天然抵抗力的哺乳动物；u 生物医学动物模型 (biomedical animal model)沙鼠缺乏完整的基底动脉环，左右大脑供血相对独立，是研究中风的理想动物模型；诱发性动物模型Experimental, Artificial or Inducedu 转基因动物模型Transgenic animal转基因动物是指用实验方法将外源基因稳定整合到动物基因组中，并能稳定地遗传 给下一代动物。由此定义可以看出，转基因动物应具备三个条件：一是外源基因必须整合到动物基因组中：二是外源基因必须在特定的组织和发育阶段表达；三是所有转移基因必须能遗传给后代。转基因动物的制备方法：显微注射法、病毒感染法、胚胎干细胞法；人类疾病动物模型的设计原则：相似性、重复性和标准化、可靠性、适用性和可控性、易行性和经济性影响动物模型质量的因素：致模因素、动物因素、实验技术因素、环境因素和营养因素。