最新常用实验动物生物学特性及选择应用(医学ppt课件.ppt
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1、常用实验动物生物学特性及常用实验动物生物学特性及选择应用(医学)选择应用(医学)“三字经三字经”人之初,性本善人之初,性本善.性相近,习相远性相近,习相远.苟不教,性乃迁苟不教,性乃迁.教之道,贵以专教之道,贵以专.昔孟母,择邻处昔孟母,择邻处.子不学,断机杼子不学,断机杼.马牛羊,马牛羊,鸡犬豕鸡犬豕.此此六畜六畜,人所饲,人所饲.l(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,对致肝癌因素敏感,对狂犬病病毒敏感,对炭疽杆菌有抗力。用于病病毒敏感,对炭疽杆菌有抗力。用于肿瘤学、生理学、核医学、免疫学的研肿瘤学、生理学、核医学、免疫学的研
2、究。究。l(3)BALBc(C):白化。乳腺肿瘤发生白化。乳腺肿瘤发生率低,但对致癌因子敏感。肺癌发病率率低,但对致癌因子敏感。肺癌发病率雌性雌性26,雄性,雄性29。对放射性照射极。对放射性照射极为敏感。广泛应用于肿瘤学、生理学、为敏感。广泛应用于肿瘤学、生理学、免疫学、核医学和单克隆抗体等研究中。免疫学、核医学和单克隆抗体等研究中。l(4)DBA2(D2):浅灰色。听源性癫痫浅灰色。听源性癫痫发作发作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。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。常用于肿百日咳组织胺易感因子敏感。常用于肿瘤学、
3、遗传学和免疫学的研究。瘤学、遗传学和免疫学的研究。l(5)CBA:野生色。对麻疹病毒敏感。野生色。对麻疹病毒敏感。l(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。常用射线非常敏感。肺肿瘤发病率高。常用于肿瘤学、免疫学等的研究。于肿瘤学、免疫学等的研究。l(7)AKR:白化。为高发白血病品系,白化。为高发白血病品系,对百日咳组织胺易感因子敏感。常用于对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。肿瘤学和免疫学等的研究。l(8)TAl(津白津白1号号)和和TA2(津白津白2号号):白化。白化。TA1为自发低乳腺癌系,为自发低乳腺癌系,
4、TA2为自发高乳为自发高乳腺癌系,为乳腺癌腺癌系,为乳腺癌MA737的宿主。的宿主。l(9)615:深褐色。肺腺癌发病率高。深褐色。肺腺癌发病率高。8月龄后开始出现衰老现象,表现为肥胖、月龄后开始出现衰老现象,表现为肥胖、增重。对津增重。对津638白血病病毒敏感。白血病病毒敏感。l2封闭群封闭群l(1)KM:白化。该鼠特点是产量高,抗白化。该鼠特点是产量高,抗病力强,适应性强。广泛应用于药理、病力强,适应性强。广泛应用于药理、毒理、微生物学的研究以及药品、生物毒理、微生物学的研究以及药品、生物制品的检定。制品的检定。l(2)NIH:白化。特点是繁殖力强,产白化。特点是繁殖力强,产仔成活率高,雄
5、性好斗。广泛用于药理仔成活率高,雄性好斗。广泛用于药理和毒理研究以及生物制品检定。和毒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l在生物医学领域中,小鼠因其自身的特点,在生物医学领域中,小鼠因其自身的特点,是用途最广泛、使用量最大的哺乳类实验动物。是用途最广泛、使用量最大的哺乳类实验动物。l药物学研究和毒性试验药物学研究和毒性试验l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(致畸、致畸、致癌、致突变致癌、致突变)试验。试验。l1.药物筛选试验药物筛选试验小鼠常用于药物对疾病疗效小鼠常用于药
6、物对疾病疗效筛选试验筛选试验,如抗肿瘤药物如抗肿瘤药物,抗结核药物抗结核药物,抗疟疾药抗疟疾药物等的筛选;物等的筛选;l2.药物效果及其副作用研究药物效果及其副作用研究如:如:l利用声源性惊厥小鼠来评价抗痉挛药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物;利用小鼠角膜和耳廓反射评价镇定药物。药物。l3.毒性试验和安全分析毒性试验和安全分析如:如:l用于铅、苯、汞、矽、一氧化碳等职业用于铅、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性中毒的急性、亚急性和慢性毒性试验以及半数致死量(以及半数致死量(LD50)测定。测定。肿瘤学研究肿瘤学研究1.近交系小鼠自
7、发性肿瘤进行研究近交系小鼠自发性肿瘤进行研究如:如:AKR小鼠白血病发生率可达小鼠白血病发生率可达90,C3H小鼠乳腺癌发病率达小鼠乳腺癌发病率达97。而。而C57BL小小鼠乳腺癌发病率极低。结果表明鼠乳腺癌发病率极低。结果表明C3H体内体内有一种乳汁因子会传给雌性子代,在该乳有一种乳汁因子会传给雌性子代,在该乳汁因子与激素的共同作用下易产生乳腺癌。汁因子与激素的共同作用下易产生乳腺癌。l2.进行肿瘤模型的复制进行肿瘤模型的复制小鼠对致癌小鼠对致癌物质、射线及某些病毒敏感,可诱发各物质、射线及某些病毒敏感,可诱发各种肿瘤,如:种肿瘤,如:l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
8、;l甲基胆蒽可诱发小鼠胃癌和宫颈癌等;甲基胆蒽可诱发小鼠胃癌和宫颈癌等;l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;l感染人类腺病毒可诱发小鼠肉瘤及淋巴感染人类腺病毒可诱发小鼠肉瘤及淋巴瘤。瘤。l移植性肿瘤模型移植性肿瘤模型l将各种实体瘤、腹水瘤、白血病等将各种实体瘤、腹水瘤、白血病等一定数量的瘤细胞或无细胞的滤液(病一定数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,就毒性肿瘤)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可以使该品系的一群小鼠带有相同的肿瘤,其生长速度一致,个体差异小,接瘤,其生长速度一致,个体差异小,接种存活率可达种存活率
9、可达100%。l这种肿瘤模型经常用在筛选抗肿瘤这种肿瘤模型经常用在筛选抗肿瘤新药的研究。新药的研究。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l免疫缺陷小鼠指由于先天性遗传突变或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人工方法造成一种或多种免疫系统成分缺陷的小鼠。的小鼠。l1、裸小鼠、裸小鼠l是一种是一种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。其生理特征为无胸腺、缺发生突变的小鼠。其生理特征为无胸腺、缺少少T细胞、细胞、B细胞虽存在但功能缺损,属于细胞虽存在但功能缺损,属于免疫缺陷小鼠,可进行异体肿瘤移植。目前免疫
10、缺陷小鼠,可进行异体肿瘤移植。目前已移植人体肿瘤达已移植人体肿瘤达40种以上。种以上。l2、SCID小鼠小鼠是一种是一种16号染色体上号染色体上SCID基因基因发生突变的小鼠。其生理特征为既发生突变的小鼠。其生理特征为既缺少缺少T细胞、也缺少细胞、也缺少B细胞,血清中细胞,血清中缺少免疫球蛋白,属于严重联合免缺少免疫球蛋白,属于严重联合免疫缺陷小鼠,可进行异体肿瘤移植。疫缺陷小鼠,可进行异体肿瘤移植。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
11、、脊髓灰质炎、床症状及治疗。例如狂犬病、脊髓灰质炎、流感、流感、脑炎、血吸虫病、疟疾、脑炎、血吸虫病、疟疾、破伤风破伤风等的研究。等的研究。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、尿色素瘤、糖尿病肥胖、遗传性贫血、尿崩症、肌肉萎缩症、骨骼硬化症、自身崩症、肌肉萎缩症、骨骼硬化症、自身免疫缺陷症等。这些疾病与人类发病相免疫缺陷症等。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。似,可用作人类遗传疾病的动物模型。转基因小鼠转基因小鼠将人类基因导入小鼠基因组中,研将人类基因导入小鼠基因组中,研
12、究导入基因的作用,寻求目前还无法了究导入基因的作用,寻求目前还无法了解的遗传性疾病的遗传因子。解的遗传性疾病的遗传因子。相关链接:相关链接:相关链接:相关链接:上海建成转基因和基因剔除小鼠模型研发平台上海建成转基因和基因剔除小鼠模型研发平台上海建成转基因和基因剔除小鼠模型研发平台上海建成转基因和基因剔除小鼠模型研发平台l2003年月日,上海转基因和基因剔除小鼠模型研年月日,上海转基因和基因剔除小鼠模型研发平台新近通过专家验收,将有助于科学家解析人类基因发平台新近通过专家验收,将有助于科学家解析人类基因组中所包含的数万条基因的功能,有助于搞清哪些基因具组中所包含的数万条基因的功能,有助于搞清哪些
13、基因具有药用价值、哪些基因有缺损,为生物医药和相关产业的有药用价值、哪些基因有缺损,为生物医药和相关产业的研发提供强有力的技术支撑。研发提供强有力的技术支撑。l截至目前,这个中国国内最大规模的小鼠常规转基因和截至目前,这个中国国内最大规模的小鼠常规转基因和基因剔除技术平台已培养生产各种类型的转基因小鼠基因剔除技术平台已培养生产各种类型的转基因小鼠种、基因剔除小鼠种,基本实现了转基因或基因剔除小种、基因剔除小鼠种,基本实现了转基因或基因剔除小鼠的规模化生产。这个研发平台已达到每年可研制种鼠的规模化生产。这个研发平台已达到每年可研制种转基因小鼠和种基因剔除小鼠的能力。转基因小鼠和种基因剔除小鼠的能
14、力。l随着国际人类基因组计划的即将完成,利用基因组结构、随着国际人类基因组计划的即将完成,利用基因组结构、个体发育过程、组织细胞结构等与人类相近的小鼠模式生个体发育过程、组织细胞结构等与人类相近的小鼠模式生物体系,来建立与功能基因、疾病基因、药物基因相关的物体系,来建立与功能基因、疾病基因、药物基因相关的动物模型,已成为国际生命科研的热点。有了这类转基因动物模型,已成为国际生命科研的热点。有了这类转基因小鼠动物模型,就能更好地揭示人类基因的奥秘。小鼠动物模型,就能更好地揭示人类基因的奥秘。老年病学的研究老年病学的研究小鼠寿命短,传代时间短,随着鼠龄小鼠寿命短,传代时间短,随着鼠龄的增加,机体内
15、的一些生理生化指标不断的增加,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明显增发生变化,特别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、胶原和免疫等方面的研究。质、脂质、胶原和免疫等方面的研究。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,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。如常用小鼠生长快,适合计划生育研究。如常用小鼠做抗生育、抗着床、抗早孕、抗排卵等实做抗生育、抗着床、抗早孕、抗排卵等实验应用上的首选动物。验应用上的首选动物。免疫学研究免疫学研究l免疫缺陷小鼠的作用免疫缺陷小鼠的作用
16、SCID小鼠小鼠可将人的免疫组织可将人的免疫组织或免疫细胞移植到小鼠身上,使或免疫细胞移植到小鼠身上,使其具有人的部分免疫系统其具有人的部分免疫系统(SCID-hu小鼠),用于研究人小鼠),用于研究人类免疫系统的发育过程,以及免类免疫系统的发育过程,以及免疫细胞的分化和功能研究。疫细胞的分化和功能研究。使使SCID小鼠小鼠受到受到HIV病毒的病毒的感染,进行爱滋病相关研究。感染,进行爱滋病相关研究。纯系新西兰黑色小鼠纯系新西兰黑色小鼠(NZB)其自身免疫缺陷的病因其自身免疫缺陷的病因是由于感染是由于感染C型致瘤型致瘤RNA病毒与病毒与引起人的红斑狼疮的病因一样,引起人的红斑狼疮的病因一样,病症
17、特征与人类很相似,所以是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。研究红斑狼疮的极好的动物模型。近交系在小鼠在单克隆抗体近交系在小鼠在单克隆抗体生产中的应用生产中的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。小鼠生产。其方法是将其方法是将BALB/C小鼠的骨髓瘤细胞和经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,再过免疫的脾细胞融合,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经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。胞系,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
18、研究体温变化的试验,因为小鼠体温因为小鼠体温变化不稳定;变化不稳定;慢性支气管炎的试验慢性支气管炎的试验,因为小鼠气管因为小鼠气管及支气管腺不发达;及支气管腺不发达;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,因为小鼠不形成因为小鼠不形成动脉粥样硬化。动脉粥样硬化。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l生物学特征生物学特征l一般特性一般特性l1.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和氨基酸供应不足时,可发生典型的缺和氨基酸供应不足时,可发生典型的缺乏症状。乏症状。l2.大鼠不能呕吐。大鼠不能呕吐。3.
19、对外部环境反应敏感对外部环境反应敏感喜静环境,夜间活动,噪音和不适光喜静环境,夜间活动,噪音和不适光照对繁殖影响很大。照对繁殖影响很大。对饲养环境中的粉尘、氨气和硫化氢对饲养环境中的粉尘、氨气和硫化氢等极为敏感,如果饲养室内空气卫生条等极为敏感,如果饲养室内空气卫生条件较差,在长期慢性刺激下,可引起肺件较差,在长期慢性刺激下,可引起肺部大面积的炎症。部大面积的炎症。对饲养环境中湿度极为敏感,相对湿对饲养环境中湿度极为敏感,相对湿度低于度低于40时,易患环尾病,还会引起时,易患环尾病,还会引起哺乳母鼠食仔现象发生,一般饲养室湿哺乳母鼠食仔现象发生,一般饲养室湿度应保持在度应保持在5065之间。之
20、间。l解剖学特点解剖学特点l1.肝脏共分肝脏共分6叶,再生能力强,部分切除叶,再生能力强,部分切除术后仍可再生。术后仍可再生。l2.无胆囊。无胆囊。l3.心脏的血液供给既来自冠状动脉,也来心脏的血液供给既来自冠状动脉,也来自冠状外动脉。自冠状外动脉。l4.无扁桃体。无扁桃体。l5.眼角膜无血管,有棕色脂肪组织。眼角膜无血管,有棕色脂肪组织。l生理学特点生理学特点l成熟早、繁殖力强。适配鼠龄,雄成熟早、繁殖力强。适配鼠龄,雄性为性为90日龄,雌性为日龄,雌性为80日龄;一般大鼠日龄;一般大鼠生育期为生育期为90300天,寿命为天,寿命为23年。年。l染色体共染色体共21对。对。大鼠主要品系大鼠主
21、要品系1近交系:近交系:目前大鼠近交系达上百种。目前大鼠近交系达上百种。ll(1)ACI:黑色,腹部和脚白色。有自发黑色,腹部和脚白色。有自发肿瘤倾向,该品系大鼠血压低。肿瘤倾向,该品系大鼠血压低。l(2)F344:白化。该品系大鼠可允许多种白化。该品系大鼠可允许多种肿瘤移植生长。肿瘤移植生长。l(3)LEW:白化,可移植多种肿瘤,高脂白化,可移植多种肿瘤,高脂肪食物容易引起肥胖症。肪食物容易引起肥胖症。l(4)LOUC和和LOUM:两系大鼠均为两系大鼠均为白化,分别为浆细胞瘤的高发系和低发白化,分别为浆细胞瘤的高发系和低发系。系。l(5)SHR:白化。由白化。由Okamoto和和Aoki选育
22、选育成功,自发性高血压,成功,自发性高血压,10周龄以后动脉周龄以后动脉收缩压雄鼠为:收缩压雄鼠为:200350mmHg(26.746.3KPa),雌鼠为:,雌鼠为:180200mmHg(24.026.7KPa),心血管,心血管疾病发病率高。对降压药物有反应,可疾病发病率高。对降压药物有反应,可作为高血压动物模型用于药物筛选。作为高血压动物模型用于药物筛选。l2封闭群封闭群l(1)Wistar:头部较宽。该种群性周期稳头部较宽。该种群性周期稳定,繁殖力强,产仔多,生长发育快,定,繁殖力强,产仔多,生长发育快,性情温顺,对传染病的抵抗力较强,自性情温顺,对传染病的抵抗力较强,自发肿瘤发生率低。发
23、肿瘤发生率低。l(2)SD:头部狭长,抗病能力尤以对呼吸头部狭长,抗病能力尤以对呼吸系统疾病的抵抗力强。自发肿瘤率较低。系统疾病的抵抗力强。自发肿瘤率较低。对性激素感受性高。常用作营养学、内对性激素感受性高。常用作营养学、内分泌学和毒理学研究。分泌学和毒理学研究。l3杂交一代动物杂交一代动物(Fl代代)(略)(略)在生物医学中的选择应用在生物医学中的选择应用l生理学研究生理学研究大鼠垂体一肾上腺系统发达,垂体摘除比大鼠垂体一肾上腺系统发达,垂体摘除比较容易,可用来进行肾上腺、垂体,卵巢等内较容易,可用来进行肾上腺、垂体,卵巢等内分泌研究。分泌研究。利用大鼠对新环境易适应,有探索性,易利用大鼠对
24、新环境易适应,有探索性,易训练,对惩罚和暗示敏感等特性进行行为学研训练,对惩罚和暗示敏感等特性进行行为学研究和高级神经活动的研究。究和高级神经活动的研究。大鼠无胆囊,但胆总管较粗大,可采用胆大鼠无胆囊,但胆总管较粗大,可采用胆总管插管收集胆汁进行消化功能的研究。总管插管收集胆汁进行消化功能的研究。营养学研究营养学研究大鼠对营养缺乏比较敏感,可发大鼠对营养缺乏比较敏感,可发生典型的症状,是研究营养学的首生典型的症状,是研究营养学的首选动物。选动物。常用于蛋白质缺乏、氨基酸、维常用于蛋白质缺乏、氨基酸、维生素和无机离子代谢等研究;生素和无机离子代谢等研究;用于营养不良和饥饿对身体发育用于营养不良和
25、饥饿对身体发育所产生不利影响的研究;所产生不利影响的研究;l用于代谢性疾病的研究用于代谢性疾病的研究自发高血压肥胖大鼠自发高血压肥胖大鼠SHR/N-CP用于用于研究研究型糖尿病;型糖尿病;自发糖尿病大鼠自发糖尿病大鼠“BB”Wistar用于研用于研究究型糖尿病;型糖尿病;盐敏感大鼠盐敏感大鼠Ds用于高盐对生理因素的用于高盐对生理因素的影响。影响。药物学研究药物学研究l大鼠由于繁殖力强、易饲养、体型大大鼠由于繁殖力强、易饲养、体型大小合适、给药容易、采样方便、畸胎发小合适、给药容易、采样方便、畸胎发生率低、行为多样化,被广泛用于药物生率低、行为多样化,被广泛用于药物毒力、药效评价、新药筛选等研究
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