常用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生物學(xué)特性

常用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生物學(xué)特性

及其應(yīng)用1

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)教研室孫偉復(fù)習(xí)概念實(shí)驗(yàn)動(dòng)物、實(shí)驗(yàn)用動(dòng)物、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)、比較醫(yī)學(xué)、動(dòng)物福利、動(dòng)物倫理學(xué)、3R實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)的研究?jī)?nèi)容了解有關(guān)法律和法規(guī)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的質(zhì)量控制從遺傳學(xué)角度要求，遺傳背景明確，來(lái)源清楚。依據(jù)其基因純合的程度，通常劃分為近交系（Inbredstrain)封閉群（Closedcolony)雜交群（Hybridcolony)掌握遺傳特性、特點(diǎn)及其及其應(yīng)用對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物攜帶的微生物、寄生蟲實(shí)施人工控制。我國(guó)將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分為四個(gè)等級(jí)普通動(dòng)物（Conventionalanimal，CV）清潔動(dòng)物（CleanAnimal，CL）無(wú)特定病原菌動(dòng)物（specificpathogenfree，SPF）無(wú)菌動(dòng)物（Germfree，GF）掌握各等級(jí)動(dòng)物的特性及其應(yīng)用論述實(shí)驗(yàn)動(dòng)物疾病的危害性，并舉例說(shuō)明。常用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

小鼠、大鼠、豚鼠、兔、犬、猴、豬本章學(xué)習(xí)要點(diǎn)：一、生物學(xué)特性（一）習(xí)性和行為（二）主要解剖學(xué)特點(diǎn)（三）主要生理學(xué)特點(diǎn)二、在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用三、常用品種、品系四、飼養(yǎng)管理要點(diǎn)1.具有繁殖力強(qiáng)、生殖周期短、個(gè)體小、品種、品系和自發(fā)型突變模型多等特點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。2.小鼠的基因組與人類基因組有很高的同源性，小鼠基因總數(shù)與目前已知的人類基因數(shù)量相近，約為3萬(wàn)個(gè)左右；90%以上的小鼠和人類基因組分布在相應(yīng)的保守區(qū)域里，80%的人類基因組的核苷酸序列與小鼠相對(duì)應(yīng)。一些基因的功能可類推到人類，因而基因的突變導(dǎo)致表型的改變和病理變化也可作為極好的人類疾病動(dòng)物模型，用來(lái)闡明人類基因的功能。3.胚胎干細(xì)胞（ES細(xì)胞）在體外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，小鼠是使用量最多的哺乳動(dòng)物，而ES細(xì)胞是進(jìn)行基因修飾和遺傳操作的最重要的手段之一。2008年Science雜志首次發(fā)布從大鼠胚胎中成功地提取干細(xì)胞。小鼠廣泛使用的理由第一節(jié)小鼠

概述7500萬(wàn)－1.25億年前--人鼠始祖

圖片上顯示的是1.25億年前的EomaiaScansoria,是已知的最早的哺乳動(dòng)物綱代表物種，從它進(jìn)化出了所有現(xiàn)代的胎生哺乳動(dòng)物。（參見(jiàn)Q.Jietal.

Nature416,816-822;2002）約六百萬(wàn)年前形成了小家鼠種（MusMusculus）19世紀(jì)――寵物鼠在20世紀(jì)初，科學(xué)家們也開(kāi)始意識(shí)到可以用這些不同顏色的老鼠進(jìn)行一些遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)，這些寵物鼠成了實(shí)驗(yàn)鼠的“先驅(qū)”。

小鼠(Mouse)動(dòng)物分類學(xué)哺乳綱(ClassisMammalia)嚙齒目(OrderRodentia)鼠科(FamiliaMurinae)小鼠屬(GenusMusmusculus)小家鼠種(Speciesmusculus)染色體數(shù)2n=40。一、生物學(xué)特性（一）習(xí)性和行為外貌特征：體型小膽小怕驚,行動(dòng)敏捷晝伏夜動(dòng)喜群居適應(yīng)性差喜啃咬新生乳鼠5日齡乳鼠和母鼠不同日齡乳鼠剛斷奶小鼠與成年小鼠（二）主要解剖學(xué)特點(diǎn)1.骨骼系統(tǒng)下頜骨形態(tài)：用于近交系小鼠的遺傳檢測(cè)下頜骨喙?fàn)钔惠^小，髁狀突發(fā)達(dá)2.消化系統(tǒng)消化管小鼠的胃屬單胃，分為前胃和腺胃；胃容量小，約1.0－1.5ml食管內(nèi)壁與胃的頭側(cè)有一層角質(zhì)化鱗狀上皮.盲腸不發(fā)達(dá)。消化腺唾液腺3對(duì)肝臟4葉胰腺3.呼吸系統(tǒng)和皮膚肺：右肺4葉，左肺1葉氣管：氣管和支氣管腺不發(fā)達(dá)皮膚：無(wú)汗腺4.免疫器官和淋巴系統(tǒng)胸腺脾臟淋巴系統(tǒng)發(fā)達(dá)，咽部無(wú)扁桃體5.泌尿生殖系統(tǒng)腎臟：小鼠尿液的濃度高，尿中含有較多蛋白質(zhì)，同時(shí)也含有肌酸酐，這是小鼠不同其他哺乳動(dòng)物的特征。雌性生殖器官：小鼠有5對(duì)乳頭，雌性小鼠為“Y”形雙子宮型腎臟雌性生殖器官雄性生殖器官

6.循環(huán)系統(tǒng)特性小鼠的心臟收縮壓介于84－105毫米汞柱，體溫升高并不引起血壓升高。心尖位于胸骨端第4肋間，此位置往往是心臟采血進(jìn)針的部位。（三）主要生理學(xué)特點(diǎn)

1.生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)生長(zhǎng)期短、成熟早、繁殖力強(qiáng)0日齡：出生時(shí)1.5g，體長(zhǎng)20mm，赤裸無(wú)毛，身體成半透明，眼緊閉，兩耳貼皮膚，嗅覺(jué)、味覺(jué)敏感。3日齡：皮膚出現(xiàn)毛色4-6日齡：雙耳張開(kāi)聳立，7-8日齡：開(kāi)始爬動(dòng)9-11日齡：聽(tīng)覺(jué)發(fā)育，被毛長(zhǎng)齊12-14日齡：睜眼，開(kāi)始采食飲水，四處活動(dòng)21日齡：離乳8—12g壽命：2-3年KM小鼠生長(zhǎng)曲線2.生殖生理性成熟：♂45-60日齡，♀35-45日齡體成熟：♂70-80日齡，♀65-75日齡性周期：4－5天妊娠期：19-21天哺乳期：20-22天生育期：1年3.主要生理指標(biāo)（實(shí)驗(yàn)參數(shù)）體溫：37～39℃呼吸：140－210次/min心率：310－840次/min日增重：0.5g胃容量：1.0-1.5ml日攝食量：2.8-7.0g日飲水量:4-7ml排糞量:1.4-2.8g/d排尿量：1－3ml/d采血量：0.5ml

二、在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用（一）藥物研究藥物安全性評(píng)價(jià)：用于急性毒性、亞慢性毒性試驗(yàn)，半數(shù)致死量測(cè)定，生殖毒性試驗(yàn)等。藥效學(xué)評(píng)價(jià)試驗(yàn)生物制品的檢定（二）腫瘤學(xué)研究進(jìn)行腫瘤病因、發(fā)病機(jī)理、防治及抗癌藥物篩選的研究。自發(fā)腫瘤模型:---AKR白血病發(fā)病率90％---C3H乳腺癌發(fā)病率90％人體腫瘤研究誘發(fā)性腫瘤模型烏拉坦（氨基甲酸乙酯，C２H５O-CONH２）、二乙基亞硝胺－－小鼠肺癌四氯化碳、氯仿---小鼠肝癌移植性腫瘤模型（三）遺傳學(xué)研究遺傳學(xué)分析基因研究：利用重組近交系、同源突變近交系和遺傳工程小鼠進(jìn)行基因功能、表達(dá)和調(diào)節(jié)的研究突變系疾病動(dòng)物模型（四）傳染性疾病的研究小鼠對(duì)多種病原體特別是病毒極為敏感，常用于研究這些病原的發(fā)病的機(jī)理。（五）免疫學(xué)研究制備單克隆抗體用免疫缺陷小鼠研究淋巴細(xì)胞的功能

（六）老年病研究

在老年病實(shí)驗(yàn)研究中的使用僅次于大鼠。用于老年病的發(fā)病機(jī)理、表現(xiàn)以及防治研究。（七）其他疾病研究

1.神經(jīng)系統(tǒng)疾病如亞急性壞死性腦脊髓病、癲癇可用小鼠進(jìn)行。

2.呼吸系統(tǒng)疾病

小鼠是研究鎮(zhèn)咳藥的首選動(dòng)物。

3.計(jì)劃生育（八）不宜采用小鼠的試驗(yàn)研究體溫變化的試驗(yàn)：因?yàn)樾∈篌w溫變化不穩(wěn)定慢性支氣管炎的試驗(yàn)：因?yàn)樾∈髿夤芗爸夤芟俨话l(fā)達(dá)催吐試驗(yàn)：因?yàn)樾∈鬅o(wú)嘔吐反應(yīng)三、常用的品種、品系（一）近交系BALB/c(C)：白化小鼠毛色基因AAbbcc

組織相容性基因H－2d

主要生物學(xué)特征：乳腺癌發(fā)病率低對(duì)放射線敏感有自發(fā)性心血管病變

主要用于免疫學(xué)、腫瘤學(xué)研究和單克隆抗體的制備。2.C57BL/6(B6)：黑色毛色基因aaBBCC

組織相容性基因H－2b

主要生物學(xué)特性：乳腺癌自然發(fā)病率低對(duì)放射線中度抵抗嗜酒精性高

對(duì)結(jié)核桿菌、百日咳組織胺易感因子敏感雌性經(jīng)超排后，排卵數(shù)多遺傳背景清楚，基因組測(cè)序完成

常用于轉(zhuǎn)基因小鼠的制備和腫瘤學(xué)、遺傳學(xué)、生理學(xué)的研究。3.C3H(C3):

野鼠色（agouti）毛色基因AABBCC

組織相容性基因H－2k主要生物學(xué)特性：9-10月齡雌鼠中乳腺癌自發(fā)率97-100%雄性鼠對(duì)氯仿、松節(jié)油、狂犬病毒敏感補(bǔ)體活性高，干擾素產(chǎn)量低老年鼠常見(jiàn)膀胱擴(kuò)張、肝癌和自發(fā)形成骨肉瘤

主要用于腫瘤學(xué)、生理學(xué)、核醫(yī)學(xué)和免疫學(xué)的研究。4.DBA/2（D2)：淡棕色毛色基因aabbCCdd

組織相容性基因H－2d主要生物學(xué)特性：

a雌性鼠乳腺癌發(fā)病率為31-66%b白血病發(fā)病率6-8%c35日齡聽(tīng)源性癲癇發(fā)作達(dá)100％，

d對(duì)鼠傷寒沙門氏菌C5有抵抗力，

e對(duì)酒精過(guò)敏

f雄性鼠接觸氯仿和乙二醇的氧化產(chǎn)物時(shí)以及維生素K缺乏時(shí)死亡率高。

常用于腫瘤學(xué)、遺傳學(xué)和免疫學(xué)的研究。（二）封閉群1.昆明種（KM)：白化小鼠主要生物學(xué)特征：繁殖率和存活率高抗病率和適應(yīng)性強(qiáng)雌性小鼠乳腺腫瘤發(fā)病率25%

廣泛用于藥理、毒理、病毒和細(xì)菌學(xué)研究，以及藥品、生物制品的檢定。2.ICR：白化小鼠主要生物學(xué)特征：繁殖力強(qiáng)，母性好體型較昆明種小鼠大廣泛用于藥理、毒理、病毒和細(xì)菌學(xué)研究，以及藥品、生物制品的檢定，轉(zhuǎn)基因小鼠的胚胎移植。3.NIH小鼠：白化小鼠

起源于美國(guó)NIH研究所，許多生長(zhǎng)性狀與KM小鼠相似，但免疫反應(yīng)敏感性比較好，也是國(guó)際上較通用的封閉群小鼠，已被公認(rèn)為許多生物制品檢定實(shí)驗(yàn)的法規(guī)動(dòng)物。四、小鼠的飼養(yǎng)管理（一）日常管理保持飼養(yǎng)室內(nèi)溫濕度穩(wěn)定。給料給水：提供足夠的飼料和飲水，自由攝取。定期更換墊料和清潔衛(wèi)生。觀察記錄：小鼠外觀健康標(biāo)準(zhǔn)：1）食欲旺盛2）眼睛有神，反應(yīng)敏捷3）被毛光滑，肌肉豐滿，活動(dòng)有力4）眼、耳、鼻、肛門等處無(wú)分泌物5）糞便呈顆粒狀小鼠飼養(yǎng)盒小鼠飼養(yǎng)室小鼠的飼料?。ù螅┦蟮娘嬎?/p>

（二）繁殖和保種：乳鼠雌雄比較成年鼠雌雄比較大鼠(Rat)屬于哺乳綱、嚙齒目、鼠科、大家鼠屬(Genusrattus)、大家鼠種(Speciesrattusnorvegicus)的動(dòng)物，學(xué)名褐家鼠（大家鼠）（RattusNorvegicus），染色體數(shù)2n=42。大鼠與人類有90％的基因相同，大鼠染色體上有27.5億個(gè)堿基對(duì)，與人類染色體上的29億個(gè)堿基對(duì)相當(dāng)接近，因此了解大鼠非常有助于了解人類自身。廣泛應(yīng)用于藥理學(xué)、毒理學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)、內(nèi)分泌學(xué)、腫瘤學(xué)、生物化學(xué)、醫(yī)藥、農(nóng)藥毒性等諸方面的研究之中。第二節(jié)大鼠（一）習(xí)性和行為外觀與體型：體型較大，體重約是小鼠的10倍。新生仔鼠體重約5.5-10g,1.5-2月齡達(dá)到180-220g，其體長(zhǎng)不小于18-20cm。雄性大鼠最大體重達(dá)300-800g，雌性大鼠250-400g。性情溫順，喜安靜晝伏夜動(dòng)膽小怕驚雜食5.壽命2.5-3年

一、主要生物學(xué)特性誘發(fā)性腫瘤致癌物敏感動(dòng)物誘發(fā)腫瘤二甲基苯蒽（DMBA）甲基膽蒽大鼠乳癌二乙基硝胺（DEN）、乙硫氨酸大鼠肝癌黃曲霉素AFB大鼠肝癌N-甲基-N-硝基-N-亞硝基胍（MNNG）大鼠胃癌四氯化碳、氯仿大鼠肝癌（六）口腔醫(yī)學(xué)研究

用變異鏈球菌接種大鼠口腔，然后喂給含蔗糖食物，大鼠牙齒上的琺瑯質(zhì)蛀損在宏觀和微觀上同人的蛀齒相似，可用來(lái)研究齲齒。（七）外科學(xué)的研究大鼠的肝臟移植脊椎損傷骨折八、其它研究化學(xué)藥物致內(nèi)臟高敏感類風(fēng)關(guān)心梗模型肝再生肝硬化治療腎衰（八）不宜采用大鼠的實(shí)驗(yàn)研究研究體溫變化的試驗(yàn),因?yàn)榇笫篌w溫變化不穩(wěn)定；慢性支氣管炎的試驗(yàn),因?yàn)榇笫髿夤芗爸夤芟俨话l(fā)達(dá)；催吐試驗(yàn),因?yàn)榇笫鬅o(wú)嘔吐反應(yīng)；膽囊功能試驗(yàn),因?yàn)榇笫鬅o(wú)膽囊。三、常用品種和品系（一）封閉群SD(SpragueDawley)：白化大鼠主要生物學(xué)特性：對(duì)疾病抵抗力較強(qiáng)，尤其對(duì)呼吸道疾病抵抗力很強(qiáng)自發(fā)性腫瘤的發(fā)病率較低對(duì)性激素敏感性高應(yīng)用：營(yíng)養(yǎng)學(xué)、內(nèi)分泌、毒理學(xué)2.Wistar:白化大鼠主要生物學(xué)特性：性情溫順對(duì)傳染病的抵抗力較強(qiáng)自發(fā)性腫瘤發(fā)生率低較適合于營(yíng)養(yǎng)、代謝性疾病研究。（二）近交系大鼠1SHR大鼠通過(guò)Wistar大鼠近交培育，該鼠自發(fā)性高血壓的變化與人類相似，并且可產(chǎn)生腦血栓、梗塞、出血、腎硬化、心肌梗死和纖維化等變化。10周齡以后動(dòng)脈收縮壓雄鼠200-350mmHg，雌鼠