常用實驗動物及應(yīng)用(51)小鼠、大鼠課件

1、第五章 常用實驗動物特性及應(yīng)用Tel：88382124-8030 2010-03-29張成梅第1頁，共51頁。常用實驗動物小鼠大鼠豚鼠兔犬豬貓猴生物學特性繁殖特性解剖學特點生理學特點飼養(yǎng)和管理要點應(yīng)用主要品系第2頁，共51頁。第一節(jié) 小 鼠小鼠屬于脊椎動物門、哺乳綱、嚙齒目、鼠科、鼠屬。實驗小鼠來自野生小鼠，后經(jīng)人們長期選擇培育而成。第3頁，共51頁。小鼠（Mouse， Mus. Musculus） 第4頁，共51頁。一、生物學特性體型小，性情溫順，易于飼養(yǎng)管理。小鼠是哺乳動物中體型較小的動物，出生時體重.5g，體長20mm左右。成年體重30-40g，體長110mm。小鼠對外界環(huán)境的改變反應(yīng)敏

2、感，強光或噪聲可致哺乳母鼠食仔；喜黑暗，晝伏夜動，其進食、交配、分娩多發(fā)生在夜間；嚙齒類動物，有啃咬習慣；群居動物，群飼生長發(fā)育也快。性成熟的雄鼠放在一起易發(fā)生互斗。 一般特性第5頁，共51頁。繁殖特性發(fā)育迅速，性成熟早 小鼠出生后20日齡左右即可離乳，此時體重達14g（10-16g）左右，稍加飼育即可用于實驗及科研（18-22g）。-周齡性成熟。雌性35-50d、雄性 45-60d便可交配繁殖。配種最好在65-90日齡，交配后1012小時，雌鼠在陰道口形成一個白色的陰道栓，這是受孕的標志。性周期短，繁殖力強 發(fā)情周期4-5d，妊娠期19-21d，哺乳期20-22d。每胎產(chǎn)仔8-15只，最多可

3、達25只，年產(chǎn)6-9胎。生育期為1年，壽命2-3年第6頁，共51頁。解剖學特點小鼠下頜骨的喙狀突較小，髁狀突發(fā)達，運用下頜骨形態(tài)的分析技術(shù)，可進行近交系小鼠遺傳監(jiān)測；汗腺不發(fā)達，怕熱，高溫容易中暑；淋巴系統(tǒng)發(fā)達，外界刺激可使淋巴系統(tǒng)增生，因此易患淋巴系統(tǒng)疾病；尾巴較長，約等于體長，尾具有平衡、散熱和自衛(wèi)等功能；尾部有四條明顯的血管，其背腹面各有一條靜脈血管，兩側(cè)各有一條動脈血管。第7頁，共51頁。生理學指標性周期：天妊娠期：天哺乳期：天體溫：36.5C心率：600(328-780)次分血壓：81-113 mmHg (10.8-18.1kPa)呼吸：163(84-230)次/分生育期為1年，壽命

4、達23年；染色體為20對。第8頁，共51頁。血液指標血紅蛋白：148(100-190)g/L血細胞比容：0.415L/L紅細胞：9.3(7.7-12.5) *1012/L白細胞：8(4-12)*109/L第9頁，共51頁。二、飼養(yǎng)管理和繁育要點喂顆粒性飼料，飼料中蛋白質(zhì)含量應(yīng)達20-25%喂水、加料次周。撮入量：成熟時飼料4-6g/天/只，水約6ml。哺乳期雌鼠可加葵花籽，生產(chǎn)鼠還可加大麥芽和雞蛋軟料墊料以杉樹木屑為佳，用前要高壓滅菌和消毒。記錄表格，做好常規(guī)記錄。第10頁，共51頁。三、主要品系、種群1近交系(1) C57BL6（B6）：黑色。乳腺癌發(fā)病率低，對放射物質(zhì)耐受力強，眼畸形，口唇

5、裂的發(fā)生率達20。淋巴細胞性白血病發(fā)病率為6。對結(jié)核桿菌、百日咳組織胺易感因子敏感。嗜酒精性高。是腫瘤學、生理學、遺傳學研究常用品系。第11頁，共51頁。(2) C3HHe(C3)：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，對炭疽桿菌有抗力。用于腫瘤學、生理學、核醫(yī)學、免疫學的研究。(3) BALBc(C)：白化。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。對放射性照射極為敏感。廣泛應(yīng)用于腫瘤學、生理學、免疫學、核醫(yī)學和單克隆抗體等研究中。第12頁，共51頁。(4) DBA2(D2)：淺灰色。聽源性癲癇發(fā)作36日齡小鼠為100，55日齡后為5。對鼠傷

6、寒沙門氏菌補體有抗力，對百日咳組織胺易感因子敏感。常用于腫瘤學、遺傳學和免疫學的研究。(5) CBA：野生色。對麻疹病毒敏感。(6) A：白化。對麻疹病毒高度敏感，對X射線非常敏感。肺腫瘤發(fā)病率高。常用于腫瘤學、免疫學等的研究。第13頁，共51頁。 (7) AKR：白化。為高發(fā)白血病品系，對百日咳組織胺易感因子敏感。常用于腫瘤學和免疫學等的研究。 (8) TAl(津白1號)和TA2(津白2號)：白化。TAl為自發(fā)低乳腺癌系，TA2為自發(fā)高乳腺癌系，為乳腺癌MA737的宿主。（9）615：深褐色。肺腺癌發(fā)病率高。8月齡后開始出現(xiàn)衰老現(xiàn)象，表現(xiàn)為肥胖、增重。對津638白血病病毒敏感。第14頁，共5

7、1頁。2封閉群(1) KM：白化。該鼠特點是產(chǎn)量高，抗病力強，適應(yīng)性強。廣泛應(yīng)用于藥理、毒理、微生物學的研究以及藥品、生物制品的檢定。(2) NIH：白化。特點是繁殖力強，產(chǎn)仔成活率高，雄性好斗。廣泛用于藥理和毒理研究以及生物制品檢定。3雜交一代動物(F1代) F1 代具有清楚的遺傳背景和雙親特性,生活力強,實驗重復(fù)性好,得到廣泛應(yīng)用。第15頁，共51頁。4、突變系 常用的突變系小鼠有： (1)侏儒癥 比正常小鼠體型小，缺少生長素和促甲狀腺素，用于內(nèi)分泌研究。 (2) 無毛癥 裸鼠：第11對染色體上的裸基因（nu）導致無毛、裸體無胸腺。 (3) SCID 第16對染色體上的Scid隱性基因突變

8、基因?qū)е耇 、B淋巴細胞聯(lián)合免疫缺陷外觀與普通小鼠差別不大，有毛，被毛白色，體重發(fā)育正常。 (4)肥胖癥 (5)肌肉萎縮癥 第16頁，共51頁。常用小鼠品系近交系C57BL/6BALB/cDBA129C3H第17頁，共51頁。突變系小鼠SCID小鼠裸小鼠第18頁，共51頁。封閉群小鼠KMNIH昆明小鼠長爪沙鼠（蒙古沙土鼠）第19頁，共51頁。四、小鼠在生物醫(yī)學中的應(yīng)用 在哺乳動物中，由于小鼠體型小，易于控制，生長繁殖快，且飼養(yǎng)繁殖方便，又有明確的質(zhì)量標準，已培育成大量的近交系、封閉群和基因突變動物，近交系有500多個，突變系有410多種，遠交群有200多種。因此在生物醫(yī)學領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，我

9、國一年用量近300萬只。 第20頁，共51頁。 （一）藥物評價及毒性實驗藥物篩選試驗 小鼠常用于藥物對疾病療效篩選試驗,如抗腫瘤藥物,抗結(jié)核藥物,抗瘧疾藥物等的篩選。毒性實驗和安全評價 小鼠對多種毒性刺激敏感，常被用作藥物的急性、亞急性及半數(shù)致死量的測定。 “三致”實驗常用到小鼠。第21頁，共51頁。（二）腫瘤學和白血病研究 小鼠廣泛應(yīng)用于癌、肉瘤、白血病以及其他惡性腫瘤的研究，為研究各種類型腫瘤的發(fā)生和生物學特性及其防治，提供了很好的動物模型。 自發(fā)性腫瘤：如：近交系A(chǔ)KR小鼠白血病發(fā)生率可達90，C3H小鼠乳腺癌發(fā)病率達90。而C57BL小鼠乳腺癌發(fā)病率極低。結(jié)果表明C3H體內(nèi)有一種乳汁因

10、子會傳給雌性子代，在該乳汁因子與激素的共同作用下易產(chǎn)生乳腺癌。第22頁，共51頁。 誘發(fā)性腫瘤：小鼠對致癌物質(zhì)、射線及某些病毒敏感，可誘發(fā)各種腫瘤，如：二乙基亞硝胺可誘發(fā)小鼠肺癌；甲基膽蒽可誘發(fā)小鼠胃癌和宮頸癌等；感染小鼠白血病病毒可誘發(fā)白血??；感染人類腺病毒可誘發(fā)小鼠肉瘤及淋巴瘤。移植性腫瘤：將各種實體瘤、腹水瘤、白血病等一定數(shù)量的瘤細胞或無細胞的濾液（病毒性腫瘤）接種于相關(guān)品系的小鼠，就可以使該品系的一群小鼠帶有相同的腫瘤，其生長速度一致，個體差異小，接種存活率可達100%。 裸小鼠、SCID小鼠可接受人類各種腫瘤細胞的移植，成為活的癌細胞“試管”。這種腫瘤模型經(jīng)常用在篩選抗腫瘤新藥的研究

11、。第23頁，共51頁。（三）病毒、細菌和寄生蟲病研究小鼠對多種病原體具有易感性，特別是病毒極為敏感，常用于研究這些病原體的發(fā)病的機理、臨床癥狀及治療。例如狂犬病、脊髓灰質(zhì)炎、流感、腦炎、血吸蟲病、瘧疾、破傷風等的研究（四）遺傳學和遺傳性疾病的研究遺傳病 許多小鼠自發(fā)遺傳病，如小鼠黑色素病、白化病、家族性肥胖和遺傳性貧血與人發(fā)病相似，可作為人類遺傳病的動物模型。遺傳學研究 小鼠毛色變化多種多樣，其遺傳學基礎(chǔ)研究已經(jīng)清楚，因此常用小鼠毛色作遺傳學分析。第24頁，共51頁。（五）免疫學研究BALB/c、AKR等小鼠免疫后的脾細胞與骨髓細胞融合，進行單克隆抗體的制備和研究。免疫缺陷小鼠（裸鼠、SCID

12、、beige）是研究免疫機制的良好的動物模型。（六）內(nèi)分泌疾病的研究小鼠內(nèi)分泌結(jié)構(gòu)的缺陷常引起類似人類的內(nèi)分泌疾病。如腎上腺皮質(zhì)肥大造成腎上腺功能亢進，發(fā)生類似人類的庫欣綜合癥；甲狀旁腺激素失活引起的鈣磷代謝紊亂和次生骨吸收障礙等。第25頁，共51頁。小鼠壽命短（1.53年），晚期老年病多，腫瘤發(fā)病率高。老年小鼠結(jié)締組織主要成分為膠原蛋白，膠原蛋白老化常作為機體老化的指標。研究表明，隨著鼠齡增長，膠原結(jié)構(gòu)中的雙體和多聚體比例增加，皮膚中螺旋結(jié)構(gòu)減少，可以作為研究膠原老化的動物模型。（七）老年病學的研究（八）計劃生育研究小鼠繁殖力強，性周期和妊娠期短，生長快，適合計劃生育研究。如常用小鼠做抗生育

13、、抗著床、抗早孕、抗排卵等實驗應(yīng)用上的首選動物。（九）呼吸和消化系統(tǒng)疾病的研究 鎮(zhèn)咳藥研究，小鼠在氫氧化胺霧劑刺激下有咳嗽反應(yīng)。中毒性肝炎、肝硬化和胰腺炎均可在小鼠身上復(fù)制成功。第26頁，共51頁。五、不宜采用小鼠制作動物模型的實驗研究 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(yīng)。動脈粥樣硬化試驗：因為小鼠不形成動脈粥樣硬化。第27頁，共51頁。第二節(jié) 大 鼠屬脊椎動物門、哺乳綱、嚙齒目、鼠科、大鼠屬。褐色大鼠的變種，分布于歐洲、亞洲、中國北部。18世紀開始人工飼養(yǎng)，19世紀中葉用于動物實驗。第28頁，共51頁。大

14、鼠（rat，Rattus norvegicus ）嚙齒類動物，夜間活躍對外界環(huán)境的改變反應(yīng)敏感，嗅覺靈敏，易引發(fā)呼吸道疾??；對濕度要求高；強烈噪音可引起食仔或抽搐；群居動物；對維生素和氨基酸缺乏敏感；不能嘔吐；汗腺在爪墊，不發(fā)達，尾巴是散熱器官Sprague Dawley rat 生物學特征第29頁，共51頁。繁殖特性大鼠發(fā)育快，成熟早，繁殖力強。雄性月齡、雌性2.5月齡達到性成熟，適配鼠齡，雄性為90日齡，雌性為80日齡；性周期4-5d，妊娠期19-23d(平均21d)，哺乳期21-23d，年產(chǎn)5-8胎，每胎產(chǎn)仔6-12只，生育期1.5年。全年多發(fā)情動物，具有產(chǎn)后發(fā)情、產(chǎn)后妊娠的特點。壽命2

15、.5-3年。第30頁，共51頁。解剖學特點1.肝臟共分6葉，再生能力強，部分切除術(shù)后仍可再生。2.有膽管但無膽囊，不會嘔吐。3.心臟的血液供給既來自冠狀動脈，也來自冠狀外動脈。4.無扁桃體，胸腺位于氣管的前部。5.眼角膜無血管，有棕色脂肪組織。第31頁，共51頁。生理學指標性成熟：60日性周期：天妊娠期：19-23天哺乳期：19-23天體溫：37.5C心率：380(300-500)次分血壓：90-116 mmHg (12-15.4kPa)呼吸：90(63-179)次/分染色體共21對大鼠心電圖無S-T波，豚鼠以上的較大動物均有明顯的S-T段。第32頁，共51頁。血液指標血紅蛋白：148(120

16、-175)g/L血細胞比容：0.46（0.39-0.53)L/L紅細胞：8.9(7.2-9.6) *1012/L白細胞：14(5-25)*109/L第33頁，共51頁。二、飼養(yǎng)管理和繁育要點飼喂方法與小鼠相同,撮食量:10-25g/天/只，撮水量：30-35ml/天/只。注意補充維生素K，肝臟微粒體酶活性，極易受某些化學藥物影響。繁殖基本與小鼠相同，要隨時淘汰有食仔癖的母鼠。是流行性出血熱的自然宿主，要定期進行血清學的檢查。第34頁，共51頁。三、大鼠主要品系1近交系： (1)ACI： 1926年由哥侖比亞大學腫瘤研究所培育 ，黑色，腹部和腳白色。有自發(fā)腫瘤傾向，該品系大鼠血壓低。(2)F34

17、4： 1926年由哥侖比亞大學腫瘤研究所培育 ，白化。我國從NIH研究所引進。該品系大鼠可允許多種腫瘤移植生長。用于毒理、腫瘤、生理學研究。(3)LEW：白化，可移植多種腫瘤，高脂肪食物容易引起肥胖癥。(4)LOUC和LOUM：兩系大鼠均為白化，分別為漿細胞瘤的高發(fā)系和低發(fā)系。(5)SHR：白化。自發(fā)性高血壓，10周齡以后動脈收縮壓雄鼠為：200350mmHg(26.746.3KPa)，雌鼠為：180200mmHg(24.026.7KPa)，心血管疾病發(fā)病率高。對降壓藥物有反應(yīng)，可作為高血壓動物模型用于藥物篩選。第35頁，共51頁。 2封閉群(1)Wistar：由美國wistar研究所培育而成

18、。使用數(shù)量最多，遍及全世界。我國從日本引進，白色，頭部較寬，雄鼠耳朵比其他品系稍長，尾長短于身長。該種群性周期穩(wěn)定，繁殖力強，產(chǎn)仔多，生長發(fā)育快，性情溫順，對傳染病的抵抗力較強，自發(fā)腫瘤發(fā)生率低。(2)SD： 1975年由美國Spraque和Dawley農(nóng)場育成。比wistar大鼠生長發(fā)育快，產(chǎn)仔也較高。尾長幾乎等于身長。頭部狹長，抗病能力尤以對呼吸系統(tǒng)疾病的抵抗力強。自發(fā)腫瘤率較低。對性激素感受性高。常用作營養(yǎng)學、內(nèi)分泌學和毒理學研究。3雜交一代動物(Fl代)（略）第36頁，共51頁。4、突變系大鼠肥胖癥大鼠（Obese Rat ）：血漿中膽固醇、磷脂含量較高，周齡就表現(xiàn)出肥胖，周齡肥胖明顯

19、。食量大，體重比正常大鼠大一倍。雌性不育?？勺鳛檠芯咳朔逝职Y模型。SHR/OLa大鼠：自發(fā)性高血壓大鼠，白色。嚴重的自發(fā)性高血壓（200mmHg），心血管疾病發(fā)生率高，而且無明顯原發(fā)性腎臟和腎上腺損傷。對抗高血壓藥物有反應(yīng)，是篩選抗高血壓藥物的良好模型。癲癇大鼠白內(nèi)障大鼠尿崩癥大鼠第37頁，共51頁。大鼠常用品系近交系F344封閉群Wistar封閉群SD第38頁，共51頁。(一) 營養(yǎng)學研究大鼠對營養(yǎng)缺乏比較敏感，可發(fā)生典型的癥狀，是研究營養(yǎng)學的首選動物。常用于蛋白質(zhì)缺乏、氨基酸、維生素和無機離子代謝等研究；用于營養(yǎng)不良和饑餓對身體發(fā)育所產(chǎn)生不利影響的研究；用于代謝性疾病的研究。自發(fā)高血壓肥胖

20、大鼠SHR/N-CP 用于研究型糖尿??；自發(fā)糖尿病大鼠“BB”Wistar用于研究型糖尿??；鹽敏感大鼠Ds用于高鹽對生理因素的影響。四、大鼠在生物醫(yī)學中的應(yīng)用第39頁，共51頁。（二）藥物學研究 大鼠由于繁殖力強、易飼養(yǎng)、體型大小合適、給藥容易、采樣方便、畸胎發(fā)生率低、行為多樣化，被廣泛用于藥物毒力、藥效評價、新藥篩選等研究。1.藥物毒理學試驗 大鼠廣泛應(yīng)用在各種藥物的毒理學研究中，如急性、亞急性和慢性毒性試驗、生殖毒性試驗和藥物依賴試驗等; 大鼠也經(jīng)常用于“三致”試驗研究。第40頁，共51頁。2.藥物藥效研究神經(jīng)系統(tǒng)疾病藥物藥效評價。特別對影響副交感神經(jīng)效應(yīng)器接點的藥物研究時，首選大鼠。心血

21、管疾病藥物的藥效評價，大鼠的血管阻力和血壓對藥物的反映均很敏感，與人類或大動物的反映均較一致。例如SHR大鼠是研究高血壓藥物的極好的動物模型。治療炎癥藥物藥效評價，大鼠踝關(guān)節(jié)對炎癥反應(yīng)敏感，用于抗關(guān)節(jié)炎藥物的研究。 第41頁，共51頁。（三）腫瘤學研究 可復(fù)制成各種腫瘤模型，是腫瘤實驗研究最常用的實驗動物 。自發(fā)性腫瘤模型：有腎上腺髓質(zhì)腫瘤、乳腺癌和粒細胞型白血病等。誘發(fā)腫瘤模型：如用二乙基亞硝胺、二甲基偶氮苯復(fù)制大鼠肝癌動物模型；用甲基芐基亞硝胺誘發(fā)復(fù)制大鼠食管癌，甲基膽蒽誘發(fā)的肺鱗狀上皮癌及間皮瘤等多種腫瘤模型，易研究癌變機理。 （四）遺傳學研究大鼠的毛色變型很多，具有很多的毛色基因類，例

22、如野生色（A）突變種野生色等位基因（a）和白化等位基因（C）、淡黃色（d）、粉紅眼（p）、紅眼（r）、銀色(S)、沙色(sd)、黃色(e)、白灰色(wb)等，在遺傳學研究中常可運用。有些大鼠品系具有自發(fā)性遺傳疾病，如白內(nèi)障、尿崩癥、肥胖、高血壓、癲癇等，這些疾病具有與人類相似的特征，可作為人類這些遺傳性疾病良好的動物模型。第42頁，共51頁。（五）傳染病研究 大鼠是研究支氣管肺炎、副傷寒的重要實驗動物。選用幼年大鼠進行流感病毒傳代，進行厭氧菌細菌學實驗，還可進行假結(jié)核、麻瘋、霉形體病、巴氏桿菌病、念珠狀鏈桿菌病、黃曲病、煙曲菌等真菌病等研究。 也可作為旋毛蟲、吸血蟲、鉤蟲、錐蟲等寄生蟲疾病的研究。（六）神經(jīng)、內(nèi)分泌實驗研究大鼠的內(nèi)分泌腺容易手術(shù)摘除，常用于研究各種腺體對全身生理生化功能的調(diào)節(jié)；激素腺體和靶器官的相互作用；激素對生殖生理功能的影響，如發(fā)情、排卵 、胚胎著床等的調(diào)控作用。自發(fā)或誘發(fā)性內(nèi)分泌功能失調(diào)造成的疾病模型，如：糖尿病、甲狀腺功能低下、甲狀旁腺功能低下、尿崩癥等的大鼠模型。還用于應(yīng)激性胃潰瘍等與內(nèi)分泌有關(guān)的研究。第43頁，共51頁。（七）行為學的研究 大鼠行為表現(xiàn)多樣，情緒敏感，適應(yīng)新環(huán)境快，探索性強，可人為喚起或控制其感覺（動覺、視覺、觸覺、嗅覺），具有行為情緒的變化特征。廣泛應(yīng)用于行為學及行為異常、高級神經(jīng)活動的研究。（