最新常用实验动物生物学特性与选择应用PPT课件.ppt
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1、常用实验动物生物学特性常用实验动物生物学特性与选择应用与选择应用正确选择实验动物的重要性正确选择实验动物的重要性实验动物的选择是医学科学研究中实验动物的选择是医学科学研究中首先要考虑的问题。因为实验动物首先要考虑的问题。因为实验动物选择恰当与否关系到课题质量的高选择恰当与否关系到课题质量的高低、经费开支的多少、研究途径正低、经费开支的多少、研究途径正确与否以及实验方法的简单与繁琐确与否以及实验方法的简单与繁琐问题,甚至会影响到课题的成败及问题,甚至会影响到课题的成败及研究结果正确性。研究结果正确性。3.根据课题研究目的内容选用根据课题研究目的内容选用相匹配的标准化动物相匹配的标准化动物 标准化
2、动物系指,经遗传学、微生物学、标准化动物系指,经遗传学、微生物学、环境及营养控制而繁育的动物。环境及营养控制而繁育的动物。微生物学、环境及营养的控制才能排微生物学、环境及营养的控制才能排除动物因携带影响实验结果的微生物、寄除动物因携带影响实验结果的微生物、寄生虫及潜在疾病对结果准确性的影响。生虫及潜在疾病对结果准确性的影响。遗传学的控制才能排除实验动物因杂交、遗传学的控制才能排除实验动物因杂交、遗传学污染而造成个体之间的差异,影响遗传学污染而造成个体之间的差异,影响结果的可重复性。结果的可重复性。实验动物遗传类别选择实验动物遗传类别选择近交系近交系-其动物遗传的均质性保证了实验其动物遗传的均质
3、性保证了实验反应的稳定性;反应的稳定性;封闭群封闭群-能较好地代表自然群体的遗传特能较好地代表自然群体的遗传特性;性;F1杂交群杂交群-在一定程度上,兼有近交系和在一定程度上,兼有近交系和封闭群的特点;封闭群的特点;突变动物突变动物-往往具有鲜明的人类疾病模型往往具有鲜明的人类疾病模型特征。特征。实验动物具体品种品系选择实验动物具体品种品系选择如果实验结论只针对某一品系则使用一个如果实验结论只针对某一品系则使用一个品系;品系;如果实验结论针对整个物种在内的一般性如果实验结论针对整个物种在内的一般性研究则使用多个不同来源的品种、品系。研究则使用多个不同来源的品种、品系。一般对多物种进行实验时,应
4、先选小型一般对多物种进行实验时,应先选小型动物,再推广到大型物种;要求只能建立动物,再推广到大型物种;要求只能建立在对多个物种进行实验的基础上,才能推在对多个物种进行实验的基础上,才能推广到人类,也称动物实验外推。常用顺序广到人类,也称动物实验外推。常用顺序时小鼠、大鼠、兔、犬、猴。时小鼠、大鼠、兔、犬、猴。來自來自中国最大的资料库下载中国最大的资料库下载微生物级别选择微生物级别选择普通级普通级-一般为教学示范用;一般为教学示范用;清洁级清洁级-国内科研工作要求的标准动国内科研工作要求的标准动物,适合于大多数科研课题;物,适合于大多数科研课题;SPF级级-国际标准实验动物;国际标准实验动物;无
5、菌动物无菌动物-仅在特殊课题需要时使用。仅在特殊课题需要时使用。4.选用与实验要求相适应的选用与实验要求相适应的实验动物规格实验动物规格 年龄年龄-年龄不同,其生物学特性往往不同,年龄不同,其生物学特性往往不同,一般选性成熟后的青壮年动物。太小的动一般选性成熟后的青壮年动物。太小的动物的生理功能未达到成年水平。太老的动物的生理功能未达到成年水平。太老的动物的各器官老化,代谢功能下降,只在老物的各器官老化,代谢功能下降,只在老年医学研究中使用;年医学研究中使用;体重体重-在正常营养状态和饲养条件下,体在正常营养状态和饲养条件下,体重与年龄有一定的相关性;重与年龄有一定的相关性;性别性别-许多实验
6、证明,同一品种(系)不许多实验证明,同一品种(系)不同性别的动物对外界刺激的反应不一致。同性别的动物对外界刺激的反应不一致。5.选用人兽共患疾病的实验动物和选用人兽共患疾病的实验动物和传统应用的实验动物传统应用的实验动物有些病因造成人和动物共同患病,其有些病因造成人和动物共同患病,其临床过程、病理变化也相似,所以就临床过程、病理变化也相似,所以就应选用这样的动物来研究人类疾病;应选用这样的动物来研究人类疾病;选择科研、检验和生产中传统使用的选择科研、检验和生产中传统使用的实验动物。通过实践积累,各个专业实验动物。通过实践积累,各个专业均会在某些方面的课题选定自己常用均会在某些方面的课题选定自己
7、常用的动物品种系。的动物品种系。6.实验动物的选择和应用需注意实验动物的选择和应用需注意符合相应的国际规范符合相应的国际规范 国际上普遍要求动物实验达到实验室操作国际上普遍要求动物实验达到实验室操作规范(规范(GLP)和标准操作程序()和标准操作程序(SOP)。)。这些规范对实验动物的选择和应用、实验这些规范对实验动物的选择和应用、实验室条件、工作人员素质、技术水平、操作室条件、工作人员素质、技术水平、操作方法都要求标准化。这是实验动物选择和方法都要求标准化。这是实验动物选择和应用的总的要求。应用的总的要求。遵循国际上的遵循国际上的3R规则规则-减少动物用量、实减少动物用量、实验要精细、尽量采
8、用替代物。验要精细、尽量采用替代物。小鼠的生物学特性及选择应用小鼠的生物学特性及选择应用一、生物学特性一、生物学特性一般特性一般特性1.对外界环境反应敏感,适应性差,强光或对外界环境反应敏感,适应性差,强光或噪声刺激时,可能导致哺乳母鼠神经紊乱,噪声刺激时,可能导致哺乳母鼠神经紊乱,发生食仔现象。温度过高或多低时,生殖发生食仔现象。温度过高或多低时,生殖能力下降,严重时会发生死亡;能力下降,严重时会发生死亡;2.对多种毒素和病原体易感,百万分之一的对多种毒素和病原体易感,百万分之一的破伤风毒素能使小鼠死亡;破伤风毒素能使小鼠死亡;3.对致癌物敏感,自发性肿瘤多。对致癌物敏感,自发性肿瘤多。解剖
9、学特点解剖学特点1小鼠下颌骨的喙状突较小,髁状突小鼠下颌骨的喙状突较小,髁状突发达,运用下颌骨形态的分析技术,发达,运用下颌骨形态的分析技术,可进行近交系小鼠遗传监测;可进行近交系小鼠遗传监测;2小鼠无汗腺小鼠无汗腺;3淋巴系统发达,外界刺激可使淋巴淋巴系统发达,外界刺激可使淋巴系统增生,因此易患淋巴系统疾病。系统增生,因此易患淋巴系统疾病。生理学特点生理学特点1.小鼠成熟早,繁殖力强,适配鼠龄为出生小鼠成熟早,繁殖力强,适配鼠龄为出生后后6090天;天;2.交配后交配后1012小时,雌鼠在阴道口形成一小时,雌鼠在阴道口形成一个白色的阴道栓,这是受孕的标志;个白色的阴道栓,这是受孕的标志;3.
10、小鼠生长发育快慢与品系、营养、环境、小鼠生长发育快慢与品系、营养、环境、带仔数的多少、生产胎次有密切关系;带仔数的多少、生产胎次有密切关系;4.生育期为一年,寿命达生育期为一年,寿命达23年;年;5.染色体为染色体为20对。对。主要品系、种群主要品系、种群1近交系近交系(1)C57BL6(B6):黑色。乳腺癌发病):黑色。乳腺癌发病率低,对放射物质耐受力强,眼畸形,口率低,对放射物质耐受力强,眼畸形,口唇裂的发生率达唇裂的发生率达20。淋巴细胞性白血病。淋巴细胞性白血病发病率为发病率为6。对结核杆菌、百日咳组织胺。对结核杆菌、百日咳组织胺易感因子敏感。嗜酒精性高。是肿瘤学、易感因子敏感。嗜酒精
11、性高。是肿瘤学、生理学、遗传学研究常用品系。生理学、遗传学研究常用品系。(2)C3HHe(C3):野生色。乳腺癌发病:野生色。乳腺癌发病率为率为97,对致肝癌因素敏感,对狂犬病,对致肝癌因素敏感,对狂犬病病毒敏感,对炭疽杆菌有抗力。用于肿瘤病毒敏感,对炭疽杆菌有抗力。用于肿瘤学、生理学、核医学、免疫学的研究。学、生理学、核医学、免疫学的研究。(3)BALBc(C):白化。乳腺肿瘤发生率:白化。乳腺肿瘤发生率低,但对致癌因子敏感。肺癌发病率雌性低,但对致癌因子敏感。肺癌发病率雌性26,雄性,雄性29。对放射性照射极为敏感。对放射性照射极为敏感。广泛应用于肿瘤学、生理学、免疫学、核广泛应用于肿瘤学
12、、生理学、免疫学、核医学和单克隆抗体等研究中。医学和单克隆抗体等研究中。(4)DBA2(D2):浅灰色。听源性癫痫发:浅灰色。听源性癫痫发作作36日龄小鼠为日龄小鼠为100,55日龄后为日龄后为5。对鼠伤寒沙门氏菌补体有抗力,对百日咳对鼠伤寒沙门氏菌补体有抗力,对百日咳组织胺易感因子敏感。常用于肿瘤学、遗组织胺易感因子敏感。常用于肿瘤学、遗传学和免疫学的研究。传学和免疫学的研究。(5)CBA:野生色。对麻疹病毒敏感。:野生色。对麻疹病毒敏感。(6)A:白化。对麻疹病毒高度敏感,对:白化。对麻疹病毒高度敏感,对X射线非常敏感。肺肿瘤发病率高。常用于射线非常敏感。肺肿瘤发病率高。常用于肿瘤学、免疫
13、学等的研究。肿瘤学、免疫学等的研究。(7)AKR:白化。为高发白血病品系,对:白化。为高发白血病品系,对百日咳组织胺易感因子敏感。常用于肿瘤百日咳组织胺易感因子敏感。常用于肿瘤学和免疫学等的研究。学和免疫学等的研究。(8)TAl(津白津白1号号)和和TA2(津白津白2号号):白化。:白化。TAl为自发低乳腺癌系,为自发低乳腺癌系,TA2为自发高乳腺为自发高乳腺癌系,为乳腺癌癌系,为乳腺癌MA737的宿主。的宿主。(9)615:深褐色。肺腺癌发病率高。:深褐色。肺腺癌发病率高。8月月龄后开始出现衰老现象,表现为肥胖、增龄后开始出现衰老现象,表现为肥胖、增重。对津重。对津638白血病病毒敏感。白血
14、病病毒敏感。2封闭群封闭群(1)KM:白化。该鼠特点是产量高,抗病白化。该鼠特点是产量高,抗病力强,适应性强。广泛应用于药理、毒理、力强,适应性强。广泛应用于药理、毒理、微生物学的研究以及药品、生物制品的检微生物学的研究以及药品、生物制品的检定。定。(2)NIH:白化。特点是繁殖力强,产仔白化。特点是繁殖力强,产仔成活率高,雄性好斗。广泛用于药理和毒成活率高,雄性好斗。广泛用于药理和毒理研究以及生物制品检定。理研究以及生物制品检定。3杂交一代动物杂交一代动物(F1代代)(略)(略)二、在生物医学中的选择应用二、在生物医学中的选择应用在生物医学领域中,小鼠因其自身的特在生物医学领域中,小鼠因其自
15、身的特点,是用途最广泛、使用量最大的哺乳类点,是用途最广泛、使用量最大的哺乳类实验动物。实验动物。药物学研究和毒性试验药物学研究和毒性试验小鼠广泛用于药品的毒性试验及三致小鼠广泛用于药品的毒性试验及三致(致致畸、致癌、致突变畸、致癌、致突变)试验。试验。1.药物筛选试验药物筛选试验,小鼠常用于药物对疾病疗小鼠常用于药物对疾病疗效筛选试验效筛选试验,如抗肿瘤药物如抗肿瘤药物,抗结核药物抗结核药物,抗疟抗疟疾药物等的筛选;疾药物等的筛选;2.药物效果及其副作用研究药物效果及其副作用研究,如:如:利用声源性惊厥小鼠来评价抗痉挛药物;利用声源性惊厥小鼠来评价抗痉挛药物;利用小鼠角膜和耳廓反射评价镇定药
16、物;利用小鼠角膜和耳廓反射评价镇定药物;3.毒性试验和安全分析毒性试验和安全分析,如:如:用于铅、苯、汞、矽、一氧化碳等职业性用于铅、苯、汞、矽、一氧化碳等职业性中毒的急性、亚急性和慢性毒性试验以及中毒的急性、亚急性和慢性毒性试验以及半致死量测定。半致死量测定。肿瘤学研究肿瘤学研究1.近交系小鼠自发性肿瘤进行研究,如近交系小鼠自发性肿瘤进行研究,如AKR小鼠白血病发生率可达小鼠白血病发生率可达90,C3H小小鼠乳腺癌发病率达鼠乳腺癌发病率达97。而。而C57BL小鼠乳小鼠乳腺癌发病率极低。结果表明腺癌发病率极低。结果表明C3H体内有一体内有一种乳汁因子会传给雌性子代,在该乳汁因种乳汁因子会传给
17、雌性子代,在该乳汁因子与激素的共同作用下易产生乳腺癌。子与激素的共同作用下易产生乳腺癌。2.进行肿瘤模型的复制进行肿瘤模型的复制小鼠对致癌物质、小鼠对致癌物质、射线及某些病毒敏感,可诱发各种肿瘤,射线及某些病毒敏感,可诱发各种肿瘤,如:如:二乙基亚硝胺可诱发小鼠肺癌;二乙基亚硝胺可诱发小鼠肺癌;甲基胆葸可诱发小鼠胃癌和宫颈癌等;甲基胆葸可诱发小鼠胃癌和宫颈癌等;感染小鼠白血病病毒可诱发白血病;感染小鼠白血病病毒可诱发白血病;感染人类腺病毒可诱发小鼠肉瘤及淋巴瘤。感染人类腺病毒可诱发小鼠肉瘤及淋巴瘤。移植性肿瘤模型。移植性肿瘤模型。将各种实体瘤、腹水瘤、白血病等一定数将各种实体瘤、腹水瘤、白血病
18、等一定数量的瘤细胞或无细胞的滤液(病毒性肿瘤)量的瘤细胞或无细胞的滤液(病毒性肿瘤)接种于相关品系的小鼠,就可以使该品系接种于相关品系的小鼠,就可以使该品系的一群小鼠带有相同的肿瘤,其生长速度的一群小鼠带有相同的肿瘤,其生长速度一致,个体差异小,接种存活率可达一致,个体差异小,接种存活率可达100%。这种肿瘤模型经常用在筛选抗肿瘤新药的这种肿瘤模型经常用在筛选抗肿瘤新药的研究。研究。3.免疫缺陷小鼠在肿瘤研究中应用免疫缺陷小鼠在肿瘤研究中应用免疫缺陷小鼠指由于先天性遗传突变或人免疫缺陷小鼠指由于先天性遗传突变或人工方法造成一种或多种免疫系统成分缺陷工方法造成一种或多种免疫系统成分缺陷的小鼠。的
19、小鼠。裸小鼠是一种裸小鼠是一种11号染色体上隐性裸基因号染色体上隐性裸基因(nu)发生突变的小鼠。其生理特征为无)发生突变的小鼠。其生理特征为无胸腺、缺少胸腺、缺少T细胞、细胞、B细胞虽存在但功能缺细胞虽存在但功能缺损,属于免疫缺陷小鼠,可进行异体肿瘤损,属于免疫缺陷小鼠,可进行异体肿瘤移植。目前已移植人体肿瘤达移植。目前已移植人体肿瘤达40种以上。种以上。SCID小鼠是一种小鼠是一种16号染色体上号染色体上SCID基因发基因发生突变的小鼠。其生理特征为既缺少生突变的小鼠。其生理特征为既缺少T细胞、细胞、也缺少也缺少B细胞,血清中缺少免疫球蛋白,属细胞,血清中缺少免疫球蛋白,属于严重联合免疫缺
20、陷小鼠,可进行异体肿于严重联合免疫缺陷小鼠,可进行异体肿瘤移植。瘤移植。传染性疾病研究传染性疾病研究小鼠对多种病原体特别是病毒极为敏感,小鼠对多种病原体特别是病毒极为敏感,常用于研究这些病原体的发病的机理、临常用于研究这些病原体的发病的机理、临床症状及治疗。例如狂犬病、脊髓灰质炎、床症状及治疗。例如狂犬病、脊髓灰质炎、流感、脑炎、血吸虫病、疟疾、破伤风等流感、脑炎、血吸虫病、疟疾、破伤风等的研究。的研究。遗传学和遗传性疾病的研究遗传学和遗传性疾病的研究许多小鼠具有遗传疾病,如小鼠黑色素瘤、许多小鼠具有遗传疾病,如小鼠黑色素瘤、糖尿病肥胖、遗传性贫血、尿崩症、肌肉糖尿病肥胖、遗传性贫血、尿崩症、
21、肌肉萎缩症、骨骼硬化症、自身免疫缺陷症等。萎缩症、骨骼硬化症、自身免疫缺陷症等。这些疾病与人类发病相似,可用作人类遗这些疾病与人类发病相似,可用作人类遗传疾病的动物模型。传疾病的动物模型。转基因小鼠。将人类基因导入小鼠基因组转基因小鼠。将人类基因导入小鼠基因组中,研究导入基因的作用,寻求目前还无中,研究导入基因的作用,寻求目前还无法了解的遗传性疾病的遗传因子。法了解的遗传性疾病的遗传因子。老年病学的研究老年病学的研究小鼠寿命短,传代时间短,随着鼠龄的增加,小鼠寿命短,传代时间短,随着鼠龄的增加,机体内的一些生理生化指标不断发生变化,特别机体内的一些生理生化指标不断发生变化,特别是高龄鼠中老年病
22、明显增多,是老年学研究的极是高龄鼠中老年病明显增多,是老年学研究的极好材料。多用于糖质、脂质、胶原和免疫等方面好材料。多用于糖质、脂质、胶原和免疫等方面的研究。的研究。计划生育研究计划生育研究小鼠繁殖力强,性周期和妊娠期短,生长快,小鼠繁殖力强,性周期和妊娠期短,生长快,适合计划生育研究。如常用小鼠做抗生育、抗着适合计划生育研究。如常用小鼠做抗生育、抗着床、抗早孕、抗排卵等实验应用上的首选动物。床、抗早孕、抗排卵等实验应用上的首选动物。免疫学研究免疫学研究免疫缺陷小鼠的作用免疫缺陷小鼠的作用SCID小鼠可将人的免疫组织或免疫细小鼠可将人的免疫组织或免疫细胞移植到小鼠身上,使其具有人的部胞移植到
23、小鼠身上,使其具有人的部分免疫系统(分免疫系统(SCID-hu小鼠),用于小鼠),用于研究人类免疫系统的发育过程,以及研究人类免疫系统的发育过程,以及免疫细胞的分化和功能研究。免疫细胞的分化和功能研究。使使SCID小鼠受到小鼠受到HIV病毒的感染,进病毒的感染,进行爱滋病相关研究。行爱滋病相关研究。纯系新西兰黑色小鼠(纯系新西兰黑色小鼠(NZB)其自身)其自身免疫缺陷的病因是由于感染免疫缺陷的病因是由于感染C型致瘤型致瘤RNA病毒与引起人的红斑狼疮的病因病毒与引起人的红斑狼疮的病因一样,病症特征与人类很相似,所以一样,病症特征与人类很相似,所以是研究红斑狼疮的极好的动物模型。是研究红斑狼疮的极
24、好的动物模型。近交系在小鼠在单克隆抗体生产中的近交系在小鼠在单克隆抗体生产中的应用应用单克隆抗体最早通过单克隆抗体最早通过BALB/C小鼠生产。其小鼠生产。其方法是将方法是将BALB/C小鼠的骨髓瘤细胞和经过小鼠的骨髓瘤细胞和经过免疫的脾细胞融合,形成杂交细胞,再经免疫的脾细胞融合,形成杂交细胞,再经克隆技术产生单一纯化的无性繁殖的细胞克隆技术产生单一纯化的无性繁殖的细胞系,生产单克隆抗体。系,生产单克隆抗体。不宜采用小鼠制作动物模型的不宜采用小鼠制作动物模型的实验研究实验研究 研究体温变化的试验研究体温变化的试验,因为小鼠体温变化不因为小鼠体温变化不稳定;稳定;慢性支气管炎的试验慢性支气管炎
25、的试验,因为小鼠气管及支气因为小鼠气管及支气管腺不发达;管腺不发达;催吐试验催吐试验,因为小鼠无呕吐反应;因为小鼠无呕吐反应;动脉粥样硬化试验动脉粥样硬化试验,因为小鼠不形成动脉粥因为小鼠不形成动脉粥样硬化。样硬化。大鼠的生物学特性及选择应用大鼠的生物学特性及选择应用生物学特征生物学特征一般特性一般特性1.对营养缺乏非常敏感,特别是维生素对营养缺乏非常敏感,特别是维生素A和和氨基酸供应不足时,可发生典型的缺乏症氨基酸供应不足时,可发生典型的缺乏症状。状。2.大鼠不能呕吐。大鼠不能呕吐。3.对外部环境反映敏感。对外部环境反映敏感。喜静环境,夜间活动,噪音和不适光照对繁殖影喜静环境,夜间活动,噪音
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