1实验动物:经人工培育,对其携带的微生物及寄生虫实行控制,遗传背景明确或来源清楚, 用于科学研究、教学、生物制品或药品鉴定以及其它科学实验的动物。
2、实验用动物:用于实验的动物的统称,它包括实验动物、家畜、家禽和野生动物。实验动物来源于野生动物或家畜家禽,但又不同于野生动物和家畜家禽。
3 实验动物内容:包括实验动物和动物实验两大部分。
4、洁净区人、物的移动路向:
1)人员的移动路向:一更衣—淋浴—二更衣—风淋—清洁走廊(内准备间)——饲养室或动物实验室—亚清洁走廊—更衣—外部;
2)物品的移动路向:物品—高压灭菌(包装的消毒物品可以经传递窗、笼具泡有消毒液的渡槽)——清洁准备室(内准备间)——清洁物品储藏室—饲养室或动物实验室—废物经包装处理—亚清洁走廊—外部
3)实验动物的移动路向:外来实验动物—验证—检疫室(经检疫后)——传递窗—清洁走廊—内准备间—饲养室或动物实验室—亚清洁走廊—外部;
5、实验动物学任务:实验动物学是研究实验动物培育和应用的科学。它的任务是研究怎样以优质的实验动物和精确的实验方法,使动物经实验处理后,能获得良好的反应重复性。
范畴:包括实验动物和动物实验两大部分。(1) 实验动物遗传学(2) 实验动物生物学(3) 实验动物生态学(4) 实验动物医学(5) 实验动物比较医学(6) 实验动
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物方法学 3.实验动物与医学研究.
6、小鼠的生物学特征:无汗腺,尾有散热、平衡、自卫等功能。胃容量约1-1.5毫升。雄性脾脏大于雌性约50%。淋巴系统发达。雌性为双子宫,乳腺发达,繁殖力强,生长期短,成熟早,为全年多发情动物。性情温駲,对环境敏感,喜黑暗安静环境。染色体20对,寿命约2—3年,成年体长约110毫米,体重18-40克。体温37-39℃。呼吸140—210次/分,平均163次/分。心率310—840次/分。雌性发情期4—5天、孕期19—21天。三、在医学中应用:药物评价,毒性试验,肿瘤研究,传染病研究,遗传学及遗传病研究,免疫学,老年病,计划生育研究等。
7、大鼠
一、 生物学特物性
分类:哺乳纲、啮齿目、鼠科、大鼠属。由褐家鼠变种而来。齿式1003/1003。性情温顺,忧郁,易于调教,嗅觉发达,味觉差,对营养缺乏敏感,喜安静,噪声和不适光照对繁殖影响大,对环境敏感。汗腺不发达;无胆囊。肝再生能力强,不能呕吐。染色体12对,寿命2.5—3年。妊娠期19—23天,性周期4—5天。体温39(38.5—39.5)℃。心率475(370—580)次/分。呼吸85.5(66—114)次/分。
二、常用品种品系
1.封闭群:SD、Wistar。 2.近交系:F344、ACL、SHR及WKY SD
8、 兔 分类:哺乳纲、兔形目、兔科、兔属。(由野生穴兔驯化而成)齿式:2033/1023。
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染色体22对。草食性动物,性温柔,听觉、嗅觉灵敏,有夜行性和嗜眠性。喜干怕热,有啮齿动物行为和食粪性。刺激排卵,孕期约30天。甲状旁腺分布较散,眼球巨大,耳大血管清晰。体温38.5—39.5℃,对致热物质反应敏感。有特殊的血型和唾液型。
9、豚鼠 分类:啮齿目、豚鼠科、豚鼠属。又名荷兰猪、天竺鼠、海猪。齿式:1013/1013。染色体32对。 属草食动物,盲肠发达,胃壁薄,胆小温顺,对外界刺激敏感,喜群居,听觉发达,喜安静干燥清洁环境。孕期65—70天,胚胎发育完全,寿命4—5年 。
常用于免疫学、传染病、药物学、营养学、耳科学等研究等
10、犬:属于食肉目、犬科、犬属。齿式:乳齿:3140/3120 成年齿:3142/3142。嗅觉、听觉灵敏易于驯养调教。环境适应能力强、视力差,对移动物体感觉灵敏,红绿色盲。喜食肉类,雄性好斗。汗腺不发达。性成熟8—10个月、孕期58—63天,春秋季发情,寿命10—20年,染色体39对。国际上专用于实验的品种主要为毕格犬(Beagle)。常用于外科学、药理、毒理学实验、基础医学、传染病研究。
11、实验动物环境因素分类1.气候因素、2.理化因素、3.居住因素、4.营养因素、5.生物因素。
12、设施分类
1.隔离系统:以隔离器为主及其它附属装置组成的饲养系统,送入空气洁净度为100级。
2.屏障系统:设有恒温、恒湿、除菌换气系统的相对封闭环境,空气洁净度达1000
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级,室内保持正压,有严格的微生物控制。
3.开放系统:饲养室与外界相通,无空气净化装置。
13、 实验动物遗传分类和应用:
按基因分类
1.不同基因类型:
(1)远交种
封闭群: (2)突变种
2.同基因类型
(1)普通近交系 (2)重组近交系
(3)同源突变近交系 品系
近交系 (4)同源导入近交系品种
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(5)同源分离近交系
(6)杂交F1代动物
品种和品系:1相似的外貌特征:毛色2独特的生物学特征:品种,品系存在基础3稳定的遗传性能:一定的育种价值 4具有共同遗传来源和一定遗传结构: 共同的祖先,独特的遗传结构
14、近交系基本特点
1)近交:群体中有意识地选用遗传学上血缘关系较近的雌雄个体,既有共同祖先的个体(兄妹,父女,母子)之间进行交配.作用:种群接近纯和. 培养近交系必须手段,以兄妹交配为多
(1)近交系数:根据近亲交配的世代数,将基因的纯化度用百分比来表示.
即群体中某个体通过遗传携带两个同源
等位基因的概率
n1+n2+1
Fx=∑〔(1/2) (1+Fa)〕
A:父系和母系的共同祖先
Fa:A的近交系数
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n1:父系中A至X的世代数
N2:母系中A至X的世代数
(2)血缘系数(Rxy):群体中个体之间基因的相似程度.
同卵双生Rxy:100%
亲子Rxy:50%
近交系Rxy几达100% (实际为 99.6%)
亚系—遗传 支系—环境
2)亚系和支系
(1)亚系(Substrain)的形成:近交系由于残余杂合性和突变而导致部分遗传组成的改变 指一个近交系内各个分支的动物之间,已发现或十分可能存在遗传差异.
分化原因 1.F20-----F40之间:残留杂合子 2.一个分支与其他分支分开繁殖超过100代:突变为分化原因 3.已发现一个分支与其他分支存在遗传差异:残留杂合子,突变,污染
(2)支系(Subline)的形成:近交系或亚系内部,由于非常可能存在环境,母方或细胞的差异。
原因: 1.引种到另一实验室2.技术处理:受精卵或胚胎移植(e),人工喂养(h),卵巢移植(o),
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冷冻保存(p),人工代乳(fh),代乳(f),
3.近交系动物以及分类特征
(1)基因位点纯合性、(2)遗传组成同源性、(3)表型一致性、(4)长期遗传稳定性、(5)遗传特征的可分辨性、(6)遗传组成的独特性(个体性)、(7)敏感性、(8)近交衰退, (9)分布广泛性、(10)背景资料和数据的完整性.
15、近交系分类及应用
1.普通近交系(Inbred strain animals) :
(1)个体极为一致,实验反应一致: 动物用量少
(2)组织相容性抗原一致:移植实验
(3)明显生物学特点:隐性基因暴露
4)遗传分析:多个近交系对比使用
2重组近交系(Recombinant inbred strain, RI) 由两个无血缘关系的近交系杂交后,得到F2代,分组分别经20代以上的兄妹交配而育成的近交系系列动物
祖系:提供亲代的两个近交系
1)与杂交F1代遗传组成不同
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(1)遗传成份限于祖系,但不均等
(2)高度纯合性
(3)基因重组
3、同源突变近交系(Coisogenic inbred strain):指两个近交系,除了一个指明位点等位基因不同外,其它遗传基因全部相同的品系。更注重突变基因的研究。
4、同源导入近交系(Congenic inbred strain) 通过杂交—互交或回交等方式将一个基因导入到近交系中,由此形成的一个新的近交系与原来的近交系只是在一个很小的染色体片段上的基因不同,简称同源导入系或同类系。
5、同源分离近交系(Segregating inbred strain):在培育近交系的同时,采取一定的交配方法,迫使个别基因位点上的基因处于杂合状态。
同源突变近交系与突变系区别:仅培育方法不同。
20、同源近交系应用:
1.同一遗传背景:比较某基因位点上不同等为基因的遗传反应
2.不同遗传背景:同一基因与遗传背景及其它基因关系
3.获得更穏定动物模型:裸鼠
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4.多基因性状分析
21、近交系命名
(一)普通近交系:
1.用1~4个大写英文字母表示:A,DBA,
2.大写字母为首,结合数字:C3H,C57BL
3.非正规的命名:广泛认同 129, 615;
4.近交代数:F表示 A(F78) AKR(F?+12)5.优先权,符号书写要全
(二)重组近交系 :
祖系中间加大写X:AKRXC57BL/6 :
简写: AKRXB-2 AKRXB-3
不明确,易混淆
(三)同源突变近交系 :
名称加连字号和基因符号(斜体书写) C57BL/6J-bg
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杂合状态:用“+”代表野生型基因 C57BL/6J-bg/+
纯合状态: C57BL/6J-bg/bg:
M表示突变代数:C57BL/6J-bg(F58+M+F20)
(四)同源导入近交系
品系名称(或缩写)后加“.”和供系品系再加连字号和目的基因符号B6.129-H-2b
如供体不是近交系可省略 BALB/c-nu/nu BALB/c-nu/+
(五)同源分离近交系
品系后加连字号和杂合基因符号; DW-dw/+ 表示 dw位点上是杂合
代数:括号内加FH和数字 DW-dw/+(FH27)
(六)亚系的命名
1.名称加研究人员或机构名称 A/He He:Heston博士 C57BL/6J J(Jax):Jakson实验室
2.亚系符号:数字或小写字母A/HeCrgl/1 A/HeCrgl/2 C57BR/a C57BR/cd
(七)支系的命名
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1技术处理:名称加小写字母
奶母代乳f,人工喂养h,卵巢移植o
受精卵或胚胎移植e,人工代乳fh 冷冻保存p
C3HfC57BL C57BL/6peCBA/N
2.去除或植入病毒:植入+,去除- C3H/He-MTV+,C3H/He-MTV-
3.引种到另一单位:加斜线或双斜线C57BL/6J/Lac C57BL/6J//Lac 实际中直接写缩写符号:C57BL/6JLac
22、封闭群(Closed colony):是以非近亲交配方式进行繁殖生产的一个种群,在不从外部引入新的血缘条件下,至少连续繁殖4代以上。每代近交系数 F增加量少于1%,即:ΔF<1%
1.遗传和表型一致性
2.杂交优势
3.封闭群分类
(1)远交种;一个长期与外界隔离,雌雄个体之间能够随机交配的动物群. 其遗传组成接近于自然状态下的动物群体结构.
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非近交系,随机交配品系:祖代来自近交系
有效群体量: Ne= 4NmXNf / Nm+Nf F=1/ 2Ne;
(2)突变种:携带个别突变基因的封闭群. 突变基因形式:纯合或杂合存在
二.特点及应用:
1.遗传组成有很高的杂合性 :生产基础群.遗传力研究.药理学研究
2.繁殖力和生活力较强:大量供应. 教学
3. 携带有大量隐性基因 :模型动物
三.命名
1.历史原因已广泛使用:New zealand兔Wistar 大鼠 ddy小鼠 Hartley豚鼠
2.一般用2---4个大写字母:SD ICR NIH
3.培养者或保持者:前面加一个大写字母和1---3个小写字母 N:NIH Lac:LACA
4.突变种:后加连字号和基因符号(斜体) N:NIH—nu/nu
23、杂交一代动物(F1---Hybrid) :由 二个不同近交杂交所生的第一代动物。
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特点及应用1.遗传和表型一致性
2.杂交优势
3.遗传组成的杂合性
4.同基因性:BALB/cXCBA
5.两个亲本互交,能表达所用品系性别C3HXIF1 NZBXNZWF1
24、实验动物等级分类:
概念
1)普通动物(Conventional animals, CV) : 是在微生物学控制上要求最低的动物,要求不携带人兽共患病和动物烈性传染病的病原。饲养于开放系统。
2)清洁级动物(Clean animals, CL) 除普通动物应排除的病原外,不携带对动物危害大和对科学研究干扰大的病原。饲养于屏障系统或IVC系统中
3)无特殊病原体动物:指动物体内无特定的微生物和寄生虫存在,但带有非特定的微生物和寄生虫的动物。除了普通动物和清洁级动物应排除的病原外,不携带主要潜在感染或条件致病和对科研实验干扰大的病原。来源于无菌动物.,饲养在屏障系统或IVC系统中.
4)无菌动物(Germfree animals,GF) 用现有的检测技术在动物体内外的任何部位均检不出任何活的微生物和寄生虫的动物。无菌动物必须是生来就是无菌的。饲养于隔离系
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统。
5)悉生动物(Gnotobiotic animals,GN):指在无菌动物体内植入已知微生物的动物。又称已知菌动物或已知菌丛动物。饲养于隔离系统。分为单菌(Monoxenie),双菌(Dixenie),三菌(Trixenie),多菌(Polyxenie)动物。
25、鼠痘病毒危害性:
脱脚病(Ectromelia):四肢,尾和头部肿胀,溃烂,坏死,甚至脚趾脱落.
小鼠的烈性传染病.致病性强, 全身感染,爆发流行,传播快,病死率高.
急性:突然死亡,使实验中断;
慢性:全身症状,实验结果混乱.污染环境,广泛传播
隐性:无临床症状,但实验因素:实验性结核,X射线,化学毒素,组织移植,肿瘤,运输等可激活病毒而流行;
大剂量内毒素或脾切除,可改变吞噬细胞的反应,降低吞噬细胞功能,增加易感性.
26、仙台病毒(Sendai virus)危害性:
免疫干扰:严重影响体液和细胞介导的免疫应答.
致瘤作用干扰:感染后遗留的组织学改变酷似浸润性肺癌,易误诊.抑制氨基甲酸乙酯诱
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发肺腺瘤.感染DBA/2小鼠,白血病病毒不能在脾内复制,不发生白血病.
生殖影响:对着床前受精卵及早期胚胎具有亲噬性,使胚胎死亡.妊辰:4~5天:胚胎吸收.11~12天:
妊期延长,产后24小时内乳鼠死亡率升高. 全身症状:类似感冒,打“呼噜”被毛粗乱,弓背,发育迟缓,体重下降,易继发支原体感染.主要引起呼吸道疾病,肺炎,还可引发全身感染.传播快,流行广,呈急性肺炎变化.
仔鼠,幼鼠发病.成年鼠呈隐性感染.
27、鼠肝炎病毒
1.大多呈亚临床或隐性感染:应激,混合感染,可发生急性致死性病变.一般症状为抑郁倦怠,营养不良,体重减轻,尿色变深。急性型:乳鼠: 3~4W: 8~9W:
(1)嗜肝型:肝坏死,黄疸,腹水
(2)嗜神经型:中枢神经系统坏死,导致后肢松弛麻痹,也可见惊厥和旋转,结膜炎。(3)嗜肠型:肠内壁损伤,内容物水样黄色黏液,有时肠内出血,粘连,坏死。
2.主要影响免疫应答参数
3.酶系统改变
4.裸鼠感染:可作“哨兵”
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28、流行性出血热(epidemic hemorrhagic fever,EHF)
主要发生于大鼠的烈性传染病,也是一种人畜共患的自然疫源性传染病。
自然宿主主要是小型啮齿动物,如姬鼠属、家鼠属、仓鼠属和小鼠属的动物。
传播:气溶胶吸入。接触宿主动物及排泄物。
症状:
人:发热,发热,头痛,肌肉痛,结膜水肿充血(点状),出血性肾损伤(肾综合症出血热),最后肾衰竭,出现尿毒症,严重可导致死亡。
大小鼠:多为隐性感染,长期排毒。大鼠一般无临床症状,也不死亡。一般不影响实验进程。
29、沙门氏菌
1.爆发型:4~5天内大批死亡
2.亚急性型:行为呆滞,腹泻 7~10天死亡
3.慢性型:下痢为主要症状,哺乳期小鼠发病率高达70% BALB/c敏感 CDF1不敏感
30、.寄生虫感染 螨、虱、弓形体、球虫
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(1).弓形体:
人兽共患病,
小鼠、大鼠、地鼠、豚鼠、犬和猴为中间宿主,猫为终末宿主。
常无明显症状。
人:多数为无症状的隐性感染
实验动物:少数被毛疏松不整,淋巴结肿大,出现流产或死胎现象
a..先天性:流产,死胎,婴儿弓形虫病症状
b.获得性:最常见
(2)球虫:主要感染兔,鸡
(3)寄生虫对实验的干扰1.掠夺宿主营养2.对动物骚扰3.对机体产生机械性损伤
4.产生毒性5.影响生理,生化和免疫系统
寄生虫潜在感染
如观察肝功能在实验前后变化时,必须要排除实验用的家兔是否患有球虫病,不然家兔的肝脏上已有很多球虫囊,肝功能必然发生变化,所测结果波动很大
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如膜壳绦虫分泌的毒素,可导致肠粘膜发生局灶充血和出血,甚至造成溃疡坏死。溶组织阿米巴浸入肠粘膜和肝脏时分泌的蛋白溶解酶,可使所在组织细胞大量破坏。肝片吸虫虫体进入胆管后,由于虫体及有毒代谢产物的作用,会致使胆管发炎,胆管上皮增生和胆管纤维变性,逐渐引起胆管堵塞,肝脏萎缩硬化。棘球蚴的囊液破裂后可产生强烈的过敏反应,使之产生呼吸困难,体温升高,腹泻等症状。
31、动物模型的意义
1、人类疾病动物模型:医学研究中建立的具有人类疾病模拟表现的动物实验对象和相关材料。
2、意义1.避免人体实验造成的危害。2.可研究平时不易见到的疾病.3.可提供发病率低,潜伏期和病程长的疾病动物模型.4.克服复杂因素,增加方法学上的可比性。5.样品收集方便,结果易于分析。6.有利于更全面地认识疾病的本质。
二、模型的设计原则 :1.相似性2.重复性3.可靠性4.适用性和可控性5.易行性和经济性
三、动物模型的分类:
1.按产生原因分:
(1)诱发性动物模型:物理、化学、生物因素,复合致病因素。
(2)自发性动物模型:实验动物未经任何人工处置,在自然条件下自发产生或由于基因突变的异常表现通过遗传育种手段保留下来的动物模型.近交系、突变系。
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(3)抗疾病动物模型
(4)生物医学动物模型
2.按模型种类分:(1)整体动物 (2)离体器官和组织 (3)细胞株 (4)教学模型
3.按系统范围分 (1)疾病的基本病理过程动物模型 各种疾病共同性的一些病理变化过程模型2)各系统疾病动物模型 与人类各系统疾病相应的人类疾病动物模型
4.按中医药体系分类 阴虚、阳虚,气虚、血虚,脾虚、肾虚、厥脱症
四.影响动物模型的因素
1.致模因素
2.动物:种类,品系,年龄和体重,性别,生理状况和健康因素
3.实验技术:季节,昼夜变化,麻醉深度,手术技巧,实验给药,对照组
4.环境和营养
32、基因突变动物及应用。
1、概述:
(1)自发突变:生物不经任何处理而自然发生的突然变异.突变程度:显著,微弱.显露与
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外,隐藏在机体内部.致死基因:性状无法借个体显露出来.
(2)诱发突变:应用各种物理,化学因素引起的基因突变.它与自发突变在表形上和遗传规律上没有区别.同一诱变因素:条件不同,结果不同.诱变利用:
33、基因突变动物
1.小鼠
(1)脑:大脑变性或退化:cd先天性脑积水:ch佝偻病:rh/rh
(2)皮肤:无毛hr:hr/hr hr-rh:裸体n:n/n裸鼠:nu
(3)眼 白内障 遗传性白内障:DDI小鼠
先天遗传性白内障突变系小鼠:BALB/c系
(4)内分泌及代谢:KK小鼠 已发现糖尿病小鼠:
ob/ob,db/db,杂交wellesley,新西兰obese,及KK小鼠.都可发生肥胖,高胰岛素血症,高血糖症和胰岛肥大症.病理:正常饲养,很少出现尿糖或高血糖症. 耐糖试验:糖尿性状(非肥胖型)
喂高能饲料,或给予金硫葡萄糖,或导入肥胖基因,则出现肥胖症.常伴有高胰岛素血症的高血糖症(肥胖KK小鼠).糖尿病变化与成年人相似.肾小球系膜细胞増生,基底膜肥厚.
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代谢:肝,脂肪组织的脂肪合成亢进--肥胖;脂肪组织和肌肉组织中参与糖代谢的胰岛素感受性降低---高血糖.;脂肪調节受到破坏.应用:糖尿病性变化受多基因控制,作为模型动物使用.
2大鼠
(1) 高血压:SHR, WKY
症状:有许多亚系,生育,寿命均正常.
体重增长率较WKY差,老龄前外观无差异.
寿命:♂430d,♀550d
血压早期即有差异,并引发各种临床症状
.SHR:2月前:150mmHg以上,4~5月180~210WKY:成年♂135mmHg,♀123mmHg
发病时,末梢动脉变狭窄,弯曲,心脏渐渐肥大.以心重与体重比率增加为显著(以左心房为显著).
肼酞嗪或甲基多巴加入饮水,可预防高血压发生.
应用:病态与人原发性高血压极为相似.发病率近100%.
常用于发病机制,预防,治疗和诊断等.
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与其它特性大鼠杂交:
(2) 原发性糖尿病BB Wistar大鼠
类似年轻型(I型)糖尿病.
多基因遗传,起病突然,58~123日龄发病.体重减轻,高血糖,胰岛素缺乏
尸检:胰岛区有淋巴细胞浸润胰岛炎,β-细胞颗粒丧失与坏死,胰岛变小,基本由а-细胞组成。
慢性非胰岛素依赖性:
应用:研究发病的遗传,环境因素,β-C损害免疫学因素,病态,治疗等.
3、沙鼠:癫痫模型
纯系长爪沙鼠:100%发病
外界因素:
发作症状:前驱期: 痉挛期:
应用:模型动物
4、中国仓鼠:原发性糖尿病:
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已培育约10个品系
症状:多食,多饮,多尿,高血糖.
尿糖阳性持续4~8个月
病理:胰岛无肥大. 肾小球: 视网膜:
应用:人糖尿病性毛细血管症模型 非肥胖型病态分析模型
37、肿瘤动物模型
1.裸鼠移植瘤模型
2.近交系自发性肿瘤
1. C57BL/6J: 黑色.
低发乳腺癌,致癌剂难以致癌.对放射性耐受性强,眼畸形,口唇裂(考的松诱导)发生率为20%.淋巴细胞性白血病6%.新生仔中♀16.8%,♂3%为小眼或无眼症.0.6%后肢多趾症.对脱脚病有一定抗性,对百日咳易染因子敏感.对结核杆菌有耐受性,嗜酒.
应用:肿瘤学,生理,免疫,遗传工程,为突变基因提供遗传背景.
2. A和A/He: 白化.
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乳腺癌:中等: 雄性6%. 雌性30~50%.(32%,非生育26%).
肺肿瘤发病率高.对麻疹病毒高度敏感.老年有肾病.
3. BALB/c:
乳腺癌发病率低,MTV诱发增高.
肺癌:雌性26%,雄性29%.
35%动物20~21月龄有自发性单克隆B细胞肿瘤.
常有动脉硬化症,血压较高,老年雄性多有心脏损害.
对辐射极敏感,对弓形虫易感.
应用:肿瘤,免疫,生理,核医学.单克隆抗体研究,杂交瘤生产.
4. C3H/He: 野生色.
乳腺癌发病率97%,防护条件下为7%.
对致肝癌物质感受性强.14月龄雄性肝癌自发率85%.
对狂犬病毒敏感,对炭疽杆菌有抵抗力.
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用于免疫,肿瘤,生理和核医学的研究.
5. DBA:浅灰色.
一年以上雄性乳腺癌约75% . DBA/2:雌性31%,经产66%.育成雄30%
白血病:雌性6%,雄性8%.
听源性癫痫:35日100%,55日后5%.
对结核杆菌,鼠伤寒沙门杆菌敏感.对疟原虫有一定抗性.
老年雄鼠有钙沉着.产仔数少,不易哺育. 主要用于肿瘤学,微生物学研究.
6. 615: 深褐色
.肿瘤自发率10~20%,雌性为乳腺癌,雄性为肺癌.
对津638白血病病毒敏感.
7. 129/Sv-ter/+亚系:灰野生色.
睾丸畸胎瘤自发率为30%,多发生怀孕第12~13天.
常用于遗传工程小鼠的研究.
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(三)各系统常见的动物模型
1.神经系统: 大鼠脑卒中,兔脑积水,大鼠囊状动脉瘤
2.心血管: 动脉粥样硬化,心肌缺血和心肌梗塞,高血压
3.呼吸: 肺动脉高压,慢性支气管炎,肺炎
4.消化: 胰腺炎,豚鼠溃疡性结肠炎,肝
5.泌尿: 肾小球肾炎
6.内分泌与代谢:糖尿病;
高血压大鼠(WKY相对稳定 另一种活泼)糖尿病大鼠
38、免疫缺陷动物分类
1.概念:由于先天性遗传突变或用人工方法造成一种或多种免疫系统组成成分缺陷的动物。
2.分类:T淋巴细胞、B淋巴细胞、NK细胞功能缺陷动物,联合免疫缺陷动物,获得性免疫缺陷动物。
39、免疫缺陷动物特点
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(一).裸小鼠:
先天性无胸腺,无毛
隐性突变基因在11号染色体上
一个基因两种表现
已导入到不同的遗传背景
体液免疫正常
1.生物遗传特点:
(1)无毛(2)寿命短,死亡率高(3)发育不良,新生鼠生长明显迟缓(4)繁殖能力差:♀nu/+×♂nu/nu(5)有肝脏疾病
2.免疫学特征:(1)先天性胸腺缺失(2)胸腺依存免疫功能(T细胞)丧失(3)B细胞生理功能正常,T细胞依存性B细胞功能底下.(4)巨噬细胞活性比对照组(nu/+)高(5)NK细胞在弱阳性细胞中可能有T前驱细胞
3.应用;(1)微生物(2)免疫学(3)寄生虫(4)遗传学(5)临床医学:肿瘤学,皮肤病,异种移植
(二).裸大鼠:一般特征与裸小鼠相似 躯干部仍有稀少被毛 易患呼吸道疾病
(三)性连锁免疫缺陷小鼠 (XID):
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B淋巴细胞缺陷,xid基因位于X性染色体上
起源于CBA/N品系
临床表现:免疫球蛋白缺失,无丙种球蛋白,细胞免疫正常,体液免疫异常
血清中IgM,IgG3底下
xid/xid♀,xid/Y♂对II型抗原无体液免疫反应,对B细胞分裂素缺乏反应
应用:B淋巴细胞的发生,功能与异质性理想模型 病理与人类Bruton丙球蛋白缺乏症和Wzeskott-Aidsch综合症相似
(四) Beige小鼠 :
NK细胞活性缺陷
隐性突变基因bg位于第13号染色体上
纯合体小鼠bg/bg:被毛完整,毛色变浅.粒细胞趋化性和杀菌活性降低,溶酶体功能缺陷,对各种病原因子较敏感
繁殖方式:纯合子
(五)严重联合免疫缺陷(SCID)小鼠:
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C.B-17近交系小鼠
隐性突变基因scid在16号染色体上.
T,B细胞大大减少
临床表现为低球蛋白血症,低淋巴细胞血症.细胞和体液免疫功能均缺失,但巨噬细胞和NK细胞功能未受影响.
有渗漏现象:主要与DNA修复,抗原刺激,年龄品系,饲养环境有关.
饲养繁殖:SPF环境,两性均可生育,每胎产子3~5只
应用:免疫细胞分化和功能研究 异种免疫功能重建 人类自身免疫性疾病及免疫缺陷性疾病
病毒学 肿瘤学 人单克隆抗体生产
(六)猴获得性免疫缺陷综合症模型(SAIDS)
免疫学特征:体液和细胞免疫功能降低,淋巴细胞减少,楯环性T淋巴中T4和T8的比例明显低于正常
临床表现到病原学与人类AIDS很相似:全身淋巴腺病,反复腹泻,消瘦等.
40、人体肿瘤裸鼠移植瘤模型
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1、人体肿瘤异种移植的历史回顾
克服排斥:1移植特殊部位 2、免疫抑制、辐射3、免疫器官切除
裸鼠的培育:
2、模型建立方法
(1) 移植肿瘤的常规处理及移植方法
组织块移植法 悬液移植法 培养细胞移植法
( 2) 不同移植途径及方法a 腹水瘤的建立及移植方法b 肾包膜下移植c 原位移植
(3)移植瘤的长期冷冻保存
3、影响移植成功的因素
(1) 人体肿瘤细胞本身特征(2) 裸鼠免疫功能状态(3) 裸鼠背景(4) 移植部位和途经(5) 激素和宿主性别(6) 鼠龄(7) 裸鼠的健康状况及洁净状况(8)其它因素
4.人体肿瘤裸鼠移植瘤的生物学特性
(1)组织学特征及性状的稳定性
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形态学特征、染色体
活性物质及表面抗原:【1】 甲胎蛋白(TFP)及HbsAg 【2】癌胚抗原CEA 【3】白细胞刺激因子CSF 【4】红细胞生成素 EPO 【5】激素 【6】酶及其它 基因型及表型的稳定性
(2)裸鼠对移植瘤的反应 【1】 上皮样肿瘤:移植后大多数不同程度地丧失原有间质,而获得小鼠间质【2】 来源于裸鼠的间质细胞可以恶变【3】 分化程度差别及化生
40、超数排卵:是一种不正常的排卵,经外源激素处理的雌性动物,可以改变性周期,可以超常数的排卵,甚至可以超常数十几倍。
(1)常用激素PMSG HCG FSH LH
(2)超排方法:第一天腹腔注射PMSG第三或第四天腹腔注射HCG
(3)剂量:小鼠5~20IU 兔30~60IU
(4)影响因素:动物,激素生物活性,发情期,气候季节
41、转基因动物:染色体基因组中整合有外源基因并能遗传给后代的一种动物。
2.转基因动物模型:利用转基因技术,将人类疾病基因分离出来,再转移到实验动物,获得相应疾病的动物模型.
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3基本原理和方法:显微注射法,反转录病毒法,胚胎干细胞法。
二、转基因动物在医学生物学中的应用 :
1、基础生物研究:发育生物学,遗传学,神经生物学,药学。
2、医学研究:免疫,病毒性疾病,遗传病,肿瘤,心血管病。
3、改良和培育动物新品种。
4、 生物制品研究
42、同期发情:利用外源激素制剂或其它生物学手段人为地控制并调整一群雌性动物发情周期的进程,使之在预定的时间内集中发情,以便有计划地合理地组织配种,称为同期发情或同步发情。要想使雌性动物发情,则必须控制P的浓度,即控制黄体的“消”,“长”——即是控制母畜发情的关键。 消: 缩短黄体期 PG处理 长: 人为延长 黄体期 P处理43、以小鼠为例:传统的胚胎移植主要由以下一些步骤组成: 1. 超数排卵 2. 同期发情 3. 胚胎收集和预处理 4.胚胎移植
44、胚胎冻存的意义:能够使优秀品种品系(包括珍稀和濒危动物)的种质得到长期保存下来,逐步地可以将生物界的所有生命基因长期保存起来,防止基因丢失。并且可以随时复苏、繁殖品系动物,在遗传理论指导下,可改良品种和培育新品种及品系。
45、动物福利标准:
动物的五项基本福利,即五种自由(Five Freedoms)
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1. 免于缺乏营养、饥饿与干渴;
2. 免于疾病与伤害;
3. 免于生理上及心理上不适;
4. 免于恐惧与应激;
5. 自然表现行为。
当其任何一项福利受损,便会对动物的生理和心理造成负面之影响。
46、动物实验前的准备
理论准备:了解动物实验基础知识 查阅关于实验方法的参考文献 制定研究计划和方案
条件准备:动物、仪器、器械、药品 手术人员、实验场所和饲养场所
47、温度的调控效果由以下因素决定:
①层高;②换气次数;③当地日温差;④设施内设备和动物产生的热量。
48、小鼠:
小鼠共有20对染色体(2n=40)和相同数量的连锁群。推测共有3万多个结构基因,
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已知的有上千个。小鼠是目前遗传学背景知识研究得最详尽的动物之一。 C57BL/6J是使用最广泛的实验小鼠,继人类之后第二个完成基因组测序工程的哺乳动物.
生物学特性
外观:
嘴尖、头锥体形、有触须、耳半圆、尾与体长相等长。前肢4趾,后肢5趾。
小鼠喜居光线暗淡的环境,固定一处睡眠营巢,一处拉散。
胆小怕惊,对环境改变反应敏感,如强光、噪声可使哺乳母鼠神经紊乱,发生食仔现象。
性情温顺易于捕捉,但一旦逃出笼外过夜则恢复野性,行为敏捷,难以捕捉了。
习惯昼伏夜动,其进食、交配、分娩多在夜里。活动高峰有两次,一次在傍晚后1-2小时,另一次在黎明前。
小鼠为群居动物,其信息激素是传递信息的主要机制。
小鼠群体中也有不好的行为:雄性间好斗,常打得遍体鳞伤,专干断子绝孙的勾当,最常见的是咬伤睾丸。雄的打雄的,雌的打雌的,很少雄的打雌的,却常有雌的打雄的。
更有甚者,出现“理发师”,“拔胡子”之现象。
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性成熟早,繁殖力强。
成熟:
雌35-50日,雄45-60日龄,但配对繁殖应60-90日龄为佳。
性周期4-5天,妊娠期19-21天,哺乳期20-21天,每胎产仔6-15只,年产6-9胎。小鼠性活动可维持1年左右,寿命约2年。性周期在同笼雌鼠密度过大时,可抑制或延长;在有雄鼠存在时可恢复甚至缩短。
雌鼠还可产后发情,产后1天内出现1次发情,且能接受交配,边哺乳边怀孕,但妊娠期长些,达31-35天。雌鼠与不发育雄鼠交配后可产生假性妊娠,维持10-12天,有时达3周。
生长发育:
母鼠能自己接产,胎儿产出后,母鼠用前肢捧着鼠宝宝用嘴巴撕破羊膜,咬断脐带,吃掉胎盘,舔干胎儿身上血迹。
两个门齿、六个臼齿、齿式1003/1003=16。门齿终生不断生长,故需经常啃咬东西,保持恒定。下颌骨喙状突较小,髁状突发达,其形态具有高度的遗传性,可采用下颌骨形态分析技术进行近交系小鼠遗传质量监测。现在主要采用生化标志法或者DNA指纹图,对动物定期随机取样检测,判定遗传学质量。
内部脏器:
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食道约2厘米,内壁有一层厚的角质化鳞状上皮,有利于灌胃操作。
胃容量小(1.0-1.5毫升),功能差,不耐饥饿,灌胃时量不能太多。
肠道相对较短,盲肠不发达,排空快,故每天能吃4-8克。
有胆囊。胰脏分散在十二指肠,胃底及脾门处,色淡红,不规则,似脂肪组织。
脾脏有造血功能。雄鼠脾脏比雌鼠大50%。小鼠骨髓为红髓,终身造血。
淋巴系统发达,可是没有腭或咽扁桃体,胸腺在性成熟前后最大,35-80日龄退化。
乳腺发达,胸部有3对,腹部有2对,哺乳期小鼠胸部乳腺可延伸至颈部和背部。
子宫呈Y形双子宫型,卵巢由系膜包绕不与腹腔相通,故无宫外孕之虞。
体温与水的调节
小鼠体温在正常情况下为37~ 39℃ 。生存临界温度为- 10~ 39℃ ,适宜温度在21~ 25℃。
小鼠没有汗腺,不能加大喘气,唾液分泌能力有限。
呼吸140—210次/分,平均163次/分。心率310—840次/分。
小鼠与大多数哺乳动物相比,对饮水不足更为敏感。每天饮水量4-7毫升。
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小鼠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份。
43、实验动物在医学研究中的应用:
1)分离和鉴定病原菌的毒性;鉴定药物的疗效和毒性;生殖生理与胚胎发育的研究;生理现象与病理机制的探讨;制造生物制品;免疫学研究;癌症的研究;脏器的移殖;医学教育的“活教材”。
2)药物研究 :新药开发后,都要经过筛选和毒性试验、药物效果的测定。
1、药物筛选试验。用于药物对疾病疗效筛选试验。
2、毒性试验和安全评价。三致(致畸、致癌、致突变)试验。
3、生物药品和制剂的效价测定。
3)病毒、细菌和寄生虫病学研究:小鼠对多种病原体特别是病毒非常敏感,所以适用于这些疾病的发病机理、临床症状及药物疗效评价。
4)放射学研究:小鼠对放射线的反应与人的反应有可比性,可有来研究照射剂量、辐射效应等。但要注意其对放射性敏感性在冬季和初夏显著升高,而在初春和夏季则降低。
5)肿瘤学的研究
1、许多小鼠品系能自发产生肿瘤。 如AKR小鼠白血病发生率可达90%,C3H小鼠乳腺癌发病率达90-97%。
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2、这些肿瘤的发生与人体发生肿瘤机制相近。
3、无胸腺裸小鼠成为活的癌细胞试管。裸小鼠
5)遗传病和遗传学研究:
1、许多小鼠品系有自发性遗传病。如小鼠黑色素病,白化病(白老鼠就是白化病老鼠)、肥胖病、贫血病等。这对于研究人类家族遗传病提供了很好便利条件。
2、由于小鼠繁殖力强,传代快,利于遗传学的研究。
6)免疫学研究
BALB/c小鼠免疫后的脾细胞能与骨髓细胞融合,可进行单克隆抗体的制备和研究。有些具有免疫功能缺陷的突变系小鼠利于肿瘤植入研究,也有利于免疫机制的研究。如:BALB/c裸鼠T细胞缺陷;CBA/N小鼠B细胞缺陷;Beige小鼠NK(自然杀伤)细胞缺陷;SCID严重联合免疫缺陷小鼠(B、T细胞均缺陷)。
7)计划生育研究:
小鼠繁殖力强、妊娠期短、生长快,适合各种计划生育研究和避孕药物的开发。 如日常用小鼠作抗着床、抗生育、抗早孕、抗排卵等实验。
8)内分泌学研究:
小鼠肾上腺皮质肥大造成肾上腺皮质功能亢进,发生类似人类柯兴综合症。肾上腺淀
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粉样变造成肾上腺素分泌不足则导致Addison病。
9)老年病学研究;
小鼠寿命短(1.5-3年),晚期老年病多,肿瘤发病率高,其发病机理与人类疾病类似。
10呼吸和消化系统疾病研究
小鼠在氢氧化氨气雾的刺激下有咳嗽反应,可用此特性研究镇咳药物的效果。中毒性肝炎、肝硬化和胰腺炎均可在小鼠身上复制成功,从而进行消化系统疾病的研究。
C57BL/6J
目前使用最广泛的实验小鼠,继人类之后第二个开始基因组测序工程的哺乳动物。乳腺癌发病率较低,有眼睛缺损,对放射性有抵抗力,对结核杆菌敏感,对鼠痘病毒有一定的抵抗力,干扰素产量高,对百日咳易感因子敏感。常用于致癌研究。对肾上腺皮质激素很敏感。嗜酒。
C3H/He
乳腺癌发病率极高,对致肝癌物质感受性强,对狂犬病毒敏感,而对炭疽杆菌有抵抗力。BALB/c 乳腺癌发病率低而肺癌高,对辐射极敏感,适于单克隆抗体的制备和研究。
DBA 1907-1909年,Jackson所长Little培育成世界上第一个近交品系小鼠。常用是DBA/2亚系,1年以上雄性鼠乳腺癌发病率达75%,对结核杆菌、鼠伤寒沙门杆菌
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敏感。对音响刺激非常敏感,闻电铃声后常会发生痉挛。CBA 在1920年由Strong培育成。CBA/N亚系B淋巴细胞缺陷。A和A/He也是由Strong培育成。对麻疹病毒高度敏感。6月龄雌鼠44%有红斑狼疮(LE)细胞。经产母鼠乳腺癌发病率高。也用于癌症、矮小综合症、唇裂等
AKR 白血病发病率极高。DBA/2浅灰色、 C57BL/6J黒色BALB/c白化
突变品系
400多个突变系小鼠:裸小鼠 Beige小鼠 Scid小鼠 白内障小鼠 骨骼硬化小鼠 肥胖小鼠 侏儒小鼠 糖尿病小鼠等。
有关眼科的突变就有:眼睑翻开、小眼畸形、白内障、核异位、晶状体破裂、眼迟钝、rd视网膜变性等小鼠模型。
封闭群小鼠: KM 、 ICR、NIH、CFW、LACK 等。杂交一代小鼠:后缀加F1。ICR
51、大鼠:
一 生物学特性: 1、大鼠是昼伏夜动的杂食动物。吃食多,食性广泛。每天吃饲料5克/100克体重,饮水量8-11毫升/100克体重。2、性情虽较温顺,但被激怒时也咬手,特别是哺乳期母鼠。3、大鼠较少群殴打斗,喜群居而和平相处,但外战内行。
4、大鼠汗腺也不发达,仅爪垫上有汗腺,尾巴是散热器官。在高温环境下,靠流出大量唾液来调节体温。5、嗅觉灵敏,环境污染则易得肺炎。6、大鼠对温度和湿度要求严格,
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如空气太干,则尾巴会节节脱落坏死。7、垂体和肾上腺功能发达,对噪音敏感,应激反应强烈,行为表现多样。8、大鼠的肝脏肝有多叶,左外叶、左中叶、中间叶、尾叶、右叶和一个盘状的乳突。再生能力强,如切除60-70%还能再生, 3周后便能恢复原状。肺:左一叶,右四叶(前,中,后,副叶)9、有胆管而无胆囊,胆管与十二指肠直接相接,受其括约肌的控制。不能呕吐。10、对缺乏营养非常敏感,特别对AA、CP、Vit敏感。但能制造Vc。
12、除叫声交流外,还有散发信息激素来相互交流。13、大鼠子宫也是双子宫型。14、大鼠与小鼠一样,心电图中没有明显的S-T段。15、性成熟早,雄鼠60日龄,雌性75日龄;成年体重雄性300-800克,雌性250-400克。但长骨长期有骨髓线存在,不骨化。16、最佳配种日龄为85-110天;交配后,雄鼠能分泌一种胶冻状凝固物在雌鼠阴道里形成阴道栓,乳白色。2、寿命2.5-3年,染色体2n=21。成年动物的年龄、体重和寿命比较 狗与人的年龄对应
二 大鼠在医学生物学中的应用:大鼠应用广泛仅次于小鼠。
1)药物学研究:大鼠和小鼠一样,繁殖力强,易饲养成本低,且体形比小鼠大些,给药容易,采样量也合适方便,很适于药物毒性、药效评价、新药筛选等研究。
大鼠易诱发神经病,则测试神经病药物效力;大鼠血压和血管阻力对药物反应敏感,则评价心血管药效;大鼠踝关节对炎症反应敏感,则常用以筛选抗关节炎药物。
2)行为学研究
大鼠体形大小合适,行为表现多样,情绪反应敏感,对新环境易适应,具有探索性、
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易训练、对惩罚和暗示有敏感性等特性,所以在行为学和行为异常的研究中用得很多。
如学习和记忆的能力研究、吸毒或灌酒后上隐行为、进行性神经官能症、狂郁精神病研究等。3)肿瘤学研究
具有自发肿瘤的大鼠品系远较小鼠少,但容易诱发各种大鼠肿瘤,是肿瘤研究最常用的实验动物之一。内分泌学研究和内分泌疾病研究;由于大鼠的垂体易摘除,便常用于研究腺体对全身生理生化功能的调节。大鼠有相应的自发或诱发的内分泌失调的疾病模型,如糖尿病、甲状腺疾病、尿崩症、高血脂症、应激性胃溃疡等。
4)传染病研究:是研究支气管肺炎、副伤寒的重要实验动物 是流行性出血热的自然宿主。故应定期进行血清学检查。
5)营养、代谢性疾病研究:大鼠对营养物质缺乏敏感,可发生典型缺乏症状,是营养学研究使用最多、最早的实验动物。维生素就是用大鼠研究而发现的。常用于维生素或蛋白质缺乏及氨基酸和钙、磷代谢的研究。
6)肝胆研究:无胆囊,但胆总管较大,方便收集胆汁,这特殊的特点正适合肝胆功能的研究。
大鼠肝切除60-70%后,仍有再生能力,可用于肝外科实验等。
7)老年学及老年病研究:和小鼠一样,年老体衰时,心理和生理上的疾病很多。
8)心血管疾病研究:可用直接血压描记法研究降压药,以灌流肢体血管或离休心脏研究心血管药物,研究毒扁豆碱的升压作用。已培育了几种高血压品系大鼠,如SHR/ola大
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鼠,血压常大于200mmHg,其生育力、寿命尚可。
9)环境污染与人类健康的研究:
大鼠的肺比较脆弱,空气污染、重金属污染可使大鼠很快相应的疾病症状。
口腔医学研究:用变异链球菌接种于大鼠口腔,然后喂给含蔗糖食物,大鼠牙齿上的珐琅质蛀损似人的龋齿,可用来研究龋齿的防治方法。
其它应用有放射医学研究、计划生育研究、中医中药研究、手外科研究等*。
三 常用品系和品种:
1品种很多,我国目前用得较多的封闭群大鼠是Wistar大鼠、SD大鼠;其它的有Long-Evans大鼠、Brown-Norway大鼠等。
Wistar大鼠:使用数量最多。头部较宽,雄鼠耳朵比其它品系稍长,尾长短于身长。
SD大鼠:多用于营养学实验,对性激素刺激感受性高,比Wistar大鼠生长发育快,产仔数也较高。头部狭长,尾长几乎等于身长。
2近交系大鼠:有F344/N、Lou/CN、M520、ACI等;
F344/N:可允许多种肿瘤移植生长,对绵羊红细胞的免疫反应性低。
Lou/CN:常用于单克隆抗体的研制,其腹水量较用BALB/c小鼠多几十倍,可大量
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生产。
M520、ACI:呈现低血压。
3突变系大鼠:有SHR/Ola、癫痫大鼠、肥胖大鼠、尿崩症大鼠等。
符号和特点:Ca白内障、Cb丰满、Cr瘫痪、di糖尿病、fa肥胖、hd缺趾、hy稀毛或无毛、ia无门齿、j黄疸、op骨质石化病、r红眼毛浅色、rdy视网膜营养不良、sk极瘦、sp痉挛、tr震颤、Tu显性肾肿瘤、vb无须无毛、dw侏儒。
眼科方面的基因突变大鼠
遗传性视网膜营养不良大鼠:视网膜病变与人类的色素瘤性视网膜炎很相似。品系有RCS/P、RCS/C等。
白内障大鼠:晶状体蛋白病变,不是矿物质增加的结果,也无糖尿病和甲状旁腺异常。
眼积水、青光眼大鼠:眼球比正常大一倍且突出眼眶。此大鼠源于WAG近交大鼠。
52、实验兔:
1)消化系统:上唇纵裂,形成豁嘴,门齿外露,所谓“兔唇”。小肠和大肠的总长度约为体长的8-10倍,盲肠非常大,相当于1个大的发酵口袋,长约半米,与所有草食家畜相比兔的盲肠比例最大。在回肠和盲肠相接处膨大形成一个厚壁的圆囊,这就是兔所特有的圆小囊(淋巴球囊),有1个大孔开口于盲肠,能分泌碱性液体,中和盲肠里的有机酸,利于消化和呼吸。虽然是单胃动物,但消化系统与人类相差甚远。无咳嗽、呕吐功能。
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2)生殖系统:雄兔的腹股沟管宽短,终生不封闭,睾丸可以自由地升降,天冷缩回腹腔,天热则降回到阴囊。雌兔为“双子宫类型”,左右不分子宫体和子宫角。兔属刺激排卵动物,性周期8-15天,无发情期。乳头有3-6对。
3)循环系统:兔的胸腔构造与其它动物不同,中央有纵隔将胸腔分为左右两部分,互不相通。做心脏实验操作时,只要不弄破纵隔,动物不需做人工呼吸。是天然的生物医学动物模型。
4)神经系统:颈神经血管束中有三根粗细不同的神经,最粗白色者是迷走神经,较细灰白者为交感神经,最细中间者为减压神经。减压神经独立分支属于传入性神经,其未稍分布在主动脉弓血管壁内。这一特殊特点,正适合作急性心血管疾病及肺心病研究。
兔眼球甚大,几乎呈圆形,白兔眼睛虹膜完全缺乏色素,但看起来是红色的是因为眼底血管血色的透露。耳廓非常发达,耳肌可以自由活动,血管清晰,便于注射和采血。
5)皮被系统:表皮很薄,但真皮较厚,坚韧而有弹性,汗腺不发达而皮脂腺遍布全身。
6)免疫系统:兔子的甲状旁腺分布比较散,位置不固定,不宜做甲状旁腺切除术。
家兔后肢膝关节部有一个较大的腘淋巴结,在体外极易触摸固定,所以适于向淋巴结内注射药物或通电,进行免疫功能的研究。
二 在医学生物学中的应用:
1)免疫学研究 家兔的最大用处是生产抗体,制备高效价和特异性强的免疫血清。免疫学研究中常用的各种免疫血清,大多数是采用家兔来制备的。
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兔血清量产生较多,胸淋巴结明显,耳静脉大,易于注射和采血,其制品广泛地用于人畜各类抗血清和诊断血清的研制。发热研究及热原试验
家兔的体温变化灵敏,最易产生发热反应,发热反应典型、恒定。
比如:给家兔注射细菌培养物和内毒素可马上引起感染发热反应;
注射某些药品和生物制品或异源蛋白也可引起发热反应。
所以广泛用于药品和生物制品等热原试验。
2)眼科研究;大眼睛,眼球体积约5-6立方厘米,重约3-4克,便于进行手术操作和观察,因此家兔是眼科研究中最常用的动物。可复制角膜瘢痕模型,进行眼前房内移植术等
胆固醇代谢 和动脉粥样硬化症的研究 最早用于这方面研究的动物就是家兔。容易制作动物模型。兔子对外源性胆固醇吸收率达75-90%,并且高脂血症清除能力较低。而大鼠吸收率仅40%。兔子用高脂高胆固醇饲料饲喂二个月后,就出现了典型的高脂血症、主动脉粥样硬化斑块、冠状动脉粥样病变,与人类病变基本相似。
3)心血管和肺心病研究
家兔颈神经血管和胸腔有特殊结构,是所以很适合用于急性心血管实验。可复制心血管和肺心病的各种动物模型:心肌梗塞、缺血性濒危心肌、心源性休克、缺血性心律紊乱、心律失常、冠心病、肺水肿等。可用兔的离休心脏等方法研究药物对血管和心脏的作用。
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4)皮肤反应试验:兔子与豚鼠皮肤一样,表皮很薄,真皮厚,对刺激反应敏感,其反应近似于人,特别是兔子耳朵内侧,全身都长毛,这里不长毛,便于试验。可用于化妆品、芥子气、冻伤、烫伤等对皮肤局部反应的试验。
5)传染病和微生物学研究:和大小鼠一样,对许多病毒和致病菌非常敏感。如对过敏、免疫、狂犬病、天花、脑炎、梅毒等的研究。
6)生殖生理和避孕药筛选及胚胎学的研究:诱发排卵后,排卵时间可固定,排卵数也可从卵巢表面上鲜红色突起数加以计算,因此易于得到同期胚胎。
7)遗传性疾病和生理代谢失常的研究:兔子的软骨发育不全、遗传性骨质疏松症、遗传性青光眼、脊柱裂、低淀粉酶血症、维生素A缺乏症、脑小症等与人类的遗传病相似。
8)其他方面如进行寄生虫病的研究(兔子易感染球虫病)、畸形学的研究、还有进行化学工业上的急性和慢性毒性试验等。
三 常用品种及品系
用于采血的大型兔有:新西兰白兔、弗莱密希兔;
用于肿瘤动物模型和其他特殊实验的小型兔有:波兰兔、荷兰兔。
在美国供实验用的有12个品系,其中以新西兰白兔应用最广;
在日本主要使用日本大耳白兔和新西兰白兔
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在我国比较常用的实验家兔品种为日本大耳白、新西兰白兔外,还有青紫兰兔和中国白兔。
53、豚鼠:
染色体数目为2n=64。行为和习性
采食行为:豚鼠是严格的草食动物,喜食纤维较多的禾本科嫩草。
普赖反射(听觉耳动反射):表现为耳廓竖起以应答尖锐的声音。普赖反射减少或缺失是听觉不良的反应。
一些特殊的生物学特点;
每胎产仔2-3只。新生豚鼠体重相差很大,50-115g。
双子宫型。妊娠期达59-72天之间,怀孕后期体重几乎是原来的2倍。易流产。
胚胎发育完全。4-5天就能吃料,15天后体重就达初生重的1倍,25天达3倍,2月则达400g,5月体成熟,雌的达700g,雄的达750g。
性成熟:雌30-45天,雄70天。性周期15-17天。也能产后发情,受孕率达80%。母鼠泌乳能力强,虽仅一对乳房,可全部带活仔鼠,母鼠间有互相哺乳的习惯。
肠胃:胃壁很薄,胃容量约20-30ml。肠管较长,约为体长的10倍,其中肓肠发达,约占整个腹腔的三分之一。同时嚼肌也发达,细嚼慢咽。大脑:在胚胎期42-45天,脑
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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。
淋巴系统:较为发达,肺部淋巴结具有高度的反应性,在少量机械或细菌刺激时,很快发生淋巴结炎。
体温调节特点;四肢紧缩,体态紧凑,有利保存热量,耐冷不耐热。当室温升至35-36℃时,易引起急性肠炎,由链球菌和大肠杆菌等所致。豚鼠自身体温调节能力较差,受外界温度影响较大,新生仔鼠更为突出。室内温度反复无常且变化较大时,则造成自发性疾病流行。
适宜温度为18-22℃。
其它一些特殊生理特点:
豚鼠的白细胞中有一种独特的单核白细胞,称为“福-库二氏细胞”或“Kurloff小体”,其起源和作用目前尚不清楚。一般认为可以帮助保护细胞滋养层免受母源细胞的免疫损伤。
豚鼠耐低氧,抗缺氧能力比小鼠高4倍,比大鼠高2倍。
具有速发型和迟发型超敏反应:豚鼠对青霉素、四环素、红霉素等抗菌素特别敏感,给药后易引起急性肠炎或死亡。
对青霉素的敏感性比小鼠高1000倍。
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豚鼠体内缺乏左旋葡萄糖内脂氧化酶,其自身不能合成维生素C。
豚鼠对麻醉药物很敏感,麻醉死亡率较高。
二、豚鼠在医学生物学中的应用:
1、药物学研究
皮肤刺激试验:豚鼠皮肤对毒物刺激反应灵敏,其反应近似人类,如研究化妆品对局部皮肤的刺激反应。豚鼠妊娠期长,胎儿发育完全,可适用于药物或毒物对胎儿后期发育影响的试验。
药效评价试验:豚鼠对组织胺类药物很敏感,可引起支气管痉挛性哮喘,是用于测试平喘药和抗组织胺药物的良好动物模型。7%的氨气、SO2、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。豚鼠常用于测试局部麻醉药物的效价。豚鼠对结核杆菌高度敏感,是研究各种治疗结核病药物的首选实验动物。
2传染病研究:
豚鼠对人型和牛型结核杆菌有高度敏感性,感染后的病变酷似人类的病变,而家兔则不敏感,利用这一点可以鉴别细菌的型别。因此豚鼠是结核杆菌分离、鉴别、疾病诊断以及病理研究最佳动物。
豚鼠的腹腔是天然滤器,抗微生物感染功能很强,很多微生物如鹦鹉热衣原体和立克次体可用豚鼠分离。
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3 免疫学研究:
`补体;豚鼠是实验动物血清中溶血补体活性最高、含量最多的实物,是免疫学试验(血清学诊断)中补体的主要来源。雌性成年鼠最好。
过敏反应或变态反应研究,豚鼠是首选实验动物。2-3月龄或350-400g最适宜。
常用实验动物对致敏性物质反应程度的高低顺序为:豚鼠>家兔>犬>小鼠>猫>蛙。
4 五官科研究 :
豚鼠耳壳大,耳道宽,耳蜗和血管延伸至中耳腔,可以进行内耳微循环的检查和手术操作。其听觉敏锐,存在可见的普赖反射,故常用于噪声对听力的影响及耳毒性抗生素的研究。5、营养性缺乏症:
豚鼠不能合成维生素C,如缺乏则出现一系列坏血病症状,是目前唯一用于研究实验性坏血病的动物。
豚鼠也常用于VB族叶酸、硫胺素和精氨酸等营养成分的研究。
6 悉生学研究:
豚鼠是胚胎发育完全动物,采食早,易于成活,故剖腹产后幼仔易成活,经常用于悉生生物学的研究。豚鼠是最早获得无菌品种的实验动物。
豚鼠还常用于观察出血和血管通透性变化、缺氧耐受性、耗氧量、实验性肺水肿、妊
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娠毒症、自发流产、睾丸炎以及畸形足等方面的研究。
55、中国地鼠;
一般特性
地鼠胆小,极其警觉,运动时腹部着地并不敏捷。巧于营巢。有很强的储食习性。嗜睡。 4-9 ℃时则会冬眠。好斗,雌的比雄的大且凶猛。被激怒时会咬人。牙齿十分尖硬,可咬断细铁丝而逃走。中国地鼠无胆囊。中国地鼠的睾丸很大,占体重的3.5%.
特殊的颊囊:位于口腔两侧,由一层薄而透明的肌膜组成,容易牵引翻脱。用于运输和贮藏食物。颊囊缺乏腺体和完整的淋巴灌流通路,无组织相容性抗原的免疫特殊区。易于生长接种的肿瘤组织。因此地鼠广泛应用于肿瘤生物学、致癌、抗癌、移植、药物筛选、X射线治疗的研究。颊囊粘膜适合观察淋巴细胞、血小板、血管反应变化,适宜于血管生理学和微循环的研究。
人的精子能穿透金黄地鼠卵子的透明带,完成授精过程,便于生殖生理和计划生育研究。
金黄地鼠可用于狂犬病病毒、乙型脑炎病毒的研究及疫苗的生产和检定。
其它还应用于老化、冬眠、行为学、内分泌学、营养学、龋齿等方面的研究。
中国地鼠的染色体大且数量少2n=22,是真兽类中染色体数目最少的一种,而且染色体较大,形状也很秀丽,易于相互鉴别,是研究染色体畸变和复制机制的极好材料,可进行细胞遗传、辐射遗传、进化遗传研究。近交系中国地鼠易发生自发性遗传性糖尿病,是
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研究真性糖尿病良好的动物模型。
在组织细胞体外培养中,容易建立二倍体细胞株,其肾细胞也可被做成细胞培养物接种病毒,便于分离或制造疫苗。
已建立了多种突变型细胞株,其中中国仓鼠卵巢细胞(Chinese hamster ovary cell,CHO)是目前重组糖基蛋白生产的首选体系。大多数药用蛋白是糖蛋白。
中国地鼠是内脏利什曼原虫病(即黑热病)、阿米巴肝脓肿和小儿麻疹病毒极好的动物模型。
中国地鼠对白喉及结核杆菌的敏感性高于小鼠和豚鼠,其睾丸是这两种细菌最佳的接种器官。
地鼠的繁育相当困难。金黄地鼠妊娠期仅14-17天,是哺乳类实验动物最短的。中国地鼠的妊娠期20天左右。若将雌鼠与雄鼠放养在一道,它们会相互“咬死”,如使之分开饲养,它们彼此又会“气死”。金黄地鼠现育成近交系38种、突变系17种,远交系38种。
中国地鼠也育有群、系20个。
56、实验犬:临界温度:-80~42-58 ℃.染色体:2n=78。
脑神经系统发达,能较快地建立条件反射。有强的时间观念和记忆力。有神经类型,类型不同,性格不同,用途不同。嗅觉器官发达,能嗅出千万分之一的有机酸。气味识途、嗅弹犬、缉毒犬等。听觉敏锐。视觉较差,无立体感,视网膜没有黄斑,红绿色盲。
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循环系统发达,消化功能与人一致;毒理反应与人接近 。胸廓大,心脏大;胃较小,肠道短;肝脏大,胰腺小。无锁骨。食道全由横纹肌构成。性成熟280-400天;性周期126-240天;妊娠期60天;哺乳期60天。在医学生物学研究中的应用
1实验外科:心血管、脑外科、断肢再植、器官及组织移植、消化系统外科。
2.基础医学实验研究:生理、药理、病理等。
3.慢性实验研究:特别适合于慢性消化系统研究。
4.毒理学和药物代谢研究
5.营养学、行为学、放射医学
6.临床医学
毕格犬;
毕格犬的品种特征;体型小,成年体重为7-10公斤,体长30-40厘米,短毛,花斑色。性情温和,易于驯服和抓捕,亲人。性成熟期早,约8-12个月,产仔数多。属于双子宫角型。遗传性能固定且优良。反应一致性好,形态体质均一,体温稳定。适应力强,抗病力较强。
57、猫::动物学分类 :染色体19对。孤僻,喜欢孤独和自由的生活,不群居。动作优雅,反应灵敏。喜干燥舒适,且“爱富嫌贫”。大小便定点,对环境适应性强,但敏感。抗寒力强,但不耐热,36 ℃是临界温度。食品中动物性饲料要占30-40%,维生素充足。
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舌面有倒钩,能舔除骨上的肉。对呕吐反应灵敏。呼吸道粘膜对气体和蒸气反应敏感。如酚类消毒剂、酚噻嗪对猫刺激强。刺激性排卵。对药物反因与人相似,血压恒定,有血型。不能将β-胡罗卜素转化成维生素A。对吗啡的反应的其他动物相反,表现中枢兴奋。
小型猪;染色体2n=38。属杂食类动物。
现已育有SPF猪、悉生猪和无菌级猪。
应用领域
一、是实验性烧伤研究的最佳动物猪的皮肤与人极为相似, 2~3月龄幼猪皮肤的解剖生理特点更接近于人。如表皮厚薄、毛发疏密、表皮形态和增生动力学、烧伤后皮肤体液和代谢变化机制等。
二、免疫学和肿瘤学研究 猪的胎盘类型属于弥散状上皮绒毛膜型,没有母源抗体,无菌猪没有任何抗体,一旦接触抗原,能产生极好的免疫反应。
三、心血管及糖尿病研究 猪冠状动脉循环在解剖学和血液动力学与人相似,对高胆固醇食物的反应也与人相似,是研究动脉粥样硬化的最佳动物。研究猪心脏病的病因和发生学,对人类心脏病的研究有很高的参考价值。
四、营养学研究 幼猪与新生婴儿的呼吸系统、泌尿系统、血液系统相似,会产生典型的营养不良症。五、人类活组织的供体 无菌猪和悉生猪能提供心瓣膜,供人心瓣膜修补使用。
六、遗传疾病研究 如用于先天性红细胞病、卟啉病(血紫质病) 、先天性肌肉痉挛、
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先天性小眼病、先天性淋巴水肿等遗传病。七、牙科及骨质材料的研究八、外科手术方面研究
中国实验用小型猪是由中国农业大学培育成功,是由贵州小型香猪选育而成。具有体型小、成熟早、遗传稳定、抗逆性强等优点,便于手术操作和饲养护理。
1.转基因动物(transgenicanimal)是通过基因工程技术将目的基因导入受精卵或早期胚胎干细胞或早期胚胎,并整合到受体细胞的基因组中,经过发育形成包含目的基因的个体,并能遗传给下一代的动物。
2.嵌合体动物:将动物品系内、种内、种间或属间的两个或多个胚胎以聚合或注入等方法嵌合在一起培养,使之发育成一个胚胎,称为嵌合胚胎。再将此胚胎移植给受,发育成个体。我们把具有两种以上动物胚胎细胞的动物称为嵌合体动物。
3.克隆动物:指动物体通过营养体连续分生的方式,从个体变成群体,或从具有全能性的体细胞再生出新个体。
4.免疫缺陷动物:指由于先天性遗传突变或用人工方法造成一种或多种免疫系统组成成分缺陷的动物。
5.SPF动物:即无特殊病原体动物。除不携带清洁动物不应携带的病原体外,还不应携带主要潜在感染或条件致病病原体。是国际公认的标准级别的实验动物。
6.人类疾病动物模型:指医学科学研究中建立的具有人类疾病模拟表现的动物实验对象和相关材料。
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7.胚胎工程:是利用人工方法影响、改变动物胚胎品质发育和进程的一种生物技术。
8.GLP:Good LaboratoryPractice
9.LAF:Laboratory Animal Facility即实验动物设施。是进行实验动物饲养、保种、维持生产、实验研究或制造等设施的总称。
10.近交系:采用兄妹交配或亲子交配连续繁殖20代以上而培育成的实验动物。
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