1、第二讲第二讲常用实验动物生物学特性常用实验动物生物学特性及其应用及其应用 小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠（仓鼠）、兔、小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠（仓鼠）、兔、犬、猴、猪犬、猴、猪重点学习内容重点学习内容 生物学特性和解剖生理特点生物学特性和解剖生理特点 主要品种和品系主要品种和品系 在生物医学研究中的应用在生物医学研究中的应用 小鼠小鼠Mouse (Mus musculus)实验小鼠的前身：实验小鼠的前身：The oldest Chinese lexicon written in 1100 BC has a word for spotted mice.Interest gradually spread t
2、o the West,via the imperial courts of Japan.小鼠的使用：小鼠的使用：Robert Hooke：1664,studied of the properties of air.现代小鼠：现代小鼠：1.William Castle 2.Abbie Lathrop3.Clarence C.Little,实验小鼠起源实验小鼠起源小鼠饲养刚出生小鼠DBA/2小鼠小鼠615饲养管理饲养管理（一）环境（一）环境（二）笼具和垫料（二）笼具和垫料（三）饲料及饮水（三）饲料及饮水（四）性别鉴定（四）性别鉴定（五）动物健康外观检查（五）动物健康外观检查大鼠大鼠Rat(Ratt
3、us Norvegicus)SD大鼠大鼠ACI大鼠大鼠三、在医学生物学中的应用三、在医学生物学中的应用（一）内分泌研究（一）内分泌研究（二）营养、代谢性疾病研究（二）营养、代谢性疾病研究（三）药物学研究（三）药物学研究1 1、药物毒理学：、药物毒理学：大鼠常作为药物亚急性实验的动物，评价和确大鼠常作为药物亚急性实验的动物，评价和确定最大给药量、药物排泄速率和蓄积倾向。定最大给药量、药物排泄速率和蓄积倾向。用于药物致畸试验。用于药物致畸试验。在评价药物对副交感神经在评价药物对副交感神经-神经效应研究中，药神经效应研究中，药物刺激和抑制效应都通过大鼠的一些体征表现物刺激和抑制效应都通过大鼠的一些体
4、征表现进行判断。进行判断。评价药物对肾功能的影响及药物副作用评价药物对肾功能的影响及药物副作用的研究。的研究。2 2、药物药效研究、药物药效研究神经病药物的评价，利血平、阿朴吗啡神经病药物的评价，利血平、阿朴吗啡心血管疾病药物的评价心血管疾病药物的评价治疗炎症药物的筛选评价治疗炎症药物的筛选评价（四）肿瘤学（四）肿瘤学&大鼠对化学致癌物质敏感，可复制成各种肿瘤模大鼠对化学致癌物质敏感，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之一。型，是肿瘤实验研究最常用的实验动物之一。&它的特点是易患肝癌，可用二乙基亚硝胺、二甲它的特点是易患肝癌，可用二乙基亚硝胺、二甲基偶氮苯复制大鼠肝癌模型。用
5、甲基苄基亚硝胺基偶氮苯复制大鼠肝癌模型。用甲基苄基亚硝胺诱发复制食管癌。用诱发复制食管癌。用3-3-甲基胆蒽诱发肺鳞状上皮甲基胆蒽诱发肺鳞状上皮癌和胸膜间皮瘤等。癌和胸膜间皮瘤等。（五）传染病研究，支气管肺炎研究（五）传染病研究，支气管肺炎研究&是研究支气管肺炎、副伤寒的重要实验动物。是研究支气管肺炎、副伤寒的重要实验动物。&用幼年鼠进行流感病毒传代、进行厌氧菌等细用幼年鼠进行流感病毒传代、进行厌氧菌等细菌实验。菌实验。（六）肝胆研究（六）肝胆研究&大鼠肝再生能力强，切除大鼠肝再生能力强，切除606070%70%的肝叶仍有再的肝叶仍有再生能力。枯否氏细胞生能力。枯否氏细胞90%90%有吞噬能力
6、，肝胆外科有吞噬能力，肝胆外科实验常用大鼠。实验常用大鼠。&大鼠无胆囊，可从胆管直接收集胆汁，可用于胆大鼠无胆囊，可从胆管直接收集胆汁，可用于胆道疾患、消化功能及急性肝功衰竭模型。道疾患、消化功能及急性肝功衰竭模型。（七）行为学研究（七）行为学研究&大鼠行为多样，情绪反应敏感，适应新环境快，探大鼠行为多样，情绪反应敏感，适应新环境快，探索性强，可人为唤起或控制其动、视、触、嗅等感索性强，可人为唤起或控制其动、视、触、嗅等感觉，神经系统反应与人相似，常用于行为正常或异觉，神经系统反应与人相似，常用于行为正常或异常研究。常研究。1.1.迷宫训练：测试大鼠学习和记忆能力。迷宫训练：测试大鼠学习和记忆
7、能力。2.2.奖励和惩罚效应：采用特殊的电击装置，测试大奖励和惩罚效应：采用特殊的电击装置，测试大鼠记忆判断和回避惩罚的能力。鼠记忆判断和回避惩罚的能力。3.3.药物效应：测试大鼠饲以酒精、咖啡因、鸦片后药物效应：测试大鼠饲以酒精、咖啡因、鸦片后的行为。产生酒精依赖性后，去掉酒精，会产生的行为。产生酒精依赖性后，去掉酒精，会产生形态症状包括强直阵发性痉挛乃至引起死亡。形态症状包括强直阵发性痉挛乃至引起死亡。4.4.高级神经活动：神经官能症、狂郁精神病及精神高级神经活动：神经官能症、狂郁精神病及精神发育阻滞发育阻滞。（八）心血管疾病研究（八）心血管疾病研究&对心血管药物反应敏感，血压反应好，心对
8、心血管药物反应敏感，血压反应好，心电图各期间较明显且平稳，但无电图各期间较明显且平稳，但无S-TS-T段，适段，适宜于直接描述血压，进行降压药及心血管宜于直接描述血压，进行降压药及心血管疾病的研究。心电图上无疾病的研究。心电图上无STST段，与心率快段，与心率快无关，主要与动物种系遗传有关。无关，主要与动物种系遗传有关。（九）计划生育研究（九）计划生育研究&致畸实验、去除卵巢或睾丸模型、避孕致畸实验、去除卵巢或睾丸模型、避孕药物筛选及毒性实验、老年病学研究。药物筛选及毒性实验、老年病学研究。（十）中医中药研究（十）中医中药研究&血虚、阴虚、阳虚、阴阳失调、血瘀等血虚、阴虚、阳虚、阴阳失调、血瘀
9、等动物模型。动物模型。饲养管理饲养管理（一）环境（一）环境（二）笼具和垫料（二）笼具和垫料（三）饲料及饮水（三）饲料及饮水q豚鼠属哺乳纲，啮齿目，豚鼠科。又名天竺鼠、海豚鼠属哺乳纲，啮齿目，豚鼠科。又名天竺鼠、海 猪、荷兰猪；猪、荷兰猪；q豚鼠为草食性动物，喜食纤维素多的饲料；豚鼠为草食性动物，喜食纤维素多的饲料；q豚鼠对外界刺激极为敏感豚鼠对外界刺激极为敏感;听觉发达、易惊听觉发达、易惊-怕噪音；怕噪音；短被毛紧贴皮肤短被毛紧贴皮肤-怕高温、高湿；怕高温、高湿；喜活动、爱群居喜活动、爱群居-不宜单笼饲养。不宜单笼饲养。（一）传染病学研究（一）传染病学研究豚鼠对许多病原微生物都十分敏感，常用于
10、这方豚鼠对许多病原微生物都十分敏感，常用于这方面研究，尤其是结核杆菌高度敏感，感染后酷似面研究，尤其是结核杆菌高度敏感，感染后酷似人类的病变，是结核杆菌分离、鉴别、疾病诊断人类的病变，是结核杆菌分离、鉴别、疾病诊断以及病理研究的首选动物。幼龄动物用于研究支以及病理研究的首选动物。幼龄动物用于研究支原体感染后的病理和细胞免疫。原体感染后的病理和细胞免疫。（二）免疫学研究（二）免疫学研究过敏性休克和变态反应的研究，豚鼠是首选动物。过敏性休克和变态反应的研究，豚鼠是首选动物。特别是迟发型超敏反应与人相似。特别是迟发型超敏反应与人相似。常用动物对致敏物质的反应程度顺序为：常用动物对致敏物质的反应程度顺
11、序为：豚鼠豚鼠 兔兔 狗狗 小鼠小鼠 猫猫是常用动物血清中补体含量最多的动物。制备补体是常用动物血清中补体含量最多的动物。制备补体（三）药理学研究（三）药理学研究豚鼠皮肤对毒物刺激反应灵敏，并近似于人类，豚鼠皮肤对毒物刺激反应灵敏，并近似于人类，可用于局部皮肤毒物作用的实验。可用于局部皮肤毒物作用的实验。如研究化妆品和外用药物对局部皮肤的刺激作用如研究化妆品和外用药物对局部皮肤的刺激作用由于妊娠期长，胎儿发育完全，适用于药物或毒由于妊娠期长，胎儿发育完全，适用于药物或毒物对胎儿后期发育的影响实验。物对胎儿后期发育的影响实验。平喘药、镇咳药、麻醉药的研究。平喘药、镇咳药、麻醉药的研究。（四）坏血
12、病研究（四）坏血病研究体内不能合成体内不能合成VCVC，一旦缺乏则引起一系列坏血病，一旦缺乏则引起一系列坏血病症状，是研究坏血病的良好动物。症状，是研究坏血病的良好动物。（五）内耳实验研究（五）内耳实验研究豚鼠耳壳大，易于进入中耳和内耳，耳蜗和血管豚鼠耳壳大，易于进入中耳和内耳，耳蜗和血管伸至中耳内，可以进行内耳循环的观察。伸至中耳内，可以进行内耳循环的观察。豚鼠听力特别敏锐。豚鼠听力特别敏锐。（六）肺水肿研究（六）肺水肿研究切断颈部两侧迷走神经可以引起肺水肿，复制典切断颈部两侧迷走神经可以引起肺水肿，复制典型的急性肺水肿动物模型，其症状比其他动物更型的急性肺水肿动物模型，其症状比其他动物更明
13、显。明显。（七）（七）其他方面其他方面耐缺氧能力强，适于作缺氧耐受性和测量耗氧量耐缺氧能力强，适于作缺氧耐受性和测量耗氧量实验。实验。对辐射损伤引起的出血症也敏感。对辐射损伤引起的出血症也敏感。还适用于妊娠毒血症、自发性流产、睾丸炎及悉还适用于妊娠毒血症、自发性流产、睾丸炎及悉生生物学的研究。生生物学的研究。（八）不宜采用豚鼠的研究（八）不宜采用豚鼠的研究1.1.急性实验。因为豚鼠易感染，皮肤厚，不宜注急性实验。因为豚鼠易感染，皮肤厚，不宜注射，血管神经不易分离；射，血管神经不易分离；2.2.慢性支气管炎症实验。因为豚鼠气管、支气管慢性支气管炎症实验。因为豚鼠气管、支气管腺体不发达；腺体不发达
14、；3.3.呕吐实验。因为豚鼠呕吐反应不敏感。呕吐实验。因为豚鼠呕吐反应不敏感。金黄地鼠金黄地鼠(Mesocricetus auratus)中国地鼠（黑线仓鼠）中国地鼠（黑线仓鼠）家兔家兔Rabbits(Oryctolagus cuniculus)VS.Rabbits are a useful model for the study of vascular biology.The large size of rabbits facilitates many metabolic studies.为什么要使用家兔为什么要使用家兔Rationale of using rabbitsMouse and
15、RatRabbitHumanLipoprotein profileHDL-richLDL-richLDL-richCEPTNoYesYesHepatic apoB editingYesNoNoapoB 48Chylomicron VLDL ChylomicronChylomicronHepatic lipase activityHigh,70%in circulationLow,Liver-boundLow,Liver-boundHepatic LDL receptorUsually highDown-regulatedDown-regulatedapoA-IIYesNoYesDietary
16、cholesterolResistantSensitiveAtherosclerosisResistantSusceptibleCEPT,cholesteryl ester transfer protein;LDL,low density lipoprotein;HDL,high density lipoprotein.家兔、小鼠、人类脂蛋白特征比较家兔、小鼠、人类脂蛋白特征比较Difference in lipoprotein profiles among animal species1.1.观察呕吐的试验观察呕吐的试验,因为兔对呕吐反应不敏感；因为兔对呕吐反应不敏感；2.2.放射病试验放射
17、病试验,因为兔对射线非常敏感，射线照射因为兔对射线非常敏感，射线照射 后，常发生休克或死亡；后，常发生休克或死亡；3.3.甲状旁腺切除术甲状旁腺切除术,因为兔的甲状旁腺分布分散，位因为兔的甲状旁腺分布分散，位 置不固定。置不固定。2.2.四系杂交犬：由四个品系动物杂交而成，是四系杂交犬：由四个品系动物杂交而成，是一种专门适用于外科手术用的犬，具有体型大，心一种专门适用于外科手术用的犬，具有体型大，心脏大，耐劳，不爱吠叫等优点。脏大，耐劳，不爱吠叫等优点。3.3.华北犬和西北犬：适合做烧伤，放射损伤华北犬和西北犬：适合做烧伤，放射损伤等研究。等研究。4.4.狼犬：适合用于胸外科及脏器移植等研究。
18、狼犬：适合用于胸外科及脏器移植等研究。1版纳小耳猪近交系版纳小耳猪近交系 云南农业大学云南农业大学以西双版纳小耳以西双版纳小耳猪为基础群，经猪为基础群，经过过1717年，年，1414代严代严格亲子交配，初格亲子交配，初步培育成两个体步培育成两个体型大小不同的型大小不同的JBJB（70Kg70Kg）和）和JSJS（20kg20kg）近交系。）近交系。2贵州小型香猪贵州小型香猪 贵阳中医学院贵阳中医学院于于19851985年以原年以原产于贵州丛江产于贵州丛江县的丛江香猪县的丛江香猪为基础群，以为基础群，以小型、早熟为小型、早熟为育种目标进行育种目标进行定向选育。定向选育。3广西巴马小型猪广西巴马小
19、型猪 广 西 农 业 大 学广 西 农 业 大 学19871987年开始，选年开始，选香 猪 香 猪 2 2 头，头，1414头，组成零头，组成零世代基础群，白世代基础群，白毛 占 比 重 大，毛 占 比 重 大，92%92%，头臀黑，头臀黑，即即“两头乌两头乌”。4五指山小型猪五指山小型猪 中国农科院选育的五指山小型猪，分布海南岛中国农科院选育的五指山小型猪，分布海南岛五指山区。五指山区。19871987年，原产地仅发现年，原产地仅发现1515头，而目前原头，而目前原产地消失。为挽救小型猪中体型最小（产地消失。为挽救小型猪中体型最小（36.65kg36.65kg），濒临灭绝猪种，该院畜牧所从
20、原产地引种了，濒临灭绝猪种，该院畜牧所从原产地引种了2 2头头，1 1头至北京扩群繁育，目前存栏数百余头。开展头至北京扩群繁育，目前存栏数百余头。开展近交培育，胚胎移植等工作近交培育，胚胎移植等工作。（二）国外主要品种和品系（二）国外主要品种和品系1 1明尼苏达明尼苏达霍麦尔系小型猪（霍麦尔系小型猪（Minnesota-Hormel stainMinnesota-Hormel stain）明尼苏达明尼苏达-霍麦尔系小型猪，于霍麦尔系小型猪，于19431943年由明尼苏达大学霍麦年由明尼苏达大学霍麦尔研究所用阿拉哈马州的古尼阿猪（尔研究所用阿拉哈马州的古尼阿猪（GuineahogGuineaho
21、g），加塔里），加塔里那岛的野猪（那岛的野猪（Catalina islandCatalina island）和路伊斯安娜州的毕尼乌）和路伊斯安娜州的毕尼乌兹野猪（兹野猪（PineywoodsPineywoods）3 3种猪的基础上，再导入加巴岛上的种猪的基础上，再导入加巴岛上的拉斯拉斯爱纳爱纳-朗刹猎（朗刹猎（Ras-n-LansaRas-n-Lansa）培育而成的小型猪，其）培育而成的小型猪，其血缘成分分别含有上列血缘成分分别含有上列4 4种的种的15%15%、19%19%、46%46%和和20%20%。明尼苏。明尼苏达一霍麦尔系小型猪毛色有黑白斑，成年猪体重达一霍麦尔系小型猪毛色有黑白斑，
22、成年猪体重80kg80kg，遗，遗传性状比较稳定，变异不大。传性状比较稳定，变异不大。2皮特曼一摩尔小型猪（皮特曼一摩尔小型猪（Pitman-Moore strain）皮特曼一摩尔系小型猪是由皮皮特曼一摩尔系小型猪是由皮特曼一摩尔制药公司的研究室特曼一摩尔制药公司的研究室培育而成的小型猪。此猪以弗培育而成的小型猪。此猪以弗洛达野生的野猪为基础，与加洛达野生的野猪为基础，与加利夫岛的猪等交配后所得的后利夫岛的猪等交配后所得的后代培育成。皮特曼一摩尔系小代培育成。皮特曼一摩尔系小型猪以毛色有各种各样斑纹者型猪以毛色有各种各样斑纹者居多。现在日本生物科学研究居多。现在日本生物科学研究所也有引入繁殖的
23、。所也有引入繁殖的。3亨浮德系小型猪（亨浮德系小型猪（Hanford Strain）亨浮德系小型猪是亨浮德研究亨浮德系小型猪是亨浮德研究所作皮肤研究用的小型猪，所作皮肤研究用的小型猪，19751975年用白色种的帕洛斯猪（年用白色种的帕洛斯猪（PalousePalouse）和毕特曼一摩尔系）和毕特曼一摩尔系小型猪交配改良，再导入墨西小型猪交配改良，再导入墨西哥产的拉勃可种（哥产的拉勃可种（LabcoLabco）育）育成的小型猪。亨浮德系小型猪成的小型猪。亨浮德系小型猪成年体重成年体重707090kg90kg，白皮肤。，白皮肤。4格廷根系小型猪（格廷根系小型猪（Gottingen strain）
24、格廷根系小型猪是格廷根大格廷根系小型猪是格廷根大学用明尼苏达一荷曼系小学用明尼苏达一荷曼系小型猪与由缅甸输入的小型型猪与由缅甸输入的小型猪（猪（VietnameseVietnamese）交配而）交配而成，再用白毛色的德国改成，再用白毛色的德国改良长白种导入显性白色因良长白种导入显性白色因子培育成的小型猪。成年子培育成的小型猪。成年猪（猪（2424月龄）体重月龄）体重404060kg60kg。猴子猴子Rhesus monkey(Macaca malatta)其他实验动物其他实验动物一、长爪沙鼠一、长爪沙鼠（一）生物学特性（一）生物学特性 分布于内蒙古自治区及毗邻省份，分布于内蒙古自治区及毗邻省份
25、，2020世纪世纪6060年代驯化年代驯化1 1草食动物，大小介于大小鼠之间。草食动物，大小介于大小鼠之间。2 2生性好斗，不易群养，行动敏捷，昼夜活动。生性好斗，不易群养，行动敏捷，昼夜活动。3 3易陷于催眠状态，有类似人的自发性癫痫，突然易陷于催眠状态，有类似人的自发性癫痫，突然 放入宽敞场地或握在手中常发生癫痫。放入宽敞场地或握在手中常发生癫痫。4 4怀孕期怀孕期24242626天，哺乳期天，哺乳期2121天，性周期天，性周期4 46 6天，天，体重体重80g80g。（二）应用（二）应用 脑底动脉环后交通枝缺损，没有连接颈内动脉系统和椎底动脑底动脉环后交通枝缺损，没有连接颈内动脉系统和椎
26、底动脉系统的后交通动脉，不能构成完整的脉系统的后交通动脉，不能构成完整的WillisWillis环，如将单侧环，如将单侧颈动脉结扎常发生脑梗塞。颈动脉结扎常发生脑梗塞。二、鼠二、鼠 兔兔（一）生物学特性（一）生物学特性1 1性情温和，胆小怕惊，草食动物。性情温和，胆小怕惊，草食动物。2 2鼠兔有采食软便的习惯。鼠兔有采食软便的习惯。3 3妊娠期妊娠期2121天，哺乳期天，哺乳期2020天，体重天，体重9393102102克克 （二）应用（二）应用高原鼠兔高原鼠兔RBCRBC明显高于人和家兔，氧利用率高，研明显高于人和家兔，氧利用率高，研究高山生理和低压特征。究高山生理和低压特征。三、树鼩三、树
27、鼩（一）生物学特性（一）生物学特性1.1.灵长目动物，外型酷灵长目动物，外型酷似松鼠。似松鼠。2.2.怀孕期怀孕期41415050天。天。树树 鼩（二）在医学生物学中的应用（二）在医学生物学中的应用1 1甲型肝炎研究甲型肝炎研究2 2乙型肝炎研究乙型肝炎研究3 3肿瘤研究肿瘤研究4 4实验性胆结石形成研究实验性胆结石形成研究5 5病毒研究病毒研究6 6中国树中国树鼩鼩花斑现象研究花斑现象研究野生至实验室笼养，部分动物于尾根部，两后腿外侧，野生至实验室笼养，部分动物于尾根部，两后腿外侧，腰臀部出现块状毛，持续腰臀部出现块状毛，持续2 23 3月后新毛长出月后新毛长出,夹有白毛夹有白毛,出现花斑，
28、可用于研究人斑秃和无毛再生。出现花斑，可用于研究人斑秃和无毛再生。果蝇果蝇Fruit Fly(Drosophila melanogaster)lIt is easy to handle and well-understood-and part of it is practical;lIts a small animal,with a short life cycle of just two weeks;lIt is cheap and easy to keep large numbers.lMutant flies,with defects in any of several thousand
29、 genes are available;lThe entire genome has been sequence(2000).为什么用果蝇为什么用果蝇Why work with Drosophila?秀丽隐杆线虫（新杆状线虫）秀丽隐杆线虫（新杆状线虫）Caenorhabditis elegans秀丽隐杆线虫是发育生物学研究新颖的动物模型秀丽隐杆线虫是发育生物学研究新颖的动物模型C.elegans is an excellent model for the study of biology researchlIt contains only about 1090 cells,body is t
30、ransparent,its life-cycle lasts just 3.5 dayslIt can be induced mutations with a chemical known as EMSlConsisting of a variety of cells and tissues,including a nervous systemlIt easy for researchers to trace the cellular effects of mutations,thus opening the way to identifying the genes involved in development of the different cell types
