实验动物学总结.pdf

名词：1、实验动物:Laboratory Animal 经人工培育，对其携带的微生物和寄生虫实行控制，遗传背景明确或来源清楚，用于科学研究、教学、生产、检定及其他科学实验的动物。2、实验用动物:Animal for research 用于实验研究的各种动物。包括实验动物 Laboratory Animals、家畜/禽 Domestic Animals/Fowls 和野生动物 Animals Obtained From Nature。3、实验动物学：实验动物学是一门研究实验动物及其培育和应用的科学。实验动物学包括了实验动物培育和实验动物应用两部分内容。4、ICLAS:国际实验动物科学委员会（International Council for Laboratory Animal Science,ICLAS）1956 年，由联合国教科文组织（UNESCO）、国际医学组织联合会（CIOMS）、国际生物学协会（IUBS）共同发起成立了实验动物国际委员会（ICLA）。这是一个以促进实验动物质量、健康和应用达到高标准的非官方组织。1961 年，ICLA 的活动得到 WHO 的合作，并于 1979 年改名为国际实验动物科学委员会（International Council for Laboratory Animal Science,ICLAS）。5、AAALAC:AAALAC International 是一个总部位于美国的私营的、非政府组织，它通过自愿评估和认证计划促进在科学领域人道对待动物。AAALAC International 代表“国际实验动物评估和认可管理委员会(Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International)。”(下面 4 个知道立法)1.实验动物许可证；2，实验动物国家标准；,3.猕猴实验应用的管理；中华人民共和国野生动物保护法 禁止出售、收购国家重点保护野生动物或者其产品。因科学研究、驯养繁殖、展览等特殊情况，需要出售、收购、利用国家二级保护野生动物或者其产品的，必须经省、自治区、直辖市政府野生动物行政主管部门或者其授权的单位批准。4.实验动物运输管理:中华人民共和国动物防疫法 2007 年 8 月 30 日颁布。共分十章八十五条，分别为总则，动物疫病的预防，动物疫情的报告、通报和公布，动物疫病的控制和扑灭，动物和动物产品的检疫，动物诊疗，监督管理，保护措施，法律责任，附则。本法适用于在中国领域内的动物防疫及其监督管理活动。实验动物的防疫和运输等也属于该法规的调整范围。本法对动物疫情的报告、认定和公布提出了以下新的要求：一是明确疫情报告的主体；二是明确疫情的认定程序；三是规范疫情的公布制度。本法规定了动物疫病分为四个等级，其中一类疫病是指对动物危害严重，需要采取紧急、严厉的强制预防、控制、扑灭等措施的传染性疾病。名词：1.3Rs：replacement 替代即替代方法，其原意是指应用无知觉（non-sentient）材料的科学方法来代替使用活的有知觉的（conscious）脊椎动物的方法。reduction 减少是指在能够保证获取一定数量与精确度的数据信息的前提下，减少动物的使用数量。通过使用合适的动物品种、品系和高质量的实验动物，改进实验设计，规范实验操作程序等，达到动物使用数量的减少。refinement 优化是指在必须使用动物时，要尽量减少非人道程序的影响范围和程度。另一方面，从科学的角度理解，优化试验程序，减少动物因紧张、痛苦而表现出的非正常特性，是取得科学数据的重要前提。2.IACUC:Institutional Animal Care and Use Committee 实验动物福利伦理委员会 3.3Rs 的含义:Since then the principles have become the bedrock of ethical and responsible use of animals in scientific research.replacement 替代即替代方法，其原意是指应用无知觉（non-sentient）材料的科学方法来代替使用活的有知觉的（conscious）脊椎动物的方法。reduction 减少是指在能够保证获取一定数量与精确度的数据信息的前提下，减少动物的使用数量。通过使用合适的动物品种、品系和高质量的实验动物，改进实验设计，规范实验操作程序等，达到动物使用数量的减少。refinement 优化是指在必须使用动物时，要尽量减少非人道程序的影响范围和程度。一方面从动物人道主义观念去理解，实验动物为人类健康做出了牺牲，人类应该负责任地、人道地对待动物。在设计实验时应该充分考虑到尽量减少实验过程中及实验后可能给动物带来的伤害、痛苦和疼痛。饲养方式、饲养环境要考虑到动物的生活习性，尽量减少给动物造成的紧张、压抑与不适，实验操作应尽量减少造成动物的疼痛和痛苦，在试验允许的情况下，尽量实施麻醉以减少动物的痛苦。另一方面，从科学的角度理解，优化试验程序，减少动物因紧张、痛苦而表现出的非正常特性，是取得科学数据的重要前提。4.动物实验福利伦理审查原则 1)动物保护原则：审查动物实验的必要性，对实验目的、预期利益与造成动物的伤害、死亡进行综合的评估。禁止无意义滥养、滥用、滥杀实验动物。禁止没有科学意义和社会价值或不必要的动物实验；优化动物实验方案，减少不必要的动物使用数量；在不影响实验结果科学性、可比性情况下，采取动物替代方法。2)动物福利原则：保证实验动物生存时(包括运输中)享有最基本的权利，享有免受饥渴、不适、惊恐、折磨、疾病和疼痛，保证动物能够实现自然化行为，享有良好的饲养和标准化的生活环境，各种实验动物饲养管理要符合该种类实验动物的操作技术规程。3)伦理原则：应充分考虑动物的利益，善待动物，防止或减少动物的应激、痛苦和伤害，尊重动物生命，制止针对动物的野蛮行为、采取痛苦最少的方法处置动物；实验动物项目要保证从业人员的安全；动物实验方法和目的符合人类的道德伦理标准和国际惯例 ethics 4)综合性科学评估原则：公正性：实验动物福利伦理委员会的审查工作应该保持独立、公正、科学、民主、透明、不泄密，不受政治、商业和自身利益的影响；利益平衡：以当代社会公认的道德伦理价值观，兼顾动物和人类利益；在全面、客观地评估动物所受的伤害和应用者由此可能获取的利益基础上，负责任地提出实验动物应用的福利伦理审查意见。名词：1.近交系：在一个动物群体中，任何个体基因组 99%以上的等位位点为纯合时定义为近交系。经典的近交系经至少连续 20 代的全同胞兄妹交配培育而成。2.杂交群：由不同品系或种群之间杂交产生的后代称为杂交群。通常指由两个无关的近交系杂交而繁育的第一代动物，简称 F1 代动物，其遗传组成均等地来自两个近交品系。3.封闭群:以非近亲交配方式进行繁殖生产的一个实验动物种群，在不从其外部引入新个体的条件下，至少连续繁殖 4 代以上。4.品种：品种作为种以下的分类单位，用于对家畜和实验动物方面的称呼，并非动物分类学的划分。在自然条件下，野生动物只有种和变种，它们是自然选择的产物。品种则是畜牧业发展到一定阶段后，由于长期的人工选择，将家养动物培育成各具特色的类型，并进一步形成形形色色的品种。因此，品种是人工选择的产物，是人类劳动的成果。5.品系：在畜牧学上，品系是指品种内各具特点的一系列动物群。狭义的品系是指来源于同一只卓越的系组，并且有与系组类似的特征的动物群，也称为单系。广义的品系是指一群有突出特点，并能将这些突出特点相对稳定地遗传下去的动物群，包括单系、地方品系、近交系和专门化品系。在实验动物学上，把基因高度纯和的动物称作品系动物。通常指近交系和突变系动物。简答：1.近交系动物的特点：（1）基因纯合性（Homozygosity）通过持续 20 代以上的近亲繁殖，动物的基因已高度纯合化。（2）遗传组成的同源性（Isogenicity）近交系的培育源自一对动物，品系内所有动物个体都可追溯到一对共同祖先，也就是同一个品系内每只动物的个体在遗传上都是同源的。（3）遗传稳定性（Stability）由于近亲繁殖增加了在特定部位纯合子互相配合的可能性，因而减少遗传变异，基因型可长期处于稳定状态，这种相对稳定性来自纯合性。（4）表型一致性（Uniformity）基因型的一致决定了近交系内个体的表型相同，特别是像毛色、组织型、生化同工酶以及形态学特征等可遗传的生物学特征，（5）独特性（Individuality）经过近交培育之后，每个品系从物种的整个基因库中只能获得少部分的基因，这部分基因的一种基因型的组合构成了品系的遗传组成，所以每个品系动物的基因型和表型都是独特的，各品系之间具有不同的基因型和表型。（6）遗传特征的可辨性（Identifiablity）每个近交系都有自己的标准遗传概貌（包括毛色基因、生化基因和免疫学性状等），选用适当的遗传监测方法，即可分辨各近交系。（7）分布广泛性（International distribution）任何一个近交系个体均携带该品系全部基因库，引种非常方便，便于在不同国家、地区建立几乎完全相同的标准近交系，使各国研究结果具有可比性。（8）背景资料丰富（background information rich）由于近交系动物在培育和保种的过程中都有详细的记录，加之这些动物遗传稳定、分布广泛、经常使用，目前已有相当数量的文献记载着各个品系的生物学特征和各种实验研究中应用的资料，这些背景数据资料为设计新的实验和解释所得结果提供了便利条件。（9）生活力较低（Lower vigor）由于近交衰退，近交系动物生活力较低，对外界因素刺激较敏感 2、封闭群动物的特点(1)封闭群动物的遗传组成具有很高的杂合性。封闭群动物个体间的一致性和在实验中的重复性虽然没有近交系和杂交群动物好，但是，封闭群具有类似于人类群体遗传异质性的遗传组成，因此，在人类遗传研究、药物筛选、毒物试验、生物制品和化学制品的鉴定等方面起着不可替代的作用。(2)封闭群动物具有较强的繁殖力和生产力。封闭群动物采用避免近亲交配的方式进行生产繁殖，只有在种群足够大时，方可采用随机交配的方式进行繁殖生产。(3)封闭群中突变种所携带的突变基因通常导致动物在某些方面异常，从而可成为生理学、胚胎学和医学生物学研究的模型。3、杂交群动物的特点：遗传和表型上的均质性；具有杂交优势；具有同基因性；国际上应用广泛；4、近交系、封闭群、杂交群动物的命名（会出单选题）（1）近交系动物的命名：一般以大写英文字母或大写英文字母加阿拉伯数字命名，符号应尽量简短。如DBA、TA1 等。历史较长已获认可的品系仍然沿用原有的命名，如 129 等。近交代数：近交系的近交代数用大写英文字母 F 表示。一般在品系符号后的括号里以 F+数字表示近交代数，如 BALB/c（F20），在原品系的名称后加一道斜线，斜线后标明亚系符号，（2）封闭型动物的命名：封闭群由 2-4 个大写英文字母命名，种群名称前标明保持者的英文缩写名称，中间用冒号隔开。例如，N:NIH 表示由美国国立卫生研究院（N）保持的 NIH 封闭群小鼠。（3）杂交群按下面方式命名：雌性亲代名称在前，雄性亲代名称在后，二者之间以大写英文字母“X”相连表示杂交。将以上部分用括号括起，再在其后表明杂交的代数（如 F1、F2 等）。对品系或种群的名称可使用通用的缩写名称。如：（C57BL/6XDBA/2）F1B6D2F1。常用实验动物 小鼠：结肠没有结肠袋的：小鼠 小鼠与人类基因同源性高达 90%以上。成年体重：20-40g；18-35g，常用体重 18-22g。寿命：1-2 年。小鼠妊娠期 1921 天；哺乳期 2022 天 近交系小鼠特点：C57BL/6 是最为广泛应用的近交系小鼠品系，使用率为 14%，其次为 C3H，两品系加起来使用率占 27%。（1）C57BL/6J：嗜酒，肾上腺中类脂质浓度低，对放射线抗性中等，补体活性高。18 月龄以上小鼠各种肿瘤发病率低：淋巴瘤 20-25%，雌鼠白血病发病率 7-16%。经放射线照射后肝癌发病率高。12%有眼缺陷，1%有脑积水。（2）C57BL/6N 基本与 C57BL/6J 相同。发现其对结核杆菌敏感，对百日咳易感因子敏感，对脱脚病病毒有一定的抗性，对放射线有抗性，干扰素产量较高。2、C3H 品系特征：生活在普通条件下乳腺肿瘤发病率为80-100%，而生活在防护条件下的发病率只有7%。3、BALB/c 对 X 线照射极为敏感，老龄鼠常患心脏病、动脉硬化症。35%的动物在 20-21 月龄出现自发性单克隆 B 淋巴细胞瘤。4、DBA/2 35 日龄时听源性癫痫发病率为 100%5、CBA 乳腺肿瘤发病率 33-65%，雄性鼠肝细胞瘤发病率 25-65%。对中剂量放射线有抗性，对麻疹病毒高度敏感，携带视网膜退化基因（rd）。6、A 对 X-射线非常敏感，可作为致癌作用的活体测试动物。6 个月雌鼠 44%呈红斑狼疮和抗核抗体阳性。缺乏补体 C5。广泛用于癌症和免疫学研究。繁殖雌鼠乳腺癌发病率：80%（A）、40%（A/He）、和 25%（A/J）。7、AKR 淋巴性白血病自发率高，可达 60-100%,与 AKR/Cum 亚系之间互相排斥自发性淋巴瘤。大鼠 成年体重：300-400g；250-300g。常用体重：180-220g，不能呕吐；无胆囊；近交系：1.F344 大鼠的生物学特点:可作为多种大鼠移植性肿瘤的受体动物。是抗癌药物筛选实验，以及应用大鼠移植性肿瘤的实验研究的最常用动物。睾丸间质细胞瘤发病率可达 85-90%。可作为苯酮尿症、周边视网膜退化症的动物模型 2、SHR（Spontaneously Hypertensive Rat 自发性高血压大鼠)豚鼠：1 豚鼠属草食性动物 2 温顺、胆小 3 听觉发达 4 体内不能合成维生素 C 5 盲肠巨大 6 对抗菌素及某些有毒物质特别敏感 血中补体含量最高的动物 在生物医学中的应用：1 药物学研究：皮肤刺激实验 致畸研究 药效评价实验（平喘药和抗组胺药：豚鼠对组织胺类药物很敏感；镇咳药物；局部麻醉药；抗结核药物 2、过敏反应、迟发性变态反应研究豚鼠是过敏和变态反应研究的首选动物，豚鼠以抗原诱导的速发型过敏反应是常用的动物模型。3、传染病研究：是结核菌分离、鉴别、疾病诊断以及病理研究的首选动物。4、耳科学研究 5、其它：豚鼠用于 Vit.C 缺乏的研究。地鼠：地鼠属昼伏夜行动物，夜晚活动十分活跃。有嗜眠习惯，熟睡时，全身松弛，如死亡状，不易弄醒。对室温变化敏感，一般于 8-9时可出现冬眠。雌性比雄性凶猛，成年体重雌性 120g，雄性 100g。平均寿命为 2.5-3 年。颊囊组织相容性抗原缺失，缺少腺体和完整的淋巴通路，对外来的组织不产生免疫排斥反应，可用于培育人类肿瘤、组织等异源移植物。易产生 2 型糖尿病 地鼠在生物医学中的应用：人用疫苗生产 肿瘤学研究 糖尿病研究 冬眠和冬眠机制的研究 沙鼠 沙鼠是昼夜活动的动物，腹标记腺，或叫腹标记垫，不能构成完整的 Willis 环，如将单侧颈动脉结扎常发生脑梗塞，是研究人类脑血管疾病的理想模型。癫痫，糖尿病。高血脂、胆固醇吸收和代谢、流行性出血热病毒 1、家兔的生物学特点 1.行为学特性 （1）昼伏夜行，夜间十分活跃。（2）家兔外耳大，听觉和嗅觉十分灵敏。（3）散养的家兔喜欢穴居，有在泥土地上打洞的习性。（4）性情温顺，胆小怕惊，但群居性较差，如果群养同性别成年兔经常发生斗殴咬伤。（5）喜欢清洁、干燥、凉爽的环境。（6）家兔具有鼠类的啮齿力，喜欢磨牙且有啃木习惯。（7）家兔有从肛门直接食粪的癖好，以吃夜间排出的软粪为主，但不吃其他兔排泄的粪便。（8）家兔是严格的草食性单胃动物。2.生理学特性 性成熟：性成熟较早，体成熟年龄比性成熟推迟一个月。发情期：雌兔每两周发情一次，每次持续 34 天。排 卵：刺激性排卵动物，雄兔刺激后 1012h 排卵。妊 娠：怀孕期 3033 天，每窝产子数 410 只。生育年龄为 56 年。寿 命：810 年。3.解剖特点 （1）牙齿：牙齿与其它啮齿类动物一样，持续生长，以切齿最明显。（2）耳朵：外耳大，便于收集声音；血管丰富，可用于热量调节；血管清晰，便于采血和静脉给药。（3）眼睛：眼球大，便于手术和操作。家兔虹膜内色素细胞决定眼睛的颜色，白色家兔眼睛的虹膜完全缺乏色素，由于眼球内血管的血液颜色透露，看起来是红色的。（4）咽：细小，且易发生喉痉挛，气管插管困难。（5）圆小囊：回肠末端的一个淋巴组织样结构，灰白色，具有消化吸收功能，有类似鸟类腔上囊的功能。（6）减压神经：颈部有减压神经独立分支。兔颈神经血管束中有三根粗细不同的神经。最粗、白色者为迷走神经；较细，呈灰色者为交感神经；最细者为减压神经，位于迷走和交感神经之间。（7）心脏：心脏传导组织和起博点结构简单。兔的窦房结和房室结细长，由一层脂肪将房室结与纤维环分开,大部分传导组织靠近心内膜。（8）肾脏：单乳头肾，肾盏大，便于导管插入。尿是钙、镁的主要排泄途径，而大多数的哺乳动物是靠胆汁排泄钙。（9）骨骼：兔子骨骼重量仅占体重的 8%，而猫的比例为 13%2、家兔的主要品种、品系和在医学研究中的重点应用领域。1）新西兰白兔目前是世界范围内实验应用最广泛的品种，成年体重 45kg 2）日本大耳白兔（Japanese white）是我国实验研究应用最多的品种 3）青紫兰兔 4）其它 在生物医学中的应用 1.动脉粥样硬化研究，不用造模，直接有成品 2.药理毒理学研究（1）皮肤刺激实验和皮肤毒性试验 （2）发热及热原实验 家兔体温变化十分灵敏，易于产生发热反应，发热反应典型、恒定。因此，常选用家兔进行这方面的研究。热源测定、解热药效。3.免疫学研究 4.眼科学研究：家兔的眼球大，几乎呈圆形，便于进行手术操作和观察，是眼科研究中最常用的动物。5.实验外科学 6.肿瘤研究 1、犬的生物学特点。生物学特性 1.一般特性（1）有服从人意志的天性，可通过调教使其很好地配合实验，但是不合理的饲养及粗暴对待，亦可使之恢复野性。（2）习惯不停地运动，饲养场地需要有一定的活动范围。（3）汗腺很不发达，散热主要靠加速呼吸频率，舌伸出口外喘式呼吸，才能加速散热。（4）嗅脑、嗅觉器官和嗅神经极为发达，犬的嗅觉能力是人的 1200 倍，听觉也达人类的 16 倍（50-55000Hz;800-20000Hz），味觉迟钝，吃东西时，很少咀嚼。（5）视力很差，每只眼有单独视力，视角 25 以下，正面景物看不清，对移动物体感觉灵敏，视网膜无黄斑，即无最清晰的视觉点。视野仅 2030m，红绿色盲。（6）犬喜食肉类、脂肪及啃咬肉骨头。由于长期家畜化，也可杂食或素食，但饲料中应保证其对动物蛋白和脂肪的基本需要。（7）犬有 A、B、C、D、E 五种血型，只有 A 型血有抗原性，可引起输血反应，其它四型可供各血型犬受血。（8）神经系统发达，存在不同的神经类型，常常影响实验中的反应。2.生理学特点（1）犬性成熟 280400 天，适配年龄雄犬 1.5 2 岁，雌犬 11.5 岁。为单发情动物，多数在春、秋季发情。发情期 1319 天，发情后 23d 排卵。性周期 180（126 240）天，妊娠 60（59 68）天，哺乳期 60 天，每窝产子数 1 12 只。（2）犬染色体为 2n=78；寿命为 12 22 年。3.解剖学特点（1）牙齿：犬的牙齿具备肉食动物特点，犬齿大而锋利。乳齿齿式 2（门 3/3，犬 1/1，前臼 3/3，臼 0/0）28 个。成年齿式 2（门 3/3，犬 1/1，前臼 4/4，臼 2/3）42 个。根据犬齿发育、磨损情况可初步判断犬的年龄。（2）骨骼系统：阴茎骨是犬科动物特有的骨。犬的锁骨为三角形骨片或软骨板，或者完全退化。（3）消化系统：食管全部由横纹肌构成，胃较大，肠道短，仅为体长的 34 倍。（4）生殖系统：雄犬无精囊腺和尿道球腺，有一块阴茎骨；雌犬有双角子宫，乳头 45 对。（5）循环系统：比较发达，与人相似。心脏较大，约占体重的 0.1%0.5%。2、犬的主要品种、品系和在医学研究中的重点应用领域。1.比格犬（Beagle）标准的实验用犬。2.四系杂交犬(4-Way Ovoss)3.纽芬兰犬 4.民间杂交犬：华北犬，西北犬，中国猎犬，西藏牧羊犬，四眼犬 5.其他：黑白斑点短毛犬（Dalmation）：一种黑白花斑点的 短毛犬。可作为特殊的嘌呤代谢动物模型。在生物医学中的应用 1.实验外科学 2.药理毒理学实验 3.基础医学研究 犬是目前基础医学研究和教学中最常用的动物之一。尤其在生理、药理、病理生理等实验研究中起着重要的作用。4.营养学和生理学研究 5.口腔医学 1、猪的生物学特点。生物学特性 1.行为学特性（1）采食行为（2）排泄行为 猪是家畜中最爱清洁的动物。（3）群居行为 （4）繁殖行为母猪通常在安静时间分娩，一般多在下午 4：00 钟以后，特别是在夜间产仔多见。2.生理学特点（1）嗅觉：猪的嗅觉灵敏，猪鼻筒较长，嗅区广阔，嗅粘膜的绒毛面积较大，分布在这里的嗅觉神经非常发达。（2）听觉：猪的听觉器官发达，猪的耳型大，外耳腔深而广，如同扩音器的喇叭，搜索音响的范围广，即使很弱的声音都能觉察到，尽管猪的耳朵相对活动较少，但头部转动灵活，可以迅速判断声音的方向。（3）视觉：猪的视觉很弱，视距较短，视野范围小，识别能力差，猪对事物的识别和判断，其视觉只能起到辅助作用，主要通过嗅觉和听觉来完成。（4）繁殖：一般性成熟为 3 月龄4 月龄，为全年性多发情期动物，性周期 21（1630）d，妊娠期 114（109120）d，产仔数 2 头12 头，哺乳期 60 d 左右。猪寿命最长达 27 年，平均 16 年。（5）体温调节：猪是恒温动物，对外界温、湿度变化敏感，汗腺不发达，幼猪和成年猪都不耐热。3.解剖学特点（1）消化系统：猪为杂食性动物，消化系统的解剖结构与人类存在差异，但是消化生理功能与人类十分相似。消化系统有一个典型的特点是在幽门括约肌附近有一块外翻的肌肉称为幽门圆枕。广泛用于内镜、腹腔镜、生物材料的植入和慢性瘘管等胃肠道模型。（2）呼吸系统：小型猪支气管分布较其他种类的动物明显。小型猪呼吸道功能的研究主要包括神经化学解剖和平滑肌功能研究，它是急性呼吸窘迫症和哮喘研究的理想实验动物。（3）血液循环：（4）骨骼肌肉系统：广泛应用于颞下颌关节、骨愈合和移植技术等。（5）泌尿系统：雄性小型猪难于经尿道口进行导尿管插入，但可以在会阴部经皮进行导尿管插入术。可以作为肾内反流或肾性高血压的良好模型。2、猪的主要品种、品系和在医学研究中的重点应用领域。实验用小型猪就是家猪 家猪 6 月龄体重：90100kg；小型猪 6 月龄体重：1245kg 1.哥廷根小型猪 33%来自明尼苏达小型猪，59%来自越南大腹猪，8%来自德国长白猪。目前世界范围内应用最广泛的实验用小型猪。2.尤卡坦小型猪和尤卡坦微型猪 3.汉福德小型猪生物学特性：白色的皮肤和被毛使他们特别适合皮肤研究。由于缺少脂肪使汉福德小型猪成为一个很好的外科研究模型。心脏侧支循环很少且与人类心脏大小极其相似，使汉福德小型猪成为极好的心血管模型。4.辛克莱小型猪 是世界上明确以实验研究为目的而培育的第一个小型猪种群。5.贵州小型猪 猪与人类在结构和功能上有很多相似 体型大小 社会行为 饮食习惯 食物结构 胃肠道系统 消化道酶学 内分泌/旁分泌系统 免疫系统 皮肤结构与功能 肾脏结构与功能 冠状动脉分布 易发肥胖 呼吸频率 潮气量 肺脏血管床结构 在医学研究中的应用 1.心血管系统 猪在心血管系统的解剖、生理和对致动脉粥样硬化食物的反应方面与人类高度一致，使其成为动脉粥样硬化、心肌梗死和一般心血管系统研究的通用标准模型。研究模型：心律失常、肌原纤维变性和坏死、心肌梗死、持久性动脉导管、心脏停搏、心脏发育、动脉粥样硬化、心肌肥大症、充血性心肌症、感染性心内膜炎/心包炎、心脏移植、心脏瓣膜生物假体、大动脉移植和分流手术等。2.消化系统 3.泌尿系统 4.皮肤：猪也是皮肤和整形外科手术的标准模型。5.小儿科 6.免疫系统 7.药理毒理学：猪是杂食动物，与人类有着相似的细胞色素氧化酶 P450 系统（除了缺乏 CYP2C19 和CYP2D6），是药理毒理学研究中非啮齿类动物的又一个选择。8.异种器官移植（四）1、猴的生物学特点。恒河猴被称为标准的实验用灵长类动物，食蟹猴的应用数量也呈增长的趋。生物学特性 猕猴为杂食性动物，有颊囊，可用来储存食物。体内不能合成维生素 C，需从食物中摄取。恒河猴属于国家二级保护动物 食蟹猴目前被列入濒危野生动植物种国际贸易公约附录 II 2、猴的主要品种、品系和在医学研究中的重点应用领域。在生物医学中的应用 1.药理毒理学研究 2.传染病研究和疫苗试验 猕猴是某些人类传染病病原除人以外的唯一易感动物。在这些疾病的发病机制、预防和治疗研究中，猕猴成为重要的模型动物。尤其在疫苗研制和保护性评价研究中均离不开动物感染模型。在制造和鉴定脊髓灰质炎疫苗时，猕猴是唯一的实验动物。AIDS 3.生理学研究 4.人类重大疾病和器官移植研究 （五）猫、羊、鸡、鱼的突出生物学特点。猫不能利用胡萝卜素作为维生素 A 的来源，需食物补充。呕吐反应灵敏。猫对吗啡的反应和一般动物相反，大鼠、兔、狗、猴等主要表现为中枢抑制，而猫却表现为中枢兴奋。属刺激性排卵动物，淋巴细胞性白血病（猫泛白细胞减少症）作为 AIDS 病的动物模型 绵羊为免疫学研究中常用的动物，可用其制备抗人或抗兔蛋白的免疫血清，用于免疫学诊断研究和诊断试剂的生产。红细胞是许多血清学试验如体外结合试验的主要材料。此外，还用于生理学实验，实验外科学等。鸡肺为海绵状，紧贴于肋骨上，无肺胸膜及膈膜。无膀胱，输尿管直通泄殖腔，粪尿常一起排放。在泄殖腔上有重要免疫器官法氏囊。胸腺紧贴于细长的颈部皮下，红细胞有核，呈椭圆形。白来航鸡 鱼类的皮肤不同于哺乳类动物，鱼用腮呼吸，只有一个心房和一个心室。网状内皮系统无淋巴结，质量控制 遗传学、微生物和寄生虫学、营养、环境 一、遗传学 常用近交系小鼠：C57BL/6,DBA,DBA,A,AKR,BALB/C,CBA,C3H 常用近交系大鼠：ACI,BN,BUF,COP,F344,SHR,LEN 近交系：1、基础群：目的是保持近交系自身的传代繁衍和提供种源，以全同胞兄妹交配方式繁殖 2.血缘扩大群：种动物来自基础群，以全同胞兄妹交配方式繁殖 3.生产群：目的是生产供应实验用近交系动物，种动物来自基础群或血缘扩大群，生产群一般以随机交配方式进行繁殖，代数一般不超过 4 代，所以要不断的从基础群和血缘扩大群向生产群引进动物，确保基础群与生产群动物的血缘关系和遗传的一致性。红绿灯生产体系。封闭群：非近亲交配方式 4 代以上 封闭群亦称远交群。杂交 F1 代：由两个近交系杂交生育的第一代动物，其遗传组成均等地来自两个近交系，实验动物遗传学监测的常用技术方法 1、生化标记基因检测：是近交系动物遗传纯度常规检测中的常规方法。抽样 对基础群，凡在子代留有种鼠的双亲动物进行检测。对生产群，要求从每个近交系中随机抽取成年动物，雌雄各半。100 只以下抽 6 只，100 只以上抽 6%生化标记基因的选择及常用近交系动物的生化遗传概貌 近交系小鼠选择位于 10 条染色体上的 14 个生化位点 近交系大鼠选择位于 6 条染色体上的 11 个生化位点 2 皮肤移植法 (skin grafting)每个品系随机抽取至少 10 只相同性别的成年动物，进行同系异体皮肤移植。3 毛色基因测试（coat color gene testing）、免疫标记基因检测（immunogenetic makers）、下颌骨测量法（mandible measure-ment）、染色体标记检测（cytogenetic techniques）、DNA 多态检测法（DNA markers）等。实验动物微生物学和寄生虫学质量控制 1 普通级动物、清洁级动物、SPF 级动物和无菌动物（悉生动物）的定义、饲养环境、来源和应用（1）普通级动物 是不携带人兽共患病和动物烈性传染病的病原。如鼠痘病毒、流行性出血热病毒、弓形体等。饲养条件：普通开放环境。示教（2）清洁级动物（Clean animal，CL）是指除普通动物应排除的病原体外，不携带对动物健康危害大和对科学研究干扰较大的病原的动物，如鼠肝炎病毒、仙台病毒、体外寄生虫等。饲养条件：屏障环境 来源：SPF 动物扩群（3）无特定病原体动物(Specific Pathogen free,SPF)是指除清洁级动物应排除的病原外，不携带主要潜在感染或条件致病和对科学实验干扰大的病原的动物，如绿脓杆菌。（4）无菌动物（Germfree animal，GF）动物的体表体内不携带其它生命体（包括一切微生物和寄生虫）的实验动物。饲养条件：无菌隔离器内 来源：第一代通过无菌剖腹产术，人工哺乳获得；以后通过无菌动物雌雄交配繁殖或无菌剖腹产术，保姆鼠代乳扩群。无菌动物的特征 盲肠肥大（5）悉生动物（Gnotobiotic animal，GN）又称已知菌动物，指动物体内带有明确的微生物种类的动物。饲养条件：无菌隔离器内 来源：人为将已知的微生物投给无菌动物，使其体内带有已知菌。实验动物中常见的疾病，包括人畜共患病和烈性传染病 一、人畜共患病 1.流行性出血热 病原：流行性出血热病毒（Bunyaviridae,Hantavirus)流行病学：传染源：带毒野鼠和实验大鼠 传播途径：咬伤接触传播，气溶胶吸入 易感动物：大小鼠及其它啮齿类动物 临床症状：大小鼠无临床症状，人感染后得流行性出血热，典型表现有发热、出血和肾脏损害三类主要症状。诊断：临床症状和病理做初步诊断，确诊进行病毒分离鉴定和血清学诊断。预防和控制：饲养区内外捕杀野鼠，不从无生产许可证单位购买动物，不饲养普通级大小鼠。扑杀血清学 检查阳性鼠群，消毒、隔离。2、弓形虫 3、狂犬病 4、布氏杆菌病 5、猴 B 病毒感染 6、沙门氏细菌 7、淋巴细胞脉络丛脑膜炎 二 主要的烈性传染病 1、鼠痘 2、兔瘟 3、犬瘟热 4、犬细小病毒 5、猪气喘 6、鼠肝炎 实验动物营养与饲料质量控制 必需氨基酸：异亮、亮、色、苏、苯丙、赖、蛋、缬氨酸 碳水化合物包括无氮浸出物和粗纤维 脂类是脂肪和类脂的总称 不饱和脂肪酸中的亚油酸，-亚麻酸是动物机体 不可缺少而自身不能合成的脂肪酸，必须通过饲料供给，称为必需脂肪酸。当动物在长期摄入的食物中缺乏某种矿物质，就可导致动物相应的矿物质缺乏症。相反，当矿物质的用量过大，会引起动物相应的矿物质中毒症。豚鼠不能合成 Vc，注意对 Vc 的补给。营养需要是指动物群体每天对蛋白质、脂肪、碳水化合物、水分、矿物质和维生素等各种营养物质的平均需要量。维持需要（maintenance requirement）生产需要（production requirement）：成品饲料的储存：储存期不超过 3 个月。夏季、霉雨季节储存期不超过 2 个月。成品饲料的检测分为出库检测和型式检验 矿物质缺乏对实验动物的影响 常量元素：钙、磷、钾、钠、氯、镁等，占实验动物体重的 001以上 微量元素：铁、铜、锌、锰、碘等，后者则占其体重 001以下 各种实验动物的营养需要 1 小鼠每公斤饲料中添加维生素 E50mg，可显著提高小鼠受孕率、产仔率。无菌小鼠还应注意补充 B 族维生素和维生素 K。2 大鼠蛋氨酸和 0.48%的赖氨酸，可提高大鼠的生长速度，18-20%的粗蛋白质可满足大鼠的生长、妊娠和泌乳的需要，大鼠对各种营养素的缺乏敏感，应特别注意脂肪酸的供给，必需脂肪酸含量占总能量的 1.3%，其中亚油酸在饲料中含量不能低于 0.3%，大鼠对镁需要量较多，3 地鼠：粗蛋白 4.豚鼠：精氨酸，维生素 C 5.非人灵长类:补充 Vc，新鲜水果和蔬菜 实验动物的环境和设施的质量控制 普通环境 设施符合动物居住的基本要求，不能完全控制传染因子，适用于饲育教学等用途的普通级实验动物。屏障环境 设施适用于饲育清洁实验动物及无特定病原体实验动物，该环境严格控制人员、物品和环境空气的进出。隔离环境 设施采用无菌隔离装置以保持无菌或无外来污染动物。该环境设施适用于饲育无特定病原体、悉生及无菌实验动物。适宜的相对湿度是 40%-70%气流速度:0.1-0.2m/s 光照：工作照度:200lx 动物照度:1520lx（小动物），100-200lx（大动物）昼夜明暗交替时间：12/12 或 10/14h 噪声 25-40 dB 是相对安静的环境；60dB 以下 氨14mg/m3（动态指标）高浓度时，它产生酸中毒、麻醉反应以及最终窒息 大鼠小鼠的屏障环境的温度：20-26 屏障系统人员、动物和物品的进出控制 一 屏障系统(Barrier System)定义：是指一个相对密闭的实验动物设施环境，设有恒温、恒湿和除菌换气系统。要求送入空气的洁净度达 5 级，室内保持正压，具有严格的微生物控制系统，用以饲养清洁级或 SPF 级动物。实验动物环境设施国家标准 屏障环境人员物品流向 双走廊设施：外环境一更间更衣（淋浴）二更间更无菌衣（风淋）缓冲间清洁走廊动物饲养室、实验室、洁净物品接收储存间污物走廊缓冲间屏障外。单走廊设施：外环境一更间更衣（淋浴）二更间更无菌衣（风淋）缓冲间清洁走廊动物饲养室、实验室、洁净物品接收储存间清洁走廊缓冲间屏障外。常用物品的消毒灭菌方法 高温干燥灭菌 高压蒸汽灭菌 气体灭菌 过滤除菌 辐射灭菌 化学药物 遗传修饰动物 名词：1）遗传修饰动物：（genetic modified animal）：经人工诱发突变或特定类型基因组改造建立的动物。包括：转基因动物、基因定位突变动物、诱变动物等 2）转基因动物：（transgenic animal）：通过非同源重组（比如，原核显微注射）、逆转录病毒感染插入或者同源插入等方法，把一个外源 DNA 片断整合或者插入到目的动物的基因组中形成的动物，这些改变的性状可以遗传给后代。其中，整合到动物染色体基因中的外源基因被称为转基因(trans-gene)。这种转移目的基因的过程称为转基因作用(transgenesis)。3）基因定位突变动物：（animals with targeted mutations）：把外源性 DNA 或内源性的基因通过同源重组的方法介导基因破坏、置换或者重复到目的动物的基因组内建立的动物 4）基因敲除动物：基因敲除(gene knock-out，KO)，也称为基因打靶(gene targeting)，是转染的外源 DNA 序列与细胞内的同源基因组序列间的同源重组过程。基因敲除的实质是通过同源重组，将外源基因定点整合入靶细胞基因组某一确定位点，以达到定点修饰改造染色体上某一基因的目的。5）基因敲入动物：基因敲入(gene knock-in,KI)是利用基因同源重组，将外源有功能基因（原基因组不存在或已失活的基因），转入细胞与基因组中的同源序列进行同源重组，插人到基因组中，在细胞内获得表达的技术。其制备方法类似于 KO 小鼠，区别在于载体的设计不同，即在一个内源基因编码区被删除的同时，在该位点插入另一个相关基因编码区 6）基因敲减动物、基因沉默(gene silencing)现象被发现后，基于该原理的 RNA 干扰(RNA in-terfere，RNAi)技术被迅速应用于基因修饰。将体外合成的小 RNA(siRNA)转染到细胞后可诱导目的基因的瞬时沉默。同理，也可实现部分或彻底干扰动物个体中靶基因的正常表达水平 7）条件性基因敲除动物：条件性(conditional)基因敲除/敲入/敲减是指通过基因工程手段，有条件地制备的遗传修饰动物的方法。目的是使靶基因被敲除、敲入或敲减于某个特定的组织或特定的发育时期，或者其表达受某种特定外源物质的诱导和控制（如某种抗生素）。8）基因捕获动物：与基因敲除相比，基因捕获因为单次转染所得的 ESC 克隆