实验动物学第八章实验动物的选择和应用精选PPT.ppt

关于实验动物学第八章实验动物的选择和应用第1页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/112第一节第一节 实验动物的选择原则实验动物的选择原则一、根据与人相似性的原则选择动物一、根据与人相似性的原则选择动物1.1.选用在整体上与人的结构、功能及进化程度相似的实验动物选用在整体上与人的结构、功能及进化程度相似的实验动物灵长类病原微生物的感染谱灵长类病原微生物的感染谱猕猴的生殖生理猕猴的生殖生理生物药品的长期毒性试验生物药品的长期毒性试验2.2.选用在局部与人的系统、器官结构、功能相似的实验动物选用在局部与人的系统、器官结构、功能相似的实验动物犬、猫的血液循环、神经系统犬、猫的血液循环、神经系统猪的皮肤结构、心血管系统猪的皮肤结构、心血管系统蛙的反射弧实验蛙的反射弧实验第2页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/113巴马小型猪皮肤和人皮肤的比较A 巴马小型猪，B 人第3页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/114猴、犬、大鼠与人在药物代谢方面的相似性猴、犬、大鼠与人在药物代谢方面的相似性动物种类动物种类与与 人人 相相 似似 性性强强中中弱弱-无无合计合计猴猴121215154 43131犬犬5 5121214143131大鼠大鼠1 1131317173131第4页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/113.3.选用群体分布与人相似的实验动物选用群体分布与人相似的实验动物以群体为对象的研究课题，要选择群体基因型、表现型分布与人相似的实验动物。如作药物筛选和毒性试验时，除了应考虑人类与实验动物群体在代谢类型上的差异外，通常以封闭群模拟自然群体基因型，因为封闭群动物既保持其个体基因的杂合状态，又保持其群体基因频率的稳定性。近交系动物由于其基因高度纯合，表型一致，因而对试验刺激也一致。但是对于同一种实验刺激，不同近交系由于其遗传组成不同，因而对实验刺激的敏感性也不同，有的品系高，有的品系低，它不能反映人作为基因杂合状态下对实验刺激的反应，因而一般药物筛选和毒性试验不选用近交系。第5页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/116封闭群的实验数据：因为群体内个体差异，表现为标准差大，但它反映了种属对刺激的反应。近交系的实验数据：因为群体内个体差异极小，表现为标准差小，但同一刺激对不同近交系反应不同，有的高，有的低，它仅反映某个基因型对刺激的反应。封闭群与近交系实验结果的比较示意图封闭群近交系A近交系B正常组实验组第6页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1174.4.选用与人类疾病特点相似的实验动物选用与人类疾病特点相似的实验动物 同一种病因同一种病因/病原对不同动物（包括人）的致病作用各不病原对不同动物（包括人）的致病作用各不相同，有的差异很大，而有的却非常相似。要寻找与人类有关相同，有的差异很大，而有的却非常相似。要寻找与人类有关疾病相似或接近的自发或诱发性疾病动物模型，选择合适的疾疾病相似或接近的自发或诱发性疾病动物模型，选择合适的疾病动物模型进行实验研究。病动物模型进行实验研究。中国仓鼠易产生自发性糖尿病中国仓鼠易产生自发性糖尿病自发性高血压大鼠（自发性高血压大鼠（SHRSHR）第7页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/11选用遗传工程动物疾病动物模型的注意点选用遗传工程动物疾病动物模型的注意点由于人类的许多疾病是多基因遗传，而目前基因修饰技由于人类的许多疾病是多基因遗传，而目前基因修饰技术仅是增加或敲除术仅是增加或敲除1 1个基因，其表型只是部分模拟和类似于个基因，其表型只是部分模拟和类似于人某些疾病的临床表现和病理改变；另外，一个基因产物在人某些疾病的临床表现和病理改变；另外，一个基因产物在体内不同器官的表达会产生不同的生物学效应，增加或敲除体内不同器官的表达会产生不同的生物学效应，增加或敲除1 1个基因除了产生我们预期的特定疾病的部分临床表现外，个基因除了产生我们预期的特定疾病的部分临床表现外，还可能产生其它方面的病理改变，这从遗传角度阐明和解还可能产生其它方面的病理改变，这从遗传角度阐明和解释某些疾病的发病机理上有一定的局限性。释某些疾病的发病机理上有一定的局限性。8第8页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/119二、二、根据解剖和生理学特点选择实验动物根据解剖和生理学特点选择实验动物1.1.选用解剖特点符合实验目的和要求的动物选用解剖特点符合实验目的和要求的动物 兔的胸腔结构兔的胸腔结构 兔的减压神经兔的减压神经 犬和兔的甲状旁腺犬和兔的甲状旁腺大鼠、仓鼠无胆囊大鼠、仓鼠无胆囊 2.2.选用生理特点符合实验目的和要求的动物选用生理特点符合实验目的和要求的动物 犬的红绿色盲犬的红绿色盲 兔对致热原十分敏感兔对致热原十分敏感 犬和猫对呕吐反应敏感犬和猫对呕吐反应敏感 豚鼠易于致敏豚鼠易于致敏 致敏比较：豚鼠致敏比较：豚鼠 兔兔 犬犬 小鼠小鼠 猫猫 青蛙青蛙 豚鼠对维生素豚鼠对维生素C C缺乏敏感缺乏敏感家兔对射线十分敏感家兔对射线十分敏感 第9页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/11103.3.选用体型和脏器大小符合实验目的和要求的动选用体型和脏器大小符合实验目的和要求的动物物动物体型大小决定了脏器的大小。充分考虑获得的样品数量能否满足动物体型大小决定了脏器的大小。充分考虑获得的样品数量能否满足试验的需要。在药物代谢动力学研究过程中，选择大鼠或犬。试验的需要。在药物代谢动力学研究过程中，选择大鼠或犬。为临床操作打基础，应选用与临床操作较接近的动物。如模拟为临床操作打基础，应选用与临床操作较接近的动物。如模拟人类心脏移植手术操作的动物实验，由于猪的心脏形态大小与人类心脏移植手术操作的动物实验，由于猪的心脏形态大小与人很接近，常选择猪进行实验；做胎儿围产期实验，用孕羊较人很接近，常选择猪进行实验；做胎儿围产期实验，用孕羊较好，因羊一胎产仔好，因羊一胎产仔1 12 2只，且大小体重与人类相似。只，且大小体重与人类相似。第10页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/11114.注意某些药物在不同动物身上有不同反应吗啡：犬、兔、猴、大鼠和人应用吗啡后产生中枢抑制，而小鼠和猫则是兴奋作用。降血脂药安妥明：可使家犬下肢瘫痪，而对猴及其它动物不能引起这样的副作用。苯可引起兔白细胞减少及造血器官发育不全，而对犬却引起白细胞增多及脾脏和淋巴结增生。苯胺及其衍生物对犬、猫和豚鼠能引起与人相似的病理变化，产生变性血红蛋白，但对兔则不易产生变性血红蛋白，在鼠则完全不产生。性激素可使犬易发生化脓性子宫内膜炎而死于败血症。第11页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1112三、根据标准化的原则选用实验动物三、根据标准化的原则选用实验动物 野生动物：野生动物：不易获得年龄、体重一致的一批动物不易获得年龄、体重一致的一批动物遗传背景不清遗传背景不清健康状况有差异健康状况有差异机体反应性不一致机体反应性不一致 标准化实验动物标准化实验动物具有明确的遗传背景具有明确的遗传背景排除细菌、病毒、寄生虫和潜在疾病的影响排除细菌、病毒、寄生虫和潜在疾病的影响排除环境因素的影响排除环境因素的影响减少实验误差，提高结果的科学性和准确性减少实验误差，提高结果的科学性和准确性 能得到国际上的承认能得到国际上的承认 第12页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1113四、四、选用的动物品系应符合实验要求选用的动物品系应符合实验要求 不同品系代表实验动物的不同遗传基因型，因而具有不同不同品系代表实验动物的不同遗传基因型，因而具有不同的生物学特性，对同一刺激的反应差异很大，在选择时必须注的生物学特性，对同一刺激的反应差异很大，在选择时必须注意。意。内源性激素：内源性激素：A A系小鼠的促性腺激素含量比系小鼠的促性腺激素含量比DBADBA小鼠低小鼠低1.51.5倍。倍。外源性激素：外源性激素：C57BLC57BL小鼠对肾上腺皮质激素的敏感性比小鼠对肾上腺皮质激素的敏感性比DBADBA及及BALB/cBALB/c小鼠高小鼠高1212倍。倍。酶活性：酶活性：A A系小鼠肝脏的系小鼠肝脏的葡萄糖酸活性只有葡萄糖酸活性只有C3HC3H小鼠的十几分小鼠的十几分之一。之一。用用激激素素超超排排卵卵：C57BL/6JC57BL/6J属属高高排排卵卵品品系系，而而BALB/cBALB/c属属低低排排卵卵品品系。系。第13页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1114物理因素：物理因素：3535日龄日龄DBA/2DBA/2小鼠对音响刺激非常敏感，闻电铃声后小鼠对音响刺激非常敏感，闻电铃声后可出现特殊的发作性痉挛，甚至死亡，而可出现特殊的发作性痉挛，甚至死亡，而C57BLC57BL小鼠却根本不小鼠却根本不会出现这种反应。会出现这种反应。化学试剂：对相同浓度的氯仿，化学试剂：对相同浓度的氯仿，DBA/2DBA/2雄性小鼠死亡率为雄性小鼠死亡率为75%75%，DBA/1DBA/1为为51%51%，C3HC3H为为32%32%，BALB/cBALB/c为为10%10%。病毒感染：病毒感染：DBA/2DBA/2及及C3HC3H小鼠对新城疫病毒（小鼠对新城疫病毒（Newcastle virusNewcastle virus）的反应和）的反应和DBA/1DBA/1小鼠完全不同，前者引起肺炎而后者引起脑炎。小鼠完全不同，前者引起肺炎而后者引起脑炎。自发性肿瘤：自发性肿瘤：C57BL/6JC57BL/6J、BALB/cBALB/c等为低发乳腺癌品系，而等为低发乳腺癌品系，而C3HC3H雌鼠乳腺癌自发率达雌鼠乳腺癌自发率达90%90%，AKRAKR小鼠白血病自发率达小鼠白血病自发率达65%65%。第14页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1115实验动物种类实验动物种类最长寿命（年）最长寿命（年）平均寿命（年）平均寿命（年）猩猩猩猩37372020狒狒狒狒24241515猴猴30301010犬犬20201010猫猫30301212家兔家兔15158 8豚鼠豚鼠7 75 5大鼠大鼠5 53 3小鼠小鼠3 32 2猪猪27271616山羊山羊18189 9五、选用的动物年龄和体重应符合实验要求选择五、选用的动物年龄和体重应符合实验要求选择不同动物的寿命不同动物的寿命 第15页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1116与人性成熟期相对应的动物年龄与人性成熟期相对应的动物年龄与人性成熟期相对应的动物年龄与人性成熟期相对应的动物年龄第16页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1117应根据实验目的来选择适龄动物应根据实验目的来选择适龄动物 一般实验采用性成熟前后生长发育期的成年动物一般实验采用性成熟前后生长发育期的成年动物 成年实验动物体重一般为：成年实验动物体重一般为：小鼠：小鼠：18-22g18-22g，大鼠：，大鼠：180-220g180-220g，豚鼠：，豚鼠：350-650g350-650g，兔：兔：2-2.5kg2-2.5kg，猫：，猫：1.5-2.5kg1.5-2.5kg，犬：，犬：6-10kg6-10kg 长期试验选用幼龄动物长期试验选用幼龄动物 小鼠：小鼠：15-18g15-18g，大鼠：，大鼠：80-100g80-100g，豚鼠：，豚鼠：150-200g150-200g，兔：，兔：1.5-1.8kg1.5-1.8kg，猫：，猫：1.0-1.5kg1.0-1.5kg，犬：，犬：6-8kg6-8kg。老龄动物除了用作老年医学研究外，其他学科很少应用老龄动物除了用作老年医学研究外，其他学科很少应用 第17页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1118 注意事项注意事项根据年龄判断体重或根据体重判断年龄要注意品种品系根据年龄判断体重或根据体重判断年龄要注意品种品系的不同的不同同批动物的年龄、体重尽可能一致，相差不应超过同批动物的年龄、体重尽可能一致，相差不应超过10%10%。在选择动物时，必须了解所选动物的寿命、怀孕期、在选择动物时，必须了解所选动物的寿命、怀孕期、哺乳期等一些指标，这些指标对保证研究工作的顺利哺乳期等一些指标，这些指标对保证研究工作的顺利进行及试验结果的分析是非常有用的。进行及试验结果的分析是非常有用的。第18页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1119六、选用的动物性别应符合实验要求六、选用的动物性别应符合实验要求 在药理学、毒理学实验研究中如无特殊要求，一般宜选用雌雄在药理学、毒理学实验研究中如无特殊要求，一般宜选用雌雄各半，以避免由性别差异造成的误差。各半，以避免由性别差异造成的误差。动物性别对药物敏感性的比较动物性别对药物敏感性的比较第19页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/11下列动物实验可选用单性别下列动物实验可选用单性别1.1.与性别有关的解剖、生理、病理实验；与性别有关的解剖、生理、病理实验；2.2.与性别无关的解剖、生理、病理实验；与性别无关的解剖、生理、病理实验；3.3.已知药物作用与性别无关，如糖尿病、高血压；已知药物作用与性别无关，如糖尿病、高血压；4.4.性器官对实验的影响，如热板法筛选镇痛药物时不性器官对实验的影响，如热板法筛选镇痛药物时不用雄性小鼠。用雄性小鼠。第20页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1121七、七、选用的动物生理状态应符合实验要求选用的动物生理状态应符合实验要求动动物物的的特特殊殊生生理理状状态态如如怀怀孕孕、哺哺乳乳等等对对实实验验结结果果影影响响很很大大。如如非非专专门门研研究究妊妊娠娠、哺哺乳乳等等实实验验，应应去去除除特特殊殊生生理理状状态态的的动动物物，以以减减少结果的个体差异。少结果的个体差异。健康动物对刺激的耐受性较患病动物高。健康动物对刺激的耐受性较患病动物高。外外购购的的实实验验动动物物，应应适适应应性性饲饲养养、观观察察检检疫疫3-73-7天天，证证实实其其身身体体健康后才开始实验。健康后才开始实验。饥饥饿饿、衰衰竭竭、寒寒冷冷、炎炎热热情情况况下下，动动物物实实验验结结果果不不稳稳定定。应应加加强强饲饲养管理，控制环境条件。养管理，控制环境条件。第21页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1122八、动物的易获得性及动物成本、饲养成本的八、动物的易获得性及动物成本、饲养成本的综合考虑综合考虑根根据据科科研研经经费费的的预预算算，在在宏宏观观上上估估计计不不会会影影响响实实验验结结果果的的前前提提下下，选选择择最最易易获获得得、最最经经济济、最最易易饲饲养养管管理理的的实实验验动动物进行实验研究。物进行实验研究。开题前做好调查，以免在实施计划时无法获得所需实验动物。开题前做好调查，以免在实施计划时无法获得所需实验动物。第22页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1123值得注意的是，在实验设计中，如何科学地选择实验动物应从多方面考虑。在结合上述选择原则和实际科研经费预算基础上，还应结合课题组实验室硬件和软件等条件综合考虑、权衡利弊，充分预计选择的实验动物对实验结果的影响。第23页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1124第二节第二节 实验动物在药理学研究中的应用实验动物在药理学研究中的应用 药理学包括药效学、一般药理学和药物代谢动力学等，除了小部药理学包括药效学、一般药理学和药物代谢动力学等，除了小部分药效学研究可用体外或离体动物实验外，一般药效学和药物代分药效学研究可用体外或离体动物实验外，一般药效学和药物代谢动力学研究离不开整体动物实验研究。谢动力学研究离不开整体动物实验研究。大部分药效学研究要使用动物模型大部分药效学研究要使用动物模型选选择择何何种种动动物物，应应参参考考上上述述的的实实验验动动物物选选择择原原则则和和实实验验的的具具体体要要求求进进行行，如如对对动动物物进进行行长长时时间间多多次次采采样样，则则用用小小动动物物是是不合适的。不合适的。为为了了观观察察不不同同种种属属动动物物对对药药物物的的反反应应性性，最最好好同同时时选选用用两两种种以以上上动物。动物。第24页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1125一、神经系统的药物研究一、神经系统的药物研究作用于神经系统的药物研究一般使用健康成年的作用于神经系统的药物研究一般使用健康成年的小鼠和大鼠，除非特定需要，一般不选用幼鼠或小鼠和大鼠，除非特定需要，一般不选用幼鼠或老年鼠。老年鼠。1.1.镇痛药研究：小鼠、大鼠、兔镇痛药研究：小鼠、大鼠、兔2.2.解热药研究：兔解热药研究：兔3.3.神经功能药研究：猫神经功能药研究：猫第25页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1126二、心血管系统的药物研究二、心血管系统的药物研究1.1.抗心肌缺血和心率失常药物研究：犬、猫、兔、豚抗心肌缺血和心率失常药物研究：犬、猫、兔、豚鼠鼠2.2.降压药物研究：犬、猫、大鼠降压药物研究：犬、猫、大鼠3.3.治疗心功能不全药物研究：犬、猫、豚鼠治疗心功能不全药物研究：犬、猫、豚鼠4.4.降血脂药物研究：大鼠、兔降血脂药物研究：大鼠、兔5.5.抗动脉粥样硬化药物研究：兔、鹌鹑抗动脉粥样硬化药物研究：兔、鹌鹑6.6.调心功能药物研究：青蛙、蟾蜍调心功能药物研究：青蛙、蟾蜍第26页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1127三、呼吸系统的药物研究三、呼吸系统的药物研究1.1.镇咳药物研究：豚鼠、犬、猫镇咳药物研究：豚鼠、犬、猫2.2.支气管扩张药物研究：豚鼠支气管扩张药物研究：豚鼠3.3.祛痰药研究：雄性小鼠、兔或猫祛痰药研究：雄性小鼠、兔或猫四、消化系统的药物研究四、消化系统的药物研究1.1.胃肠解痉药物研究：大鼠、豚鼠、兔、犬胃肠解痉药物研究：大鼠、豚鼠、兔、犬2.2.催吐或止吐药物研究：猫、犬、鸽等催吐或止吐药物研究：猫、犬、鸽等第27页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1128五、泌尿系统的药物研究五、泌尿系统的药物研究 六、内分泌系统的药物研究六、内分泌系统的药物研究七、血液系统的药物研究七、血液系统的药物研究八、精神药物研究八、精神药物研究九、计划生育药物研究九、计划生育药物研究第28页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1129药物安全性评价是新药在上市前所必须做的一项研究，用以了解药药物安全性评价是新药在上市前所必须做的一项研究，用以了解药物对各系统、器官脏器的毒性作用物对各系统、器官脏器的毒性作用单次给药毒性试验单次给药毒性试验多次给药毒性试验多次给药毒性试验安全性药理试验安全性药理试验遗传毒性试验遗传毒性试验生殖毒性试验生殖毒性试验免疫原性试验免疫原性试验致癌试验致癌试验毒代动力学试验毒代动力学试验第三节第三节 实验动物在药物安全性评价中的应用实验动物在药物安全性评价中的应用 第29页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1130（一）急性毒性试验（一）急性毒性试验 急急性性毒毒性性试试验验是是通通过过单单次次或或短短时时间间内内多多次次给给药药，了了解解动动物物所所产产生生的的毒毒性性反反应应及及其其严严重重程程度度，为为临临床床安安全全用用药药及及监监测测提提供参考。供参考。急急性性毒毒性性试试验验一一般般用用啮啮齿齿类类小小鼠鼠。一一般般选选用用昆昆明明种种、ICRICR或或NIHNIH等等封封闭闭群群，雌雌雄雄各各半半，体体重重1822g1822g（约约4545周周龄龄），同同批批动动物物体体重重相相差差不不超超过过4g4g。分分为为4-64-6个个剂剂量量组组，各各剂剂量量组组组组距距以以0.65-0.850.65-0.85为为宜。宜。申申报报一一类类新新药药至至少少必必须须用用两两种种动动物物，除除了了啮啮齿齿类类动动物物外外，化学药物非啮齿类用比格犬。犬用成年犬，体重化学药物非啮齿类用比格犬。犬用成年犬，体重810kg810kg。第30页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1131（二）长期毒性试验（二）长期毒性试验 长长期期毒毒性性试试验验是是通通过过连连续续反反复复多多次次给给药药，观观察察动动物物出出现现的的毒毒性性反反应应，剂剂量量与与毒毒性性的的关关系系，主主要要靶靶器器官官是是什什么么，毒毒性性反反应应的的性性质质和和程程度度以以及及毒毒性性反反应应是是否否可可逆等。逆等。长长期期毒毒性性试试验验要要求求用用两两种种动动物物。啮啮齿齿类类首首选选大大鼠鼠；非非啮啮齿齿类类动动物物当当供供试试品品为为化化学学品品时时首选比格犬，当供试品为生物药品时，要用猴首选比格犬，当供试品为生物药品时，要用猴。大大鼠鼠可可选选用用SDSD或或WistarWistar大大鼠鼠，体体重重要要求求180220g180220g（约约6868周周龄龄），体体重重差差异异应应不不超超过过平平均均体体重重的的20%20%。试试验验周周期期在在3 3个个月月以以上上，可可选选用用120160g120160g（约约5656周周龄龄）。每组雌雄各半。每组雌雄各半。比格犬一般用比格犬一般用612612月龄，试验前适应观察月龄，试验前适应观察2 2周，接种疫苗和驱除肠虫。周，接种疫苗和驱除肠虫。猴猴子子采采用用成成年年猴猴，3-53-5岁岁（3.5-6.5kg3.5-6.5kg），试试验验前前适适应应观观察察1 1个个月月，必必要要时时需需要要接接种疫苗和驱除肠虫。种疫苗和驱除肠虫。第31页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1132一一般般设设定定3 3个个剂剂量量组组。低低剂剂量量组组目目的的是是寻寻找找动动物物安安全全剂剂量量范范围围，为为临临床床剂剂量量设设计计作作参参考考。此此剂剂量量下下应应不不出出现现毒毒性性反反应应。高高剂剂量量组组目目的的是是为为寻寻找找毒毒性性靶靶器器官官、毒毒性性反反应应症症状状及及抢抢救救措措施施提提供供依依据据，也也为为临临床床毒毒性性及及不不良良反反应应监监测测提提供供参参考考，应应使使动动物物产产生生明明显显的的或或严严重重的的毒毒性性反反应应，或或个个别别动动物物死死亡亡。中中剂剂量量组组应应使使动动物物产产生轻微的或中度的毒性反应。生轻微的或中度的毒性反应。第32页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1133（三）皮肤给药毒性试验（三）皮肤给药毒性试验 皮肤给药毒性试验包括皮肤给药毒性试验包括皮肤给药急性试验、皮肤给药急性试验、皮肤给药长期毒性试验、皮肤给药长期毒性试验、皮肤刺激实验、皮肤刺激实验、皮肤过敏试验。皮肤过敏试验。采采用用的的实实验验动动物物为为兔兔、豚豚鼠鼠和和大大鼠鼠，首首选选兔兔。体体重重要要求求兔兔2kg2kg左左右右、豚豚鼠鼠300g300g，大大鼠鼠200g200g，雌雌雄雄各各半半。给给药药前前2424小小时时将将动动物物背背部部脊脊柱柱两两侧侧被被毛毛脱脱去去，脱脱毛毛范范围围约约相相当当于于体体表表面面积积的的10%10%，兔兔约约150cm150cm2 2，豚豚鼠鼠、大大鼠鼠约约40cm40cm2 2左左右右。一一般般一一侧侧脱脱毛毛区区为为给药区，一侧脱毛区为赋形剂区。给药区，一侧脱毛区为赋形剂区。第33页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1134第四节第四节 实验动物在免疫学研究中的应用实验动物在免疫学研究中的应用一、免疫学研究一、免疫学研究 在抗感染免疫、免疫生物学研究中应用最广的是在抗感染免疫、免疫生物学研究中应用最广的是BALB/cBALB/c小鼠和各种免疫缺陷动物小鼠和各种免疫缺陷动物 自身免疫性疾病和系统性红斑狼疮研究：新西兰黑（自身免疫性疾病和系统性红斑狼疮研究：新西兰黑（NZBNZB）以及新西兰黑和新西兰）以及新西兰黑和新西兰白的杂交白的杂交F1F1代（代（NZBNZWF1NZBNZWF1）小鼠动物模型。）小鼠动物模型。变态反应研究：豚鼠变态反应研究：豚鼠 移植免疫研究：小鼠移植免疫研究：小鼠H-2H-2型同类系，二个相同型同类系，二个相同H-2H-2型品系小鼠间移植，可不发生排型品系小鼠间移植，可不发生排斥反应。斥反应。二、免疫学应用二、免疫学应用1 1单克隆抗体的制备：单克隆抗体的制备：BALB/cBALB/c2 2免疫血清的制备免疫血清的制备:兔、羊兔、羊3 3提供补体：豚鼠提供补体：豚鼠第34页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1135第五节第五节 实验动物在实验肿瘤学研究中的应用实验动物在实验肿瘤学研究中的应用一、自发性肿瘤模型一、自发性肿瘤模型 在自发性肿瘤动物模型中，利用小鼠生长快、生命周期短、近交品系多、自在自发性肿瘤动物模型中，利用小鼠生长快、生命周期短、近交品系多、自发性肿瘤与人类肿瘤发病相似等特点，可以选用具有不同的遗传性状特点的近发性肿瘤与人类肿瘤发病相似等特点，可以选用具有不同的遗传性状特点的近交系动物进行交系动物进行肿瘤遗传学和肿瘤病因学肿瘤遗传学和肿瘤病因学研究。研究。缺点缺点:不易同时获得大批病程相似的自发性肿瘤动物，又因这种肿瘤不易同时获得大批病程相似的自发性肿瘤动物，又因这种肿瘤生长较慢，实验周期相对较长，所以一般很少用于筛药。生长较慢，实验周期相对较长，所以一般很少用于筛药。二、诱发性肿瘤模型二、诱发性肿瘤模型 用化学致癌物、射线或病毒均可在各类动物中诱发不同类型的肿瘤。用化学致癌物、射线或病毒均可在各类动物中诱发不同类型的肿瘤。如用强化学致癌物如用强化学致癌物二甲基苯蒽（二甲基苯蒽（DMBADMBA）和和甲基胆蒽甲基胆蒽可诱发乳癌，可诱发乳癌，二苯苄芘二苯苄芘诱发纤维肉瘤，诱发纤维肉瘤，二乙基硝胺（二乙基硝胺（DENDEN）诱发大鼠肝癌，诱发大鼠肝癌，黄曲霉素黄曲霉素诱发大鼠肝诱发大鼠肝癌等。癌等。第35页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1136在使用化学剂致癌时，要注意各类化学致癌剂对动物致癌的特点在使用化学剂致癌时，要注意各类化学致癌剂对动物致癌的特点 芳香胺及偶氮染料：芳香胺及偶氮染料：通常需要长期、大量给药才能致癌；通常需要长期、大量给药才能致癌；肿瘤多发生于远离作用肿瘤多发生于远离作用部位的脏器如膀胱、肝等；部位的脏器如膀胱、肝等；有明显的种属差异；有明显的种属差异；其本身不是直接致癌物，致癌是由其本身不是直接致癌物，致癌是由于其某种代谢产物的作用。于其某种代谢产物的作用。其致癌作用往往受营养或激素的影响。其致癌作用往往受营养或激素的影响。亚硝胺类：亚硝胺类：致癌性强，小剂量一次给药即可致癌。致癌性强，小剂量一次给药即可致癌。对多种动物的许多对多种动物的许多器官能致癌，甚至可以通过胎盘致癌。器官能致癌，甚至可以通过胎盘致癌。具有不同结构的亚硝胺有明显的器具有不同结构的亚硝胺有明显的器官亲和性。官亲和性。黄曲霉毒素：黄曲霉毒素：已知已知致癌剂致癌剂中最强的一种，很小剂量（中最强的一种，很小剂量（1mg/kg1mg/kg体重）即可使犬、体重）即可使犬、幼龄大鼠、火鸡或小鸭致死；其致癌性也极强。幼龄大鼠、火鸡或小鸭致死；其致癌性也极强。注意：1.应在专门的有毒有害化学品生物安全动物实验室进行致癌试验。2.应注意自身安全防护。第36页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1137三、移植肿瘤模型三、移植肿瘤模型人癌肿瘤移植模型主要利用裸小鼠、裸大鼠及人癌肿瘤移植模型主要利用裸小鼠、裸大鼠及ScidScid小鼠。将人体肿瘤小鼠。将人体肿瘤移植于免疫缺陷动物因能保持其生物学特性，用于研究人体肿瘤对药物移植于免疫缺陷动物因能保持其生物学特性，用于研究人体肿瘤对药物的敏感性。的敏感性。常用的人癌组织移植的途径常用的人癌组织移植的途径 皮下移植、皮下移植、腹腔移植、腹腔移植、原位移植原位移植 肾囊膜下移植肾囊膜下移植第37页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1138第六节第六节 实验动物在遗传学研究中的应用实验动物在遗传学研究中的应用 在遗传学上用来研究阐明正常遗传及遗传性疾病机理的动物称为在遗传学上用来研究阐明正常遗传及遗传性疾病机理的动物称为模模式动物式动物。目目前前在在遗遗传传学学研研究究上上公公认认的的模模式式动动物物有有果果蝇蝇、线线虫虫、斑斑马马鱼鱼和和小小鼠鼠等。等。为什么可使用生物进化级别较低的动物来研究遗传学？为什么可使用生物进化级别较低的动物来研究遗传学？这这是是因因为为生生物物体体由由低低等等向向高高等等、由由简简单单向向复复杂杂的的进进化化过过程程中中，很很多多生生物物学学现现象象是是非非常常保保守守的的。低低等等生生物物的的生生命命现现象象及及分分子子基基础础与与高高等等生生物物相相似似。因因此此利利用用位位于于生生物物复复杂杂性性阶阶梯梯较较低低级级位位置置上上的的物物种种来来研研究究发发育育共共通通规规律律是是可可能能的的。因因为为这这些些生生物物的的细细胞胞数数量量更更少少，分分布布相相对对单单一一，变变化化也也较较好好观观察察，而而对对这这些些生生物物的的研研究究有有助助于于人人们们理理解解生生命世界的一般规律。命世界的一般规律。第38页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1139果蝇（果蝇（Drosophila）：）：成虫体小，长仅成虫体小，长仅3 34 4毫米。身体淡黄色，复眼多为红色。染色体毫米。身体淡黄色，复眼多为红色。染色体2n=82n=8，数量少而且形状有，数量少而且形状有明显差别。明显差别。成虫喜在多种腐烂水果和发酵物周围飞舞和产卵。生活周期较短，约成虫喜在多种腐烂水果和发酵物周围飞舞和产卵。生活周期较短，约2 2周。周。果蝇性状变异很多，如眼睛颜色、身体颜色、翅膀形状、头部形状等，这些性状是遗传学研究观果蝇性状变异很多，如眼睛颜色、身体颜色、翅膀形状、头部形状等，这些性状是遗传学研究观察的重要指标。察的重要指标。果蝇常用于遗传学、发育基因调控、各类神经疾病、帕金森氏病果蝇常用于遗传学、发育基因调控、各类神经疾病、帕金森氏病、老年痴呆症老年痴呆症、药物成瘾和药物成瘾和酒精中毒酒精中毒、衰老与长寿衰老与长寿、学习记忆与某些认知行为的研究等。学习记忆与某些认知行为的研究等。果果果果 蝇蝇蝇蝇1933年，摩尔根因发现了果蝇白眼突变的性连锁遗传，提出了基因在染色体上直线排列以及连锁交换定律，被授年，摩尔根因发现了果蝇白眼突变的性连锁遗传，提出了基因在染色体上直线排列以及连锁交换定律，被授予诺贝尔奖。予诺贝尔奖。1946年，摩尔根的学生米勒，证明年，摩尔根的学生米勒，证明X射线能使果蝇的突变率提高射线能使果蝇的突变率提高150倍，被授予诺贝尔奖。倍，被授予诺贝尔奖。1995年，年，Edward B.Lewis(美国美国)，Christiane Nsslein-Volhard(德国德国)，Eric F.Wieschaus(美国美国)，因发现早，因发现早期胚胎发育中的遗传调控机理，被授予诺贝尔奖。期胚胎发育中的遗传调控机理，被授予诺贝尔奖。第39页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1140秀丽隐杆线虫秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegansCaenorhabditis elegans)：成体长仅成体长仅1mm 1mm，全身透明，全身透明，以细菌为食，居住在土壤中，全身以细菌为食，居住在土壤中，全身共有共有959959个细胞，性别为雌雄同体或雄性。染色体数个细胞，性别为雌雄同体或雄性。染色体数2n=122n=12，其基因组很小，仅有其基因组很小，仅有8107bp8107bp，为人类基因组的，为人类基因组的3%3%，约有，约有13,50013,500个基因。个基因。整个的生命周期仅整个的生命周期仅3 3天。由一个受精卵发育成为成熟的成体只要天。由一个受精卵发育成为成熟的成体只要二天多一点（二天多一点（2525时需时需5252小时）。小时）。线虫的细胞分化谱系明确，基因组测序完成，在胚胎发育、线虫的细胞分化谱系明确，基因组测序完成，在胚胎发育、性别决定、细胞凋亡、性别决定、细胞凋亡、RNARNA干扰、行为与神经生物学等方面研干扰、行为与神经生物学等方面研究中得到广泛应用。究中得到广泛应用。线线线线 虫虫虫虫20022002年，西德尼年，西德尼布雷纳布雷纳(Sydney Brenner(Sydney Brenner，英国，英国)、约翰约翰萨萨尔斯顿尔斯顿(John Sulston(John Sulston，英国，英国)和罗伯特和罗伯特霍维茨霍维茨(Robert Horvitz(Robert Horvitz，美国，美国)因在线虫的遗传与发育方面的成就，获得诺贝尔医学或因在线虫的遗传与发育方面的成就，获得诺贝尔医学或生理学奖。生理学奖。20062006年，美国科学家安德鲁年，美国科学家安德鲁法尔和克雷格法尔和克雷格梅洛，以表彰他梅洛，以表彰他们发现了们发现了RNARNA干扰现象。干扰现象。第40页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1141斑马鱼斑马鱼(Daniorerio)：斑马鱼通体透明，体长斑马鱼通体透明，体长4 46 6厘米，染色体厘米，染色体2n=502n=50。体。体呈纺锤形，背部橄榄色，体侧从鳃盖后直伸到尾末有数呈纺锤形，背部橄榄色，体侧从鳃盖后直伸到尾末有数条纵纹，臀鳍部也有与体色相似的纵纹，尾鳍长而呈叉条纵纹，臀鳍部也有与体色相似的纵纹，尾鳍长而呈叉形。形。斑马鱼它具有体外受精、胚胎透明、体外发育、胚胎斑马鱼它具有体外受精、胚胎透明、体外发育、胚胎早期发育快、繁殖力强和易于大量获得样品等独有的特点，早期发育快、繁殖力强和易于大量获得样品等独有的特点，是研究发育生物学、疾病动物模型和药物筛选的最佳材料是研究发育生物学、疾病动物模型和药物筛选的最佳材料之一。之一。第41页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1142第七节第七节 实验动物在病毒学研究中的应用实验动物在病毒学研究中的应用实验动物在病毒学研究中的应用实验动物在病毒学研究中的应用病因未明病原体的分离确认病因未明病原体的分离确认发病机制的研究发病机制的研究抗病毒药物筛选抗病毒药物筛选疫苗效果鉴定疫苗效果鉴定诊断试剂制备诊断试剂制备第42页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/11 病毒性疾病的研究需要对病毒敏感的动物模型。没有合适的动物病毒性疾病的研究需要对病毒敏感的动物模型。没有合适的动物模型甚至成为阻碍该病研究的瓶颈。模型甚至成为阻碍该病研究的瓶颈。不同种属动物对同一病毒的易感性不同，选用作病毒学研究的实不同种属动物对同一病毒的易感性不同，选用作病毒学研究的实验动物，应首先考虑采用该病毒的易感动物。验动物，应首先考虑采用该病毒的易感动物。实验中，应在相应等级的生物安全实验室内进行实验中，应在相应等级的生物安全实验室内进行。应注意了解这些动物的自然感染情况，避免自然感染对实验应注意了解这些动物的自然感染情况，避免自然感染对实验感染结果的干扰。感染结果的干扰。病毒学研究常选用的实验动物有小白鼠、金黄地鼠、豚鼠、病毒学研究常选用的实验动物有小白鼠、金黄地鼠、豚鼠、兔、绵羊、禽类、猴等。兔、绵羊、禽类、猴等。43第43页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1144一、流感病毒感染动物模型一、流感病毒感染动物模型流感病毒属正粘病毒科，感染引起人流行性感冒。动物模型最好用雪貂，也可用小鼠、金黄地鼠、豚鼠、猴及猪。二、二、SARSSARS病毒感染动物模型病毒感染动物模型SARS病毒属冠状病毒科，感染引起人的病毒性非典型性肺炎。猕猴对病毒敏感，三、甲型肝炎病毒感染动物模型三、甲型肝炎病毒感染动物模型甲型肝炎病毒（HAV）属肠道病毒科小RNA病毒，感染引起人甲型肝炎。狨猴、红面猴、黑猩猩对HAV均易感第44页，讲稿共46张，创作于星期日2023/4/1145四、乙型肝炎病毒感染动物模型四、乙型肝炎病毒感染动物模型乙型肝炎病毒（乙型肝炎病毒（HBVHBV）属嗜肝病毒科，感染引起人乙型肝炎。除了）属嗜肝病毒科，感染引起人乙型肝炎。除了黑猩猩黑猩猩外，外，对对HBVHBV易感动物很少。已知易感动物很少。已知土拨鼠、地松鼠和鸭土拨鼠、地松鼠和鸭可感染各自的嗜肝病毒，其可感染各自的嗜肝病毒，其病毒的结构、感染方式和病理变化与病毒的结构、感染方式和病理变化与HBVHBV相似，可利用这些动物进行相似，可利用这些动物进行HBVHBV感染感染的实验研究。的实验研究。近年来近年来HBVHBV转基因小鼠受到重视