常用实验动物的生物学特点及应用精选PPT.ppt
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1、关于常用实验动物的生物学特点及应用第1页,讲稿共153张,创作于星期日第一节小鼠第2页,讲稿共153张,创作于星期日一、小鼠的生物学特性小鼠(mouse)哺乳纲啮齿目鼠科鼠属小家鼠种第3页,讲稿共153张,创作于星期日一般特性体型小,性情温顺,易于饲养管理。小鼠是哺乳动物中体型较小的动物,出生时体重.5g,体长20mm左右。成年体重3040g,体长110mm。喜黑暗,昼伏夜动。喜欢群居,雄性好斗。胆小怕惊,对环境反应敏感,适应性差,汗腺不发达,怕热,高温容易中暑。第4页,讲稿共153张,创作于星期日繁殖特性发育迅速,性成熟早 小鼠出生后20日龄左右即可离乳,此时体重达14g(1016g)左右,
2、稍加饲育即可用于实验及科研(1822g)。周龄性成熟。雌性3550d、雄性4560d便可交配繁殖。配种最好在6590日龄。性周期短,繁殖力强 发情周期45d,妊娠期1921d,哺乳期2022d。每胎产仔815只,最多可达25只,年产69胎。生育期为1年,寿命23年。第5页,讲稿共153张,创作于星期日解剖学特性 尾巴较长,约等于体长,尾具有平衡、散热和自卫等功能。尾部有四条明显的血管,其背腹面各有一条静脉血管,两侧各有一条动脉血管。正常生理生化指标 正常体温3739,成年小鼠呼吸频率140210次/分,心跳平均163次/分。染色体20对。第6页,讲稿共153张,创作于星期日二、小鼠常用品种、品
3、系 .近交系小鼠 据统计,近交系小鼠品系、亚系及其衍生物总共加起来有1000多个,但在国际上广泛应用的品系数目还是有限的。据Festing对已发表的1600篇研究论文进行统计,C57BL/6是最为广泛应用的小鼠品系,其次是C3H品系,1600篇论文涉及到40多个常用品系,但最为常用的68个品系使用率达到70。对于绝大多数使用者只需要了解常用近交系小鼠品系的生物学特性。第7页,讲稿共153张,创作于星期日中国培育的近交系小鼠有:TA1(津白一号)、TA2(津白二号)、615系。引进的有20多种,常用的有4种:C C3 3H H:19751975年从美国引进,野生色毛;年从美国引进,野生色毛;C
4、C57BL/6BL/6:1975年从日本引进,黑色毛;BALB/cBALB/c:Bagg1913Bagg1913年年获获得得小小鼠鼠白白化化株株,经经近近亲亲繁殖繁殖20代以上育成,毛色为白色;代以上育成,毛色为白色;DBADBA:分分为为DBA/1DBA/1和和DBA/2DBA/2两两个个品品系系,19771977年年由美国实验动物中心引进,毛色均为浅灰色。由美国实验动物中心引进,毛色均为浅灰色。第8页,讲稿共153张,创作于星期日、远交种(封闭群)小鼠KM小鼠:我国使用量最大的远交种小鼠,白色,抗病、适应力强,繁殖、成活率高。ICR:1973年由日本国立肿瘤研究所引入我国,白色,其显著特点
5、是繁殖力强。LACA:1973年由英国实验动物中心引入我国,白色。其实是小鼠改名而成。NIH:由美国国立卫生研究院培育,白色,繁殖力强,幼仔成活率高,雄性好斗。第9页,讲稿共153张,创作于星期日3、突变系小鼠 突变系小鼠有143种,常用的有:n n侏儒症:比正常小鼠体型小,缺少生长素和促甲状腺素,用于内分泌研究。n n裸鼠:第11对染色体上的裸基因(nu)导致无毛、裸体无胸腺。n nSCID:第16对染色体上的Scid隐性基因突变基因导致T、B淋巴细胞联合免疫缺陷外观与普通小鼠差别不大,被毛白色,体重发育正常。n n肥胖症:无毛症:肌肉萎缩症:第10页,讲稿共153张,创作于星期日三、小鼠在
6、医学、生物学的应用第11页,讲稿共153张,创作于星期日(一)药物评价和毒性试验 .药物筛选试验 .毒性试验:如急性毒性试验、亚急性和慢性试验。测定药物(或化学制)的LD50或药物致癌性试验等常选用小鼠。.生物制品、药品安全性、有效性评价:药物的效价比较实验如广泛用于血清、疫苗等生物制品的鉴定,照射剂量与生物效应实验,各种药物效价测定等实验。.药品研究方面第12页,讲稿共153张,创作于星期日(二)肿瘤学、白血病研究 小鼠广泛应用于癌、肉瘤白血病以及其他恶性肿瘤的研究。为研究各种类型肿瘤的发生和生物学特性及其防治,提供了很好的动物模型。1.自发性肿瘤:AKR小鼠白血病发生率可达90%,C3H小
7、鼠自发乳腺癌发病率高达90%。第13页,讲稿共153张,创作于星期日 2.诱发性肿瘤:对各种致癌物敏感可诱发各种供研究用的肿瘤模型。如用二乙基亚硝胺诱发小鼠肺癌,甲基胆蒽诱发小鼠胃癌和宫颈癌等。3.移植性肿瘤:裸小鼠、SCID小鼠可接受人类各种肿瘤细胞的移植,成为活的癌细胞“试管”。第14页,讲稿共153张,创作于星期日(三)病毒、细菌和寄生虫病研究 小鼠对多种病原体具有易感性,适合于研究吸血虫感染、流行性感冒、脑炎、狂犬病等。第15页,讲稿共153张,创作于星期日(四)遗传病和遗传学研究 1.小鼠的毛色变化多样,常作为小鼠遗传学分析中遗传标记和品系鉴定的依据之一。2.重组近交系小鼠将双亲品系
8、的基因自由组合和重组产生一系列的子系,是遗传分析的重要依据,用作基因定位及其连锁关系的研究。3.同源近交系小鼠常用来研究多态性基因位点的多效性,基因的效应和功能。第16页,讲稿共153张,创作于星期日 4.具有遗传性疾病的突变系小鼠为研究人类遗传性疾病的病因、发病机制和治疗措施,提供了自然的动物模型。如家族性肥胖、遗传性贫血、全身性红斑狼疮、侏儒症、尿崩症等都有相应的突变系小鼠供使用。第17页,讲稿共153张,创作于星期日(五)免疫学研究免疫缺陷小鼠 BALB/c-nu SCID小鼠第18页,讲稿共153张,创作于星期日(六)计划生育研究(避孕药试验)小鼠繁殖能力强、妊娠期短、生长速度快,适合
9、作避孕药研究。如选用小鼠作抗生育、抗着床、抗早孕和抗排卵实验。第19页,讲稿共153张,创作于星期日(七)老年病学研究 小鼠寿命短,个体差异小和花费低廉,常用于老年学研究。用于老年病研究1.5年以上,大鼠1.7年以上。n n 胶原蛋白老化常作为老化的指标,是研究胶原老化的动物模型。n n 侏儒症小鼠垂体功能低下,生长激素缺乏,其寿命只有45个月,且表现为灰发,皮肤萎缩,双眼白内障,常用于研究生长激素与老化的关系。第20页,讲稿共153张,创作于星期日(八)内分泌疾病的研究 小鼠内分泌结构的缺陷常引起类似人类的内分泌疾病。如肾上腺皮质肥大造成肾上腺功能亢进,发生类似人类的柯兴综合症;甲状旁腺激素
10、失活引起的钙磷代谢紊乱和次生骨吸收障碍等。第21页,讲稿共153张,创作于星期日(九)其他方面的研究 1.营养 2.镇咳药的研究:小鼠在氢氧化铵雾剂刺激下有咳嗽反应,是研究镇咳药物所必需的动物。第22页,讲稿共153张,创作于星期日第二节大鼠(RAt)大鼠脊椎动物门哺乳纲啮齿目鼠科家鼠属褐家鼠种第23页,讲稿共153张,创作于星期日一、生物学特性 1.群居,喜啃咬,喜黑暗,昼伏夜动,嗅觉灵敏。2.杂食性动物,喜欢吃熟肉。对蛋白质、维生素、氨基酸等营养缺乏敏感,VA缺乏时常咬人。3.汗腺不发达,仅爪垫上有汗腺,靠尾和唾液散热,体温调节不稳定。一般特性第24页,讲稿共153张,创作于星期日 3.性
11、情较凶猛、抗病力强,对新环境适应力强,但对环境刺激、炎症反应敏感。强烈噪音可引起食仔或抽搐;湿度低于40%易发生环尾巴症。4.行为表现多样,情绪反应敏感,易接受通过正负强化进行的多种感觉指令的训练。第25页,讲稿共153张,创作于星期日繁殖特性大鼠发育快,成熟早,繁殖力强。雄性月龄、雌性2.5月龄达到性成熟,性周期45d,妊娠期1923d(平均21d),哺乳期2528d,年产58胎,每胎产仔612只,生育期1.5年。全年多发情动物,具有产后发情、产后妊娠的特点。寿命2.53年。第26页,讲稿共153张,创作于星期日解剖学特征 1.无扁桃体,胸腺位于气管的前部。2.肝再生能力很强,如切除6070
12、%还能再生。3.胆有胆管、无胆囊。第27页,讲稿共153张,创作于星期日生理生化特征心电图无ST波,豚鼠以上的较大动物则有;正常体温39(38.539.5);心率475次/分;呼吸频率85.5(66114)次/分;通气量7.3(510.1)ml/min;红细胞总数8.9(7.29.6)百万/mm;染色体21对。第28页,讲稿共153张,创作于星期日二、大鼠常用品种、品系 1.近交品系 现在全世界已培育出100多个近交品系,常用的有:ACIACI系系 :19261926年由哥仑比亚大学肿瘤研究所培育,黑色,但腹部和脚白色,易发生先天性畸形。该品系大鼠低血压。F344/NF344/N大大鼠鼠:19
13、261926年年由由哥哥仑仑比比亚亚大大学学肿肿瘤瘤研研究究所所培培育育 ,白白色色 ,我我国国从从NIHNIH研究所引进。用于毒理、肿瘤、生理学研究。第29页,讲稿共153张,创作于星期日 2.常用封闭群 WistarWistar:由由美美国国wistarwistar研研究究所所培培育育而而成成。使使用用数数量量最最多多,遍遍及及全全世世界界,我我国国从从日日本本引引进进。该该品品系系产产仔仔数数多多,性性周周期期稳稳定定,早早熟熟,繁繁殖殖力力强强,性性格格温温顺顺。抗抗病病例例力力强强。自自发发性性肿肿瘤瘤发发病病率率低低。雄雄鼠鼠耳耳朵朵比比其其他品系稍长,尾长短于身长。他品系稍长,尾
14、长短于身长。SD:19751975年年由由美美国国SpraqueSpraque和和Dawley农农场场育育成成。又又叫叫SD大大鼠鼠,多多用用于于营营养养实实验验,对对性性刺刺激激感感受受性性高高,自自发发性性肿肿瘤瘤发发病病率率低低。比比wistarwistar大大鼠鼠生生长长发发育快,产仔也较高。尾长几乎等于身长。育快,产仔也较高。尾长几乎等于身长。第30页,讲稿共153张,创作于星期日 3.常用突变系肥肥胖胖症症大大鼠鼠(Obese Obese Rat Rat):血浆中胆固醇、磷脂含量较高,周龄就表现出肥胖,周龄肥胖明显,食量大,体重比正常大鼠大一倍。雌性不育。可作为研究人肥胖症模型。S
15、HR/OLa:自自发发性性高高血血压压大大鼠鼠,白白色色。严严重重的的自自发发性性高高血血压压(200mmHg200mmHg),心血管疾病发生率高,而且无明显原发性肾脏和肾上腺损伤。对抗高血压药物有反应,是筛选抗高血压药物的良好模型。癫痫大鼠 白内障大鼠白内障大鼠 尿崩症大鼠尿崩症大鼠第31页,讲稿共153张,创作于星期日三、大鼠在医学生物学中的应用第32页,讲稿共153张,创作于星期日(一)药物学研究 大鼠给药容易,采样量合适方便,行为多样化,常用于药物毒理、药效评价、新药筛选等研究。.药物毒性试验.致畸胎研究.药物的筛选.药物效价评定、安全评定第33页,讲稿共153张,创作于星期日(二)肿
16、瘤学研究 可复制成各种肿瘤模型,是肿瘤实验研究最常用的实验动物。1.自发性肿瘤模型:有肾上腺髓质肿瘤、乳腺癌和粒细胞型白血病等。2.诱发肿瘤模型:如用二乙基亚硝胺、二甲基偶氮苯复制大鼠肝癌动物模型;用甲基苄基亚硝胺诱发复制大鼠食管癌,-甲基胆蒽诱发的肺鳞状上皮癌及间皮瘤等。第34页,讲稿共153张,创作于星期日(三)遗传学研究 大鼠的毛色变型很多,具有很多的毛色基因类,例如白化等位基因(C)、淡黄色(d)、粉红眼(p)、红眼(r)、银色(S)、沙色(sd)、黄色(e)、白灰色(wb)等,在遗传学研究中常可运用。第35页,讲稿共153张,创作于星期日(四)传染病研究 是研究支气管肺炎、副伤寒的重
17、要实验动物。选用幼年大鼠进行流感病毒传代,进行厌氧菌细菌学实验,还可进行假结核、麻疯、霉形体病、巴氏杆菌病、念珠状链杆菌病、黄曲病、烟曲菌等真菌病等研究。也可作为旋毛虫、吸血虫、钩虫、锥虫等寄生虫疾病的研究。第36页,讲稿共153张,创作于星期日(五)神经、内分泌实验研究 大鼠的内分泌腺容易手术摘除,常用于研究各种腺体对全身生理生化功能的调节;激素腺体和靶器官的相互作用;激素对生殖生理功能的影响,如发情、排卵、胚胎着床等的调控作用。自发或诱发性内分泌功能失调造成的疾病模型,如:糖尿病、甲状腺功能低下、甲状旁腺功能低下、尿崩症等的大鼠模型。还用于应激性胃溃疡等的研究。第37页,讲稿共153张,创
18、作于星期日(六)营养、代谢性疾病研究 大鼠是营养学研究的重要动物,曾用它作了大量维生素A、B、C和蛋白质缺乏等营养代谢研究,还常作氨基酸和钙、磷代谢研究。还可进行动脉粥样硬化、淀粉样变性、酒精中毒、十二指肠溃疡,营养不良等研究。第38页,讲稿共153张,创作于星期日(七)行为学的研究 大鼠行为表现多样,情绪敏感,适应新环境快,探索性强,可人为唤起或控制其感觉(动觉、视觉、触觉、嗅觉),具有行为情绪的变化特征。广泛应用于行为学及行为异常、高级神经活动的研究。第39页,讲稿共153张,创作于星期日(八)老年学和老年病学研究 大鼠常用于研究衰老过程中与DNA合成、复制、转录和翻译有关酶的活性及其改变
19、,激素水平及其他生理生化指标的变化;研究确定年龄限制(引起老龄死亡)疾病及病因,比较不同品系、雌雄寿命差别及原因;还应用于胶原老化、器官老化、饮食方式与寿命的关系等方面的研究。第40页,讲稿共153张,创作于星期日(九)心血管疾病研究 已培育出几种高血压品系大鼠。如:心肌肥大的自发性高血压大鼠、新西兰自发性高血压大鼠、遗传性尿崩症高血压大鼠、对盐敏感和抗性的高血压同类系。肥胖品系大鼠用来研究高脂血症。第41页,讲稿共153张,创作于星期日 另外还有自发性动脉硬化品系大鼠以及肠系膜动脉多发性结节性动脉炎和心肌炎的动物模型。通过诱发可使大鼠出现肺动脉高压症、心肌劳损、动脉粥样硬化、局部缺血性心脏病
20、等模型,用于进行发病机制和治疗的研究。第42页,讲稿共153张,创作于星期日(十)消化功能和肝外科研究 大鼠无胆囊,常用作胆总管插管收集胆汁进行消化功能研究;大鼠肝脏的枯否氏细胞90%有吞噬能力,肝切除60%70%后仍能再生,常用于肝外科实验。第43页,讲稿共153张,创作于星期日第三节豚鼠 第44页,讲稿共153张,创作于星期日 豚鼠属哺乳纲,啮齿目,豚鼠科。又名天竺鼠、海猪、荷兰猪。实验动物豚鼠由秘鲁的野生豚鼠驯化而来。第45页,讲稿共153张,创作于星期日一、豚鼠的生物学特性 (一)一般特性 .草食性,盲肠发达,对霉变饲料敏感;.喜群居,居住环境干燥清洁;.性情温顺,很少斗殴;.机警胆小
21、,嗅觉和听觉发达;.对抗生素及有毒物质敏感;.体内不能合成。第46页,讲稿共153张,创作于星期日 (二)生长、繁殖特性 刚出生50115g,月龄体重400g。雌性3045日龄、雄性70日龄性成熟。月龄体成熟,雄性750g、雌性700g。全年多发情,具有产后发情、产后妊娠,有明显的性周期16(1320)d,妊娠期68(6570)d,哺乳期18(1521)d。年产仔35胎,每胎34只。寿命与品种、营养、饲养环境有关,一般45年,有报道可存活8年。种鼠使用期限1.5年,一般实验用年龄更短。第47页,讲稿共153张,创作于星期日二、常用豚鼠品种和品系 主要有英国种、安哥拉种、秘鲁种、阿比西尼亚种,根
22、据毛的特性又可分为短毛、长毛、硬毛三种。英国种:毛短,体质健壮,毛色有纯白、黑色、棕黑色、棕黄色、灰色等,个体毛色组成有单毛色、双毛色、三毛色。目前我国各研究教学单位使用的豚鼠多为短毛的英国种豚鼠。近交系有8种、远交群有30种,常用于医学生物学研究的有近交系2号、13号。第48页,讲稿共153张,创作于星期日三、豚鼠在医学生物学中的应用第49页,讲稿共153张,创作于星期日 豚鼠对某些药物极为敏感,因此它是研究某些药物的“专门动物”。例如豚鼠对组织胺极敏感,引起支气管痉挛性哮喘,所以很适合作平喘药和抗组织胺药的研究。豚鼠对人型结核杆菌具有高度的敏感性,因此常用作抗结核病药物的药理学研究。(一)
23、药理学研究第50页,讲稿共153张,创作于星期日 豚鼠皮肤对毒物刺激反应灵敏,常用于局部皮肤毒物作用的试验。如研究化妆品和外用药物对皮肤的刺激反应。还用于局部麻醉药的药效评价实验。如角膜擦伤、背部拔毛、皮肤灼烧、坐骨神经刺激等。镇咳药物的研究。妊娠期长,胎儿发育完全,用于研究某些药物或毒物的胎儿后期发育影响。第51页,讲稿共153张,创作于星期日(二)传染病研究 豚鼠对多种病菌和病毒十分敏感,如:对结核杆菌、白喉杆菌、钩端螺旋体、布氏杆菌、沙门菌、链杆菌、副大肠杆菌、疱疹病毒、斑疹伤寒病毒,淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒等病原体都具有较高的敏感性。尤其是对结核杆菌有高度敏感性,感染后的病变酷似人类
24、的病变,是结核菌分离、鉴别、疾病诊断及病理研究的最佳动物。幼龄豚鼠用于研究肺支原体感染的病理和细胞免疫。第52页,讲稿共153张,创作于星期日 补体来源:豚鼠是实验动物 血清中补体含量最多的一种动物,免疫学实验中所用的补体多来源于豚鼠血清。过敏反应或变态反应的研究:因为豚鼠易于过敏,如给豚鼠注射马血清很容易复制成过敏性休克动物模型,迟发超敏反应性与人类相似,适合作这方面研究。对抗生素敏感。常用实验动物接受致敏物质的反应程度不同,其顺序为:豚鼠家兔狗小鼠猫蛙。(三)免疫学研究第53页,讲稿共153张,创作于星期日 豚鼠体内不能合成维生素C,对维生素C缺乏十分敏感,如果饲料中缺乏时,很快会出现一系
25、列坏血病症状,是目前唯一用于研究实验性坏血病的动物。(四)营养学研究第54页,讲稿共153张,创作于星期日 豚鼠的耳廓大,耳蜗和血管伸至中耳腔,可以进行耳微循环的检查,耳窝管对声波极为敏感,特别对7002000周/秒纯音最敏感,常选用豚鼠进行若干内耳疾病的研究,如噪音对听力的影响、耳毒性抗生素的研究等。(五)耳科学研究第55页,讲稿共153张,创作于星期日出血和血管通透性变化的实验研究;豚鼠的血管反映敏感,出血症状显著,如辐射损伤引起的出血综合症在豚鼠表现得最为明显,犬也相当显著,猴和家兔中等,大、小鼠较少见。(六)血液学研究第56页,讲稿共153张,创作于星期日 豚鼠对缺氧的耐受性强,适于作
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