1、常用實驗動物的特性,王 蓉 2018. 3. 5,實驗動物的概念： 實驗動物是指專門培育的供生物醫(yī)學實驗研究使用的標準化動物品種或品系。 特點： 來源清楚、人工培育的、遺傳背景明確。 用于科學實驗。 攜帶的微生物、寄生蟲在人工嚴格控制之下。,生物醫(yī)學研究中常用的實驗動物,常用實驗動物 小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠（倉鼠）、兔、犬、猴、貓、豬。 重點學習內(nèi)容 生物學特性和解剖生理特點。 主要品種和品系。 在生物醫(yī)學研究中的應用。,一生物學特性和解剖生理特點 二飼養(yǎng)管理 三常用品種品系 四生物醫(yī)學研究中的應用,主要內(nèi)容,生物分類： Class : Mammalia 綱：哺乳動物綱 Order : Rod

2、entia 目：嚙齒目 Family: Muridae 科：鼠科 genus : Mus 屬：小鼠屬 Species : musculus 種：小鼠種,第一節(jié) 小鼠 (Mouse; Mus musculus),Origins of Inbred Mice Edited by Herbert C. Morse III National Institute of Allergy and Infectious Diseases National Institutes of Health Bethesda, Maryland Academic Press 1978 Mouse Genome Infor

3、matics The Jackson Laboratory Bar Harbor, Maine December 2005,實驗小鼠起源,小鼠的使用： Robert Hooke：1664, studied of the properties of air.,現(xiàn)代實驗小鼠： William Haacke 1897年 觀察到重組表型 觸及了孟德爾遺傳學 20世紀初 不同顏色老鼠進行遺傳學實驗 William Castle 1902年 利用Abbie Lathrop 專門飼養(yǎng)小鼠 觀察毛色 驗證了孟德爾定律 Clarence C. Little 1909年 第一個近交系 DBA 1921年 C57B

4、L 1929年 Jackson實驗室,一、生物學特性和解剖生理特點,1. 外型特征 全身被毛，面部尖突，嘴臉前部兩側有19根觸須。 耳聳立呈半圓形。 尾長約與體長相等，成年鼠一般體長10-15 cm。 尾部被有短毛和環(huán)狀角質鱗片。 毛色多樣。,其它毛色小鼠,2. 行為習性,（1）小鼠體小嬌嫩，皮膚無汗腺， 對外界環(huán)境適應能力差。 （2）性情溫順，膽小怕驚， 容易實 驗操作，一旦逃出籠外則恢復 野性，行動敏捷難以捕捉。,（3）喜居光線暗淡的環(huán)境，習慣于晝伏夜動，其進食、 交配、分娩多發(fā)生在夜間。活動高峰有兩次，一 次在傍晚后1-2小時，另一次在黎明前。 （4）為群居動物，喜歡啃咬磨牙。群養(yǎng)時，生

5、長發(fā)育 較單飼快，但過分擁擠會抑制生殖能力。,（5）非同窩的雄性小鼠在一起易 互斗并咬傷。（6）對外來刺激極為敏感，如強光、 噪音、不同氣味等刺激均可導 致神經(jīng)紊亂，發(fā)生吃仔現(xiàn)象。,工作照度：150-300Lx；籠箱內(nèi)的照度應控制在20Lx以下；噪音應控制在60dB以下；氨濃度小于60PPM。,（1）骨骼系統(tǒng) 全身骨骼包括頭骨、椎骨、胸骨、肋骨和四肢骨。,3. 解剖學特點,上下頜骨各有2個門齒和6個臼齒，門齒終身不斷生長，故需經(jīng)常磨損來維持齒端的長短，保持恒定。,（2）消化系統(tǒng) 食管細長約2 cm，胃分為前胃和腺胃，胃容量小（1.0-1.5 ml），小鼠灌胃給藥的體積不能超過1.0 ml。腸道

6、較短，盲腸不發(fā)達。,成年小鼠生理數(shù)據(jù)： 胃容量：1.0-1.5ml 食料量：2.8-7.0g/d 飲水量：4-7ml/d 排糞量：1.4-2.8g/d 排尿量：1-8ml/d,（3）呼吸系統(tǒng)： 肺由5葉組成，右肺4葉（上、中、下和心后葉），左肺為一整葉。 氣管及支氣管不發(fā)達，不適于作慢性支氣管炎模型及去痰平喘藥的療效實驗。,（4）循環(huán)系統(tǒng)： 小鼠心臟有四個腔組成，即左、右心房和左、右心室。心尖位于近胸骨段第四肋間，為小鼠心臟采血的進針部位。,右心房,右心室,左心房,左心室,（5）淋巴系統(tǒng)： 小鼠的淋巴系統(tǒng)很發(fā)達，但咽部無扁桃體，外界刺 激可使淋巴系統(tǒng)增生，進而可導致淋巴系統(tǒng)疾病。脾臟 中含有造

7、血細胞，包括巨核細胞，原始造血細胞等，有 造血功能。 （6）骨髓： 骨髓為紅骨髓而無黃骨髓，終身造血。,（7）生殖系統(tǒng)： 雌鼠為雙子宮，呈“Y”形。卵巢有胞膜包繞， 不與腹腔相通故無宮外孕。,乳腺發(fā)達，胸部3對，腹部2對乳頭。,小鼠乳腺區(qū)域,雄鼠為雙睪丸，幼年時藏存于腹腔內(nèi)，性成熟后則下降到陰囊。,4. 生理學特性,（1）生長發(fā)育迅速,C57BL/6小鼠發(fā)育圖,不同日齡小鼠體重情況（單位：克）,各品系小鼠體重達到18-22克所需時間： （1）昆明種小鼠4周 （2） BALB/c小鼠7-8周 （3） C57BL/6小鼠5-6周 （4）615小鼠4-5周 （5） C3H小鼠6-7周,（2）生殖生理

8、：性成熟早，繁殖力強，產(chǎn)子數(shù)多。 性成熟期：6-7周 妊娠期：19-21天 產(chǎn)仔數(shù)：6-15只/胎 性周期：4-5天 性活動維持時間：1年 壽命：2年,陰道栓圖片,交配后10-12 h，精液在雌鼠陰道和子宮頸中凝固，形成陰道栓，為小鼠典型特征，用于計算妊娠起始時間。,小鼠性周期陰道分泌物涂片變化,二、飼養(yǎng)管理,性別鑒定 雄鼠的陰囊明顯；雌鼠可見陰道開口和五對乳頭。 仔鼠或幼鼠從外生殖器與肛門的距離判定。近者為雌性，遠者為雄性。,雄性,雌性,判斷標準： 食欲旺盛 眼睛有神、反應敏捷、體毛光滑、肌肉平滿、活動有力 身無傷痕，尾不彎曲，天然孔腔無分泌物，無畸形 糞便黑色呈麥粒狀,2. 動物健康的外觀

9、檢查,（1）自由采食：飼喂高壓溫熱消毒，或CO60 射線照射的全價營養(yǎng)顆粒飼料。 （2）自由飲水：用飲水瓶給水，應不時檢查瓶塞，防止瓶塞漏水造成動物溺死。 （3）在吸水過程中，小鼠口內(nèi)食物顆粒和唾液可倒流入水 瓶，為避免微生物污染水瓶，換水時應清洗水瓶和吸水管。 （4）清潔級以上小鼠的飲水須經(jīng)滅菌處理。,3. 飼喂,無毒塑料制成的鼠盒，不銹鋼絲制的籠蓋，金屬制成的籠架。 塑料籠具具有不吸水，耐腐蝕，便于洗刷消毒，易于干燥等優(yōu)點。,4. 籠具,墊料的作用：吸濕（尿）、保暖、做窩。 墊料的特點：強吸濕性、無毒、無刺激氣味、無粉塵、 不可食，并使動物感到舒適。 A. 白楊樹刨花墊料 B. 玉米芯和方

10、紙片墊料 C. 紙卷墊料,5. 墊料,（1）遺傳方面的記錄：種群、譜系、品系和個體記錄； （2）生產(chǎn)記錄：繁殖卡記錄、工作日記； （3）環(huán)境記錄：溫濕度、天氣情況、消毒滅毒； （4）動物健康記錄； （5）實驗處理及觀察記錄等。,6. 工作記錄,（1）使用牢固、通氣的運輸盒， SPF小鼠在運輸時氣窗處還要用濾材遮蓋，盒內(nèi)應備有鋪墊物，長途運輸時還要準備食物和飲水。 （2）由于運輸過程對動物的影響，通常導致小鼠體重的減輕。到達目的地后，需要一周或更長時間適應新的環(huán)境，然后才能開始試驗。,7. 小鼠的運輸,三、常用品種、品系,品種（breed）：指在一定的生態(tài)和經(jīng)濟條件下，經(jīng)自然或人工選擇形成的動物

11、群體，其具有相對的遺傳穩(wěn)定性和生物學及經(jīng)濟學上的一致性，并可以用普通的繁殖方法保持其恒久性 。 品系（strain）：指自交或近交繁殖若干代后，所獲得的某些遺傳性狀相當一致的后代。,近交系（inbred strain) ：指連續(xù)兄妹交配或相當于兄妹交配20代以上培育的動物品系。 突變品系（mutant strain）：指正常染色體的基因發(fā)生了突變，這種遺傳變異造成后代的某個性狀或生物反應與親本不同，具有某種特殊性狀表型的各種遺傳缺陷的品系。 遠交系（outbred strain）：是以非近親交配方式進行繁殖生產(chǎn)的一個實驗動物種群，指在不從其外部引入新個體的條件下，至少連續(xù)繁殖4代以上的群體。,

12、三、常用品種、品系,近交系小鼠（478個）： BALB/c、C57BL/6、C3H、DBA、AKR、129、CBA、SJL等。 中國培育： TA1、615、LIBP/1、NJS、T739,129/SvJ,BALB/c,C3H/HeN,C57BL/6J,DBA/2,常用近交系小鼠特征,C3H小鼠：1975年從美國引進，毛色為野生色，乳腺癌發(fā)病率為 97，對致肝癌因素敏感，對狂犬病病毒敏感， 對炭疽桿菌有 抵抗力。 C57BL/6小鼠：1975年從日本引進，毛色為黑色乳腺癌發(fā)病率低，對放射物質耐受力強，眼畸形，口唇裂的發(fā)生率達20。淋巴細胞性白血病發(fā)病率為6。,BALB/c：1913年獲得小鼠白化

13、株，經(jīng)近親繁殖20代以上育成，毛 色為白色。乳腺腫瘤發(fā)生率低，但對致癌因子敏感肺癌發(fā)病率雌 性26，雄性29。 DBA：分為DBA/1和DBA/2兩個品系，1977年由美國實驗動物中 心引進，毛色均為淺灰色。,常用近交系小鼠特征,2. 突變品系 目前突變系小鼠有143種， 常用突變品系小鼠如下： （1）dy肌萎縮癥小鼠 （2）ob肥胖小鼠 （3）cat白內(nèi)障小鼠 （4）dw侏儒小鼠 （5）db糖尿病小鼠 （6）W顯性斑點貧血小鼠 （7）AS無脾突變小鼠 （8）gl灰色致死突變鼠。 （9）d 淡化致死基因小鼠 （10）Pt針尾突變鼠。 （11）rd視網(wǎng)膜退化突變鼠 （12）op骨胳硬化癥小鼠,M

14、utant and transgenic strains,Nude mouse,ob/ob mouse,deteriorated or absentthymus,mutations in the gene Leptin,（1）昆明種（KM）（2）ICR（3）NIH（4）LACA,KM小鼠,ICR小鼠,3. 遠交系：均為白色,廣泛用于藥理、毒理、病毒、細菌、 傳染病、藥品檢定等。,用于做胚胎移植,1. 藥物研究 （1）毒性和安全性試驗 ： 藥物的急性、亞急性、慢性毒性試驗，半數(shù)致死量測定等，以及藥物、食品、化妝品、化工產(chǎn)品等的安全性試驗。 （2）藥物篩選試驗：如抗腫瘤藥物的篩選。 （3）生物效應

15、測定和藥物效價比較： 用于血清，疫苗等生物制品的鑒定。 （4）藥效學研究：藥物的藥效性和副作用評價。,四、小鼠在生物醫(yī)學研究中的應用,2. 腫瘤學研究 （1）自發(fā)性腫瘤：AKR小鼠淋巴細胞白血病發(fā)生率最高可達90%，C3H小鼠自發(fā)乳腺癌發(fā)病率達90-100% 。 （2）誘發(fā)性腫瘤：對各種致癌物敏感，可誘發(fā)各種供研究用的腫瘤模型。如用二乙基亞硝胺誘發(fā)小鼠肺癌，甲基膽蒽誘發(fā)小鼠胃癌和宮頸癌等。 （3）移植性腫瘤：裸小鼠、SCID小鼠可接受人類各種腫瘤細胞移植，成為活的癌細胞“試管”，常用于篩選抗腫瘤新藥研究。,3. 微生物、寄生蟲病學研究 小鼠對多種病原體敏感，在細菌和病毒學研究中應用廣泛。 適合

16、于研究血吸蟲、瘧疾、錐蟲、流行性感冒、腦炎、狂犬病、 脊髓灰質炎、淋巴脈絡叢腦膜炎、支原體、沙門氏菌等。 4. 遺傳性疾病研究 小鼠有多種品系，有些有自發(fā)性遺傳病，如小鼠黑色素病， 白化病，家族性肥胖，遺傳性貧血等，與人發(fā)病相似，可被用做 人類遺傳性疾病的動物模型。,5. 免疫學研究 BALB/C小鼠制備和研究單克隆抗體；各種免疫缺陷小鼠，如純系新西蘭黑色小鼠(NZB) 有自身免疫性溶血性貧血，AKR/N品系小鼠有補體C5缺陷，CBA/N小鼠無B細胞的免疫缺陷等，都是研究免疫機理和免疫缺陷病的良好實驗動物。 6. 老年學研究 小鼠的壽命短，傳代時間短，使他們在老年學研究中極為有用，很多抗衰老藥

17、的研究可在小鼠上進行。,不宜采用小鼠的試驗,研究體溫變化的試驗：因為小鼠體溫變化不穩(wěn)定 慢性支氣管炎的試驗：因為小鼠氣管及支氣管腺不發(fā)達 催吐試驗：因為小鼠無嘔吐反應 動脈粥樣硬化試驗：因為小鼠不易形成動脈粥樣硬化,為什么小鼠是最常用的實驗動物？,第二節(jié) 大鼠（Rat, Rattus Norvgicus）,生物分類： Class : Mammalia 綱：哺乳動物綱 Order : Rodentia 目：嚙齒目 Family: Muridae 科：鼠科 genus : Mus 屬：大家鼠 Species : musculus 種：大家鼠,學名：褐家鼠（大家鼠） 實驗大鼠是褐色家鼠的變種。分布于

18、蘇聯(lián)、亞洲、中國北部，18世紀初開始人工飼養(yǎng)，19世紀中期用于動物實驗。,一、大鼠的生物學特性,（一）外型特征 大鼠外觀與小鼠相似，但體型較大。成年大鼠一般體長18-20 cm。尾上被有短毛和環(huán)狀角質鱗片，數(shù)量多于200片。,（二）行為習性 大鼠對新環(huán)境適應能力強，喜啃咬，性情溫順。當粗暴操作，營養(yǎng)缺乏或聽到其它大鼠尖叫時，變得緊張不安難于捕捉，甚至攻擊人。孕鼠和哺乳鼠更易產(chǎn)生攻擊人的傾向。,（三）解剖學特點 1. 骨骼系統(tǒng) 2. 消化系統(tǒng) 胃分前胃和胃體，由一個界限嵴隔開，食管通過此嵴的一個褶進入胃小彎，此褶是大鼠不會嘔吐的原因。,肝分為六葉（左外葉、左中葉、中葉、右葉、尾狀葉和乳突葉），再

19、生能力強，切除60-70%后可再生，適用于肝外科實驗研究。 大鼠無膽囊，來自各葉的膽管形成膽總管，在距幽門括約肌2.5cm處通入十二指腸，適宜作膽管插管模型。,3. 呼吸系統(tǒng) 肺結構特別，左肺為1個大 葉，右肺分成4葉（前葉、中葉、 副葉、后葉），氣管由24個“U” 軟骨環(huán)構成。,4. 循環(huán)系統(tǒng) 心臟和外周循環(huán)與其它哺乳動物稍有不同。心臟的血液供給既來自冠狀動脈，也來自冠狀外動脈，后者起源于頸內(nèi)動脈和鎖骨下動脈。,5. 泌尿系統(tǒng) 右腎比左腎靠近頭側，腎只有一個乳頭和一個腎盞，可進行腎套管插入術研究。,6. 生殖系統(tǒng) 雄性大鼠生殖系統(tǒng)有許多高度發(fā)育的副性腺。,雌性子宮為“Y”型雙子宮，胸部和腹部

20、各有3對乳頭。,7. 內(nèi)分泌系統(tǒng) 垂體附著在漏斗下部，可用吸管吸除垂體，適宜制 作垂體摘除模型。 8. 汗腺 皮膚缺少汗腺，汗腺僅分布于爪墊上，主要通過尾 巴散熱。,SD 大鼠哺乳期變化,1d,5d,8d,9d,12d,15d,17d,22d,（四）生理學特性,一般成年雄鼠300-600g，雌鼠250-500g。 大鼠妊娠期為19-23天，平均為21天。 壽命為2.5-3年。,大鼠對各種營養(yǎng)素缺乏非常敏感，易產(chǎn)生營養(yǎng)缺乏癥，尤其是蛋白質、維生素A、E、K。 大鼠也是研究鈣磷代謝的常用動物。,（五）營養(yǎng)學特點,二、飼養(yǎng)管理,1. 性別鑒定 成年雄鼠的陰囊明顯；雌鼠可見陰道開口和乳頭。 仔鼠或幼鼠

21、主要從外生殖器與肛門的距離判定。近者 為雌性，遠者為雄性。,2. 飼養(yǎng)環(huán)境 濕度的波動或突然變化可作為重要應激因 子，促進條件致病菌所致傳染病的爆發(fā)。,壞尾病,由于墊料骯臟、籠內(nèi)過度擁擠或通風不良，環(huán)境內(nèi)產(chǎn)生過量的氨氣，常促使大鼠呼吸道感染，特別是支原體病的發(fā)生。 大鼠聽覺靈敏，對噪聲耐受性低，強烈噪音引起吃仔或抽搐現(xiàn)象。 光照對大鼠生殖生理和繁殖行為影響較大，在封閉的飼養(yǎng)室多采用光照定時裝置，提供適當?shù)臅円棺兓芷凇?3. 籠具、墊料,飼養(yǎng)大鼠的籠一般是實底裝鋪墊物的塑料籠具。 飲水器多為塑料瓶或玻璃瓶，容量300500 ml。 墊料可用木鋸末、小刨花，一般要求干燥、吸水性強、無毒、無味、無

22、污染、動物不食，并需經(jīng)消毒滅菌處理。,4. 飼喂飲水,大鼠為雜食性動物，有隨時采食的習性，夜間更為活躍，采食亦多。 大鼠喂全價顆粒樣，以保證其生長發(fā)育需要。 大鼠一般能很好的適應各種給水器具，使用時要經(jīng)常檢查給水是否通暢，每次換水應清洗水瓶和吸水管，并定期消毒。,5. 工作常規(guī),大鼠飼養(yǎng)繁殖人員應每日加料，換飲水，檢查動物的生、病、死情況，觀察記錄動物室內(nèi)溫、濕度，整理打掃室內(nèi)衛(wèi)生。 每周更換墊料兩次，清洗消毒飼養(yǎng)室兩次，清洗消毒籠具、飲水瓶一次。,三、常用大鼠品系,1. 近交系：ACI；F344/N；LOU/CN等 2. 遠交系：Wistar；SD 3. 突變系：SHR大鼠,Wistar大鼠

23、,（1）來源：1907年由美國 Wistar研究所育成。 （2）外形及特性：頭部較 寬，耳朵較長，毛色白化， 性情溫順。 （3）用途廣泛，自發(fā)性腫 瘤的發(fā)生率較低。,Sprague Dawley (SD)大鼠,（1）來源：1925年，美國Sprague Dawley農(nóng)場用Wistar大鼠培育而成。 （2）外形：頭部狹長，尾長接近于身長。 （3）特性：產(chǎn)仔多，生長發(fā)育快；性情比較兇猛；適應性和抗病能力更強。,四、大鼠在生物醫(yī)學研究中的應用,1. 生理學研究 （1）腎上腺、垂體、卵巢等內(nèi)分泌研究。 （2）行為學以及高級神經(jīng)活動研究。 （3）研究消化功能。 2. 營養(yǎng)學研究 常用于維生素、蛋白質缺乏

24、，氨基酸和鈣、磷代謝 以及淀粉樣變性的研究。,3. 心血管代謝疾病研究 高血壓品系大鼠、動脈粥樣硬化等。 4. 藥物學研究 心血管藥物、關節(jié)炎藥物、藥物評價等。 5. 腫瘤研究 易患肝癌，可人工復制大鼠肝癌、食管癌動物模 型；可皮下接種淋巴肉瘤。,6. 遺傳學研究 腦積水、聽覺障礙、耳聾、白內(nèi)障等遺傳疾病。 7. 牙科學研究 大鼠牙齒上的琺瑯質蛀損在宏觀和微觀上同人的蛀齒相 似，可用來研究齲齒。 8. 傳染病研究 對多種細菌、病毒和寄生蟲敏感，如研究支氣管肺炎 9. 計劃生育的畸胎學、避孕藥和放射學研究。,第三節(jié) 豚鼠(Guinea pig，Cavia porcellus),學名：豚鼠（海豬、

25、天竺鼠、荷蘭豬）,生物分類： Class : Mammalia 綱：哺乳動物綱 Order : Rodentia 目：嚙齒目 Family: Muridae 科：豚鼠科 genus : Mus 屬：豚鼠屬 Species : musculus 種：豚鼠種,（一）外形特征 體形短粗，頭大，耳朵和四 肢短小，無尾，全身被毛。 前足有四趾，后足有三趾， 趾端有尖銳短爪。 兩眼明亮，耳殼薄而血管明 顯，上唇分裂，多種毛色。,一、豚鼠的生物學特性,（二）行為習性,豚鼠屬草食性動物，群 居性強，聽覺、嗅覺發(fā) 達，對外界刺激極為敏感。 豚鼠性情溫順，膽小易 驚，突然驚嚇，可引起四 散奔逃或呆滯不動，甚至 引

26、起孕鼠流產(chǎn)。,（三）解剖學特點 1. 消化系統(tǒng) 胃壁薄，腸管較長，約為體長的 10倍，盲腸發(fā)達約占整個腹腔的三 分之一。 2. 呼吸系統(tǒng) 氣管及支氣管不發(fā)達，只有喉部 有氣管腺體。肺分七葉，右肺4葉， 左肺3葉。,雌雄豚鼠腹部皆有一對乳腺，但雌性乳頭比較細長。雄性有位于兩側突起的陰囊，雌鼠有左右兩個完全分開的子宮角，匯合后形成子宮頸。,3. 生殖系統(tǒng),雄性,雌性,（四）生理學特性,1. 生殖生理 5月齡達到性成熟，豚鼠妊娠期58-72天，每胎多數(shù)為3-4只，新鼠出生后即能活動，全身覆有被毛，有牙，眼耳張開，15-21d斷奶，壽命一般為4-5年。 2. 體內(nèi)缺乏左旋葡萄糖內(nèi)酯氧化酶，不能合成維生

27、素C， 需從外界完全補給。 3. 對抗菌素處理敏感，尤其是青霉素。 4. 容易被致敏，易引起變態(tài)反應。對免疫抑制劑敏感。,二、飼養(yǎng)管理,1. 飼養(yǎng)環(huán)境 豚鼠聽覺好，膽小易驚，故環(huán)境應保持安靜，開放環(huán)境，噪音應在60dB以下。 溫度應控制在1829，相對濕度40%70%。 氨濃度20mgL-1以下，氨濃度過高易使豚鼠患肺炎，氣流速度應在1318cm/s。,2. 籠具墊料,籠具類型有地面圍欄（池養(yǎng)），抽屜式盒子，鐵絲網(wǎng)底和實底的塑料籠盒。 豚鼠不能攀高，跳躍能力差，傳統(tǒng)的飼養(yǎng)方式是水泥或木制的地池飼養(yǎng)，周邊有40cm高即可，一般不需加蓋。 池養(yǎng)或實底籠養(yǎng)時，一般要鋪消毒墊料。墊料應是不具機械損傷的軟刨花。,3. 飼喂飲水,豚鼠為粗纖維飼料動物，體內(nèi)不能合成維生素C。 豚鼠有趴臥食具的習慣，飼料易受污染，提倡用壁掛式飼料盒。 普通級豚鼠飲水應符合城市自來水衛(wèi)生標準。,4.