1、医学研究中实验医学研究中实验动物选择和应用动物选择和应用 内内 容容一、实验动物的分类及其特点；一、实验动物的分类及其特点；二、常用实验动物及其特点；二、常用实验动物及其特点；三、实验动物的选择要点。三、实验动物的选择要点。第一章第一章 概概 论论 医学研究的主要任务是预防与治疗人医学研究的主要任务是预防与治疗人类的疾病，保障人民健康。它是通过临床研类的疾病，保障人民健康。它是通过临床研究和实验室研究两个基本途径来实现的，而究和实验室研究两个基本途径来实现的，而不论临床研究还是实验室研究均离不开使用不论临床研究还是实验室研究均离不开使用实验动物。实验动物。第一节第一节 实验动物在医学发展中的地
2、位和作用实验动物在医学发展中的地位和作用 在药品、生物制品、农药、食品、添在药品、生物制品、农药、食品、添加剂、化工产品、化妆品、航天、放射性加剂、化工产品、化妆品、航天、放射性和军工产品的研究、试验与生产中，在进和军工产品的研究、试验与生产中，在进出口商品检验中，实验动物是不可缺少的出口商品检验中，实验动物是不可缺少的材料，并且总是做为人类的替身，去承担材料，并且总是做为人类的替身，去承担安全评价和效果试验，安全评价和效果试验，在生命科学领域内一些研究课题的确立，在生命科学领域内一些研究课题的确立，成果水平的高低，都决定于实验动物的质量，成果水平的高低，都决定于实验动物的质量，没有它，我们的
3、科学实验就不能在时间、空没有它，我们的科学实验就不能在时间、空间和研究者之间进行比较，我们的科研成果、间和研究者之间进行比较，我们的科研成果、论文就不能在国际上进行交流，得不到国际论文就不能在国际上进行交流，得不到国际的公认，将被国际同行们看为科学水平不高的公认，将被国际同行们看为科学水平不高甚至是一堆废纸。我们的生命科学就不能走甚至是一堆废纸。我们的生命科学就不能走向世界。向世界。根据统计，世界上生物医学研究论文的根据统计，世界上生物医学研究论文的60%60%以上是采用实验动物来进行的。以上是采用实验动物来进行的。可见动物实验在医学的发展过程中起着可见动物实验在医学的发展过程中起着极其重要和
4、推动性的作用。极其重要和推动性的作用。在生命科学研究领域内，进行实验研究在生命科学研究领域内，进行实验研究所需要的基本条件可以总括为：所需要的基本条件可以总括为：实验动物实验动物（AnimalAnimal）、）、设备设备（EquipmentEquipment）、）、信息（信息（InformationInformation）和试剂（和试剂（ReagentReagent）。）。我们可以把它们看作是生命科学实验研我们可以把它们看作是生命科学实验研究中的基本要素，可简称为究中的基本要素，可简称为AEIRAEIR要素。这四要素。这四个基本要素，在整个生命科学研究实验中，个基本要素，在整个生命科学研究实验
5、中，具有同等重要的地位，不能忽略或偏废。具有同等重要的地位，不能忽略或偏废。第二节第二节 实验动物的基本概念实验动物的基本概念以往，把实验用动物非常含糊地称为以往，把实验用动物非常含糊地称为实验动物，现在必须加以纠正，两者应该实验动物，现在必须加以纠正，两者应该明确区分。明确区分。实验用动物就是指一切用于实验的动实验用动物就是指一切用于实验的动物，其中除了符合严格要求的实验动物物，其中除了符合严格要求的实验动物(Laboratory animal)(Laboratory animal)外，还包括家畜（产外，还包括家畜（产业家畜和社会家畜）和野生动物，这三类业家畜和社会家畜）和野生动物，这三类统
6、称为实验用动物（统称为实验用动物（Animal for Research,Animal for Research,或或Experimental AnimalExperimental Animal）。）。1.实验动物：经实验动物：经，对其携带的，对其携带的实行控制，实行控制，明确或来源清明确或来源清楚，用于科学研究、教学、生物制品或药楚，用于科学研究、教学、生物制品或药品鉴定以及其它科学实验的动物。品鉴定以及其它科学实验的动物。2.家畜（禽）：以满足人类社会生活需要家畜（禽）：以满足人类社会生活需要而生产的动物。而生产的动物。3.野生动物：直接从野外捕获的动物。野生动物：直接从野外捕获的动物。在
7、动物实验上，特别重视在动物实验上，特别重视反应的重复反应的重复性性，这三类动物有较大的差异。，这三类动物有较大的差异。所谓反应的重复性就是指不同的实验所谓反应的重复性就是指不同的实验工作者，在不同的实验地点，不同的时间，工作者，在不同的实验地点，不同的时间，用同一品系动物所做的的实验，几乎没有用同一品系动物所做的的实验，几乎没有差异地均能获得相同的结果。这就希望动差异地均能获得相同的结果。这就希望动物实验能达到象化学分析天平称量那样的物实验能达到象化学分析天平称量那样的精确度。精确度。家家 畜畜 实验动物实验动物动物健康无病动物健康无病忽视非致病微生物或无症状忽视非致病微生物或无症状性感染性感
8、染控制动物疾病、非致病但干控制动物疾病、非致病但干扰实验结果的微生物或无症扰实验结果的微生物或无症状性感染。状性感染。无菌动物、悉生动物无菌动物、悉生动物实验用动物微生物学控制重点的差异实验用动物微生物学控制重点的差异家家 畜畜 实验动物实验动物培育高生产性能的的优良品培育高生产性能的的优良品种；利用杂交优势；种；利用杂交优势；要求高的泌乳能力（乳牛），要求高的泌乳能力（乳牛），产蛋能力（家禽），肥育能产蛋能力（家禽），肥育能力（肉用家畜），产毛能力力（肉用家畜），产毛能力（皮毛动物）等。（皮毛动物）等。培育近亲交配的纯系动物，培育近亲交配的纯系动物，以保持个体的均一性；以保持个体的均一性；通
9、过遗传学手段将具有同人通过遗传学手段将具有同人相类似疾病的动物，积极地相类似疾病的动物，积极地把它培育后保留下来，建立把它培育后保留下来，建立“疾病模型疾病模型”的品系。的品系。既要培育耐病性高的形质既要培育耐病性高的形质（例如低癌品系），同时又（例如低癌品系），同时又要培育耐病性低的形质（例要培育耐病性低的形质（例如高癌品系），以适应研究如高癌品系），以适应研究的需要，的需要，实验用动物遗传学控制重点的差异实验用动物遗传学控制重点的差异第第三三节节 实验用动物的分类实验用动物的分类根据自然分类法，生物可分为两大界，根据自然分类法，生物可分为两大界，即动物界和植物界。界（即动物界和植物界。界（
10、Kingdom）以下以下分为门（分为门（Phylum）、）、纲（纲（Class）、）、目目（Order）、科（）、科（Family）、属（）、属（Genus）、）、种（种（Species）等。除此之外还可用亚门、等。除此之外还可用亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属、亚种，变种等亚纲、亚目、亚科、亚属、亚种，变种等来表示更细的分类等级。来表示更细的分类等级。随着实验动物的进展，实验动物的分随着实验动物的进展，实验动物的分类方法愈来愈细，也更加科学化，通过了类方法愈来愈细，也更加科学化，通过了解下面的几种分类方法，同时可扼要地了解下面的几种分类方法，同时可扼要地了解实验动物的来源和发展情况。解实验动物的
11、来源和发展情况。一、按实际用途分类一、按实际用途分类1 1实验动物（实验动物（Laboratory animalsLaboratory animals）是经是经人工培育，对其携带的微生物实行控制，人工培育，对其携带的微生物实行控制，遗传学背景明确或来源清楚，用于科学研遗传学背景明确或来源清楚，用于科学研究、教学、生物制品或药品鉴定以及其它究、教学、生物制品或药品鉴定以及其它科学实验的动物。科学实验的动物。2 2经济动物或称家畜家禽：经济动物或称家畜家禽：是指作为人类社会生活需要（如肉用、是指作为人类社会生活需要（如肉用、乳用、蛋用、皮毛用等）而驯养、培育、繁乳用、蛋用、皮毛用等）而驯养、培育、
12、繁殖生产的动物。转为实验用的有：产业家畜殖生产的动物。转为实验用的有：产业家畜（猪、马、牛、羊、鸡、鸭、鹅、鸽、兔、（猪、马、牛、羊、鸡、鸭、鹅、鸽、兔、鱼类等）和社会家畜（犬、猫、金鱼等），鱼类等）和社会家畜（犬、猫、金鱼等），其中一部分虽已培育成能达到作为实验动物其中一部分虽已培育成能达到作为实验动物的目标，但与具有高标准水平的鼠类相比，的目标，但与具有高标准水平的鼠类相比，其品质还不能说是很高的。其品质还不能说是很高的。3 3野生动物（野生动物（Wild Wild amimalsamimals）：）：是指作为人类需要，从自然界捕获的、是指作为人类需要，从自然界捕获的、没有进行人工繁殖、饲
13、养的动物。例如两栖没有进行人工繁殖、饲养的动物。例如两栖类、爬虫类（青蛙、蟾蜍、蝾螈、水龟等）；类、爬虫类（青蛙、蟾蜍、蝾螈、水龟等）；鱼类（鲫鱼、泥鳅等）；无脊椎动物（蛤蜊鱼类（鲫鱼、泥鳅等）；无脊椎动物（蛤蜊类、墨鱼类、蟹类、海胆类、蝇类、蚊类、类、墨鱼类、蟹类、海胆类、蝇类、蚊类、蟑螂等）；鸟类；啮齿类（如黑线仓鼠、长蟑螂等）；鸟类；啮齿类（如黑线仓鼠、长爪砂鼠、黑线姬鼠等野鼠）；灵长类（猿猴）爪砂鼠、黑线姬鼠等野鼠）；灵长类（猿猴）等，这些野生动物，除少数外，一般均不能等，这些野生动物，除少数外，一般均不能进行人工繁殖生产。进行人工繁殖生产。4 4观赏动物观赏动物（Exihibitin
14、gExihibiting animals animals）：）：是指作为人类玩赏和公园里供人观赏是指作为人类玩赏和公园里供人观赏而饲养的动物，如踏车小白鼠、玩赏犬和而饲养的动物，如踏车小白鼠、玩赏犬和猫等。猫等。二、按遗传学控制原理分类二、按遗传学控制原理分类 实验动物被称为实验动物被称为“活的试剂活的试剂”的的“活的活的测定器测定器”。在动物实验时，就需要有纯度高。在动物实验时，就需要有纯度高的、敏感性强的，适合各种实验目的要求的的、敏感性强的，适合各种实验目的要求的品系动物。品系动物。目前，按遗传学控制方法，根据基因纯目前，按遗传学控制方法，根据基因纯合的程度，把实验动物分类为：合的程度，
15、把实验动物分类为：近交系、突近交系、突变系、杂交群、封闭群变系、杂交群、封闭群四类，其规定要求各四类，其规定要求各不相同。不相同。而杂种是未经遗传学控制而进行无计划而杂种是未经遗传学控制而进行无计划交配繁殖的动物，故不属于本分类范围。交配繁殖的动物，故不属于本分类范围。按遗传学控制方法，实验动物的分类按遗传学控制方法，实验动物的分类及其主要特点：及其主要特点：近交系动物近交系动物（Inbred strain animalsInbred strain animals）：）：实验动物的近交（实验动物的近交（InbreedingInbreeding）即近即近亲繁殖，是指血缘关系极为相近的个体之亲繁殖
16、，是指血缘关系极为相近的个体之间或遗传组成极相似的个体之间进行的交间或遗传组成极相似的个体之间进行的交配繁殖。配繁殖。近交系动物一般称为之纯系动物。是近交系动物一般称为之纯系动物。是采用兄妹交配或亲子交配（父母与子女交采用兄妹交配或亲子交配（父母与子女交配），连续繁殖配），连续繁殖2020代以上而培育出来的纯代以上而培育出来的纯品系动物。一般以小鼠为典型代表。品系动物。一般以小鼠为典型代表。近交后引起的变化近交后引起的变化 1、近交可以增多纯合性：、近交可以增多纯合性：近交系动物是通过长期近亲交配而建近交系动物是通过长期近亲交配而建立的。通过纯育后，动物的杂合性逐渐降立的。通过纯育后，动物的杂
17、合性逐渐降低，因而纯度逐渐增高，使基因位点变为低，因而纯度逐渐增高，使基因位点变为纯合子，使它们的表现型趋向一致性。纯合子，使它们的表现型趋向一致性。亲代亲代 A aF1 Aa AaF2 AA Aa aaF3 AA AA Aa aa aaF4 AA AA AA Aa aa aa aaC C5757BLBL黑色黑色a a，C C3 3H H野鼠色，二者皆为纯合子。野鼠色，二者皆为纯合子。二者杂交：二者杂交：近交程度：种系中纯合性的程度通常近交程度：种系中纯合性的程度通常以近以近交系数交系数（F F）和和血缘系数血缘系数（R R）来表示：来表示：近交系数近交系数也就是一个种系的个体也就是一个种系的
18、个体中，将基因的纯化程度用百分比来表示；中，将基因的纯化程度用百分比来表示；血缘系数血缘系数是将群体中个体之间基是将群体中个体之间基因组成的相似程度用数值来表示。因组成的相似程度用数值来表示。F F值和值和R R值随近交繁殖连续的代数而递值随近交繁殖连续的代数而递增。增。2、近交可将群体分离为不同基因型的品系：、近交可将群体分离为不同基因型的品系：原始种群经过近交分为若干近交系，在不原始种群经过近交分为若干近交系，在不同等位基因的不同位点上变为纯合子。原同等位基因的不同位点上变为纯合子。原始种群的小鼠兄妹交配连续始种群的小鼠兄妹交配连续2020代之后分离代之后分离出两支等位基因出两支等位基因A
19、 A和和a a的近交品系：的近交品系：1 1等位基因等位基因A A的品系；的品系；2 2等位基因等位基因a a的品系。的品系。3、近交可引起近交衰退：、近交可引起近交衰退：亲缘接近的交配所产生的后代常常会出现亲缘接近的交配所产生的后代常常会出现生长、成活、生育、抗病、适应环境等能生长、成活、生育、抗病、适应环境等能力的减退，这种现象称之为近交衰退，如力的减退，这种现象称之为近交衰退，如何克服和解决这个问题，是培育近交系动何克服和解决这个问题，是培育近交系动物的关键所在。物的关键所在。很多学者认为，较大动物的纯种培育很很多学者认为，较大动物的纯种培育很难获得成功。例如犬和猫连续兄妹交配难获得成功
20、。例如犬和猫连续兄妹交配2020代代需经需经2020年左右。鸡和兔亦也花费较长时间。年左右。鸡和兔亦也花费较长时间。但目前毕竟因研究上的特别需要，已培育出但目前毕竟因研究上的特别需要，已培育出兔、犬、猫、鸡、羊、猪等的若干近交系。兔、犬、猫、鸡、羊、猪等的若干近交系。有些学者提议：禽类和兔的血缘系数达有些学者提议：禽类和兔的血缘系数达到到80%80%以上时（相当兄妹交配四代），即可以上时（相当兄妹交配四代），即可称为近交系。称为近交系。使用近交系的主要优点使用近交系的主要优点 1 1具有相同的基因型，表现型也一致，所具有相同的基因型，表现型也一致，所以其反应是一致的，实验结果正确、可靠。以其反
21、应是一致的，实验结果正确、可靠。2 2各品系均有其独特的特性，根据实验目各品系均有其独特的特性，根据实验目的可选用不同品系来作实验，实验重复性的可选用不同品系来作实验，实验重复性好，所用动物少，实验周期短，节省人力、好，所用动物少，实验周期短，节省人力、物力和时间。物力和时间。3 3国际上分布广泛，不同国家的科研单国际上分布广泛，不同国家的科研单位由于使用同一近交系动物所取得的结果位由于使用同一近交系动物所取得的结果是相似的，便于国内和国际间学术交流和是相似的，便于国内和国际间学术交流和实验重复。实验重复。4 4有大量的历史资料可查，每个品系均有大量的历史资料可查，每个品系均有其详细的遗传学资
22、料，遗传背景明确，有其详细的遗传学资料，遗传背景明确，其生物学特性、生理生化特点、常见疾病其生物学特性、生理生化特点、常见疾病（包括自发性疾病）等都有过系统的研究，（包括自发性疾病）等都有过系统的研究，便于研究者查阅和选择应用。便于研究者查阅和选择应用。近交系动物在生物医学研究中的应用近交系动物在生物医学研究中的应用 近交系动物首先应用于遗传学研究，近交系动物首先应用于遗传学研究，以后又为肿瘤和免疫学家所重视。在肿瘤以后又为肿瘤和免疫学家所重视。在肿瘤的研究工作中应用最广泛，培育的品系也的研究工作中应用最广泛，培育的品系也最多，对肿瘤的病因学、发病学、实验治最多，对肿瘤的病因学、发病学、实验治
23、疗和新抗癌药物的研究等都发挥了重要作疗和新抗癌药物的研究等都发挥了重要作用。用。突变系动物（突变系动物（Mutant strain animalsMutant strain animals）是保持有特殊的突变基因的品系动物，是保持有特殊的突变基因的品系动物，也就是正常染色体的基因发生了变异的、具也就是正常染色体的基因发生了变异的、具有各种遗传缺陷的品系动物。有各种遗传缺陷的品系动物。在小鼠和大鼠中，通过自然突变和人工在小鼠和大鼠中，通过自然突变和人工定向突变，已培育出很多突变品系动物。定向突变，已培育出很多突变品系动物。基因突变动物在遗传学上不是一个单基因突变动物在遗传学上不是一个单独的遗传类
24、别，它涉及近交系和封闭群两独的遗传类别，它涉及近交系和封闭群两类动物。类动物。基因突变发生在近交系即为基因突变发生在近交系即为同源突变同源突变近交系近交系；基因突变发生在封闭群，即为基因突变发生在封闭群，即为封闭群封闭群突变种突变种。突变品系突变品系主要表现主要表现研究应用研究应用肌萎缩症（肌萎缩症（dy）小鼠小鼠进行性肌衰弱和广泛性的进行性肌衰弱和广泛性的肌萎缩肌萎缩肌萎缩症、肌肉营养障碍肌萎缩症、肌肉营养障碍症症肥胖症小鼠（肥胖症小鼠（ob）和大鼠和大鼠（fa）肥胖，饮食多，血胰岛素肥胖，饮食多，血胰岛素高高肥胖症肥胖症侏儒症（侏儒症（dw）小鼠小鼠矮小畸形、短尾、短鼻、矮小畸形、短尾、短
25、鼻、继发性粘液性水肿继发性粘液性水肿内分泌如生长素和促甲状内分泌如生长素和促甲状腺素研究腺素研究糖尿病小鼠（糖尿病小鼠（db）和大鼠和大鼠（di）肥胖并糖尿病、高血糖、肥胖并糖尿病、高血糖、蛋白尿、烦渴蛋白尿、烦渴遗传性糖尿病遗传性糖尿病骨骼硬化症（骨骼硬化症（op）小鼠小鼠骨质骨质硬化，骨髓消失硬化，骨髓消失人人骨髓硬化症骨髓硬化症贫血小鼠和大鼠贫血小鼠和大鼠多种贫血多种贫血贫血贫血白内障（白内障（Cat）大鼠大鼠 白内障白内障眼科眼科常用的突变品系常用的突变品系突变品系突变品系主要表现主要表现研究应用研究应用尿崩症（尿崩症（di)大鼠大鼠多尿，低渗透压多尿，低渗透压遗传性下丘脑尿崩症遗传性
26、下丘脑尿崩症血胆红素过多症（黄疸）血胆红素过多症（黄疸）（Jaudice,j）大鼠大鼠黄疸黄疸婴儿的先天性血胆红素过婴儿的先天性血胆红素过多综合征多综合征色素瘤性视网膜炎大鼠色素瘤性视网膜炎大鼠视网膜发育后期即开始的视网膜发育后期即开始的光感受细胞的进行性丧失光感受细胞的进行性丧失人类的色素瘤性视网膜炎人类的色素瘤性视网膜炎无脾（无脾（As）小鼠小鼠 脾脏完全缺如脾脏完全缺如脾脏功能、血吸虫病脾脏功能、血吸虫病视网膜退化（视网膜退化（rd）鼠鼠 进行性视网膜硬化，有色进行性视网膜硬化，有色素沉着及视网膜血管闭锁素沉着及视网膜血管闭锁人类的色素性视网膜炎人类的色素性视网膜炎针尾（针尾（Pt）突变
27、鼠突变鼠椎间盘逐龄产生快速退化椎间盘逐龄产生快速退化人类的椎间盘突出症人类的椎间盘突出症自发性高血压大鼠自发性高血压大鼠（SHR）自发性高血压自发性高血压高血压高血压癫痫突变型大鼠癫痫突变型大鼠发作癫痫发作癫痫人类癫痫病人类癫痫病多种免疫缺陷小鼠多种免疫缺陷小鼠无无T细胞或无细胞或无B细胞或无细胞或无T、B细胞或无细胞或无K细胞或无细胞或无T、B、K细胞或无巨噬细胞细胞或无巨噬细胞免疫、血液病、器官移植、免疫、血液病、器官移植、肿瘤、病毒等肿瘤、病毒等其它还有各类突变模型动物先天性畸其它还有各类突变模型动物先天性畸形、各种肾异常、巨结肠小鼠、睾丸雌性化形、各种肾异常、巨结肠小鼠、睾丸雌性化或假
28、两性畸形大鼠、隐睾症、新西兰高血压或假两性畸形大鼠、隐睾症、新西兰高血压大鼠、各种神经麻痹、各种中枢神经异常、大鼠、各种神经麻痹、各种中枢神经异常、苯丙酮苯丙酮酸尿酸尿症、自身免疫性疾病、无毛小鼠、症、自身免疫性疾病、无毛小鼠、裸小鼠、裸大鼠等。裸小鼠、裸大鼠等。杂交群动物杂交群动物 也称杂交一代动物或系统杂交动物。也称杂交一代动物或系统杂交动物。是指两个是指两个近交品系近交品系动物之间进行有计划交动物之间进行有计划交配所获得的配所获得的第一代第一代动物。简称动物。简称F F1 1动物。动物。例如例如由由C C5757BL/6JBL/6J和和DBA/2DBA/2小鼠交配后培育的小鼠交配后培育的
29、第一代第一代为为DBFDBF1 1或或D2B6FD2B6F1 1，C57L/JC57L/J和和A/HeA/He交配后交配后的第一代的第一代为为LAFLAF1 1。实验动物实验动物“F F1 1”与一般遗传学上所谓与一般遗传学上所谓的的F F1 1不一样：不一样：一般的一般的F F1 1根本就是杂种，其个体之间根本就是杂种，其个体之间差异很大，因为其亲本本身是杂种。差异很大，因为其亲本本身是杂种。实验动物的实验动物的F F1 1虽然也是杂种，但是它虽然也是杂种，但是它们个体之间却很均一，大家都杂得一样，们个体之间却很均一，大家都杂得一样，所以个体与个体基本上还是相同的，这是所以个体与个体基本上还
30、是相同的，这是由于它们的两个亲本本身就是纯种。由于它们的两个亲本本身就是纯种。但但F F1 1动物是不能培育纯系的，因为在动物是不能培育纯系的，因为在仔二代（仔二代（F F2 2）时，会发生遗传上的性状分时，会发生遗传上的性状分离。离。亲代亲代 A aF1 Aa AaF2 AA Aa aaF3 AA AA Aa aa aaF4 AA AA AA Aa aa aa aa使用使用F F1 1动物的优点动物的优点综合起来综合起来F F1 1动物具有以下优点：动物具有以下优点：1 1具有杂交优势，生命力强，适应性和抗具有杂交优势，生命力强，适应性和抗病力强，繁殖旺盛等优点，在很大的程度病力强，繁殖旺盛
31、等优点，在很大的程度上可以克服因近交繁殖所引起的近交衰退上可以克服因近交繁殖所引起的近交衰退现象。现象。2 2具有纯系动物基本相似的遗传均质性。具有纯系动物基本相似的遗传均质性。虽然它的基因不是纯合子，但基因型是整虽然它的基因不是纯合子，但基因型是整齐一致的，遗传性是稳定的，表现型也一齐一致的，遗传性是稳定的，表现型也一致，因此它基本上具有近交系动物的特点。致，因此它基本上具有近交系动物的特点。3 3对各种实验结果重复性好，精确度高。对各种实验结果重复性好，精确度高。4 4国际上分布广，已广泛用于各类实验研究，国际上分布广，已广泛用于各类实验研究，实验结果便于在国际间进行重复和交流。实验结果便
32、于在国际间进行重复和交流。上述上述F F1 1动物的特点，说明为什么有了近动物的特点，说明为什么有了近交系动物，还要培育交系动物，还要培育F F1 1动物。动物。F F1 1动物在生物医学研究中的应用动物在生物医学研究中的应用 1 1、干细胞的研究、干细胞的研究2 2、移植免疫的研究、移植免疫的研究3 3、细胞动力学研究、细胞动力学研究4 4、单克隆抗体研究、单克隆抗体研究封闭群动物封闭群动物（Closed colony animals）：）：封闭群动物是指一个种群在五年以上既封闭群动物是指一个种群在五年以上既不以近交形式进行交配，也不从外部引进新不以近交形式进行交配，也不从外部引进新种，仅在
33、封闭条件下的种，仅在封闭条件下的一定群体中进行随机一定群体中进行随机交配繁殖交配繁殖的动物群。的动物群。在这固定的一群动物中，有的可能有在这固定的一群动物中，有的可能有近交关系，有的则无近交关系，但都要避近交关系，有的则无近交关系，但都要避免兄妹交配，保持其一定的遗传差异。例免兄妹交配，保持其一定的遗传差异。例如如WistarWistar大鼠、昆明种（瑞士种）小鼠、大鼠、昆明种（瑞士种）小鼠、青紫兔、新西兰白兔、大耳白兔、豚鼠等青紫兔、新西兰白兔、大耳白兔、豚鼠等均属此类。均属此类。封闭群动物的应用封闭群动物的应用 封闭群因为保持了相当程度的杂合性，封闭群因为保持了相当程度的杂合性，从而避免了
34、近交衰退的出现。所以，其生活力、从而避免了近交衰退的出现。所以，其生活力、生育力都比近交系强，具有繁殖率高等遗传学生育力都比近交系强，具有繁殖率高等遗传学的特点，因此封闭群动物可以大量生产。的特点，因此封闭群动物可以大量生产。目前国内外实验动物的使用，以小鼠为例，目前国内外实验动物的使用，以小鼠为例，大部分是近交系和封闭群。而从使用量上来看大部分是近交系和封闭群。而从使用量上来看封闭群远远超过近交系。封闭群远远超过近交系。三、按微生物学控制原理分类三、按微生物学控制原理分类 按对微生物的控制的程度，可以将实按对微生物的控制的程度，可以将实验动物分为五类，即：验动物分为五类，即：（）无菌动物（）
35、无菌动物（GFGF）；）；（）（）悉生动物（悉生动物（GNGN）；）；（）（）无特定病原体动物（无特定病原体动物（SPFSPF）；）；（）（）清洁动物（清洁动物（CLCL）；（5 5）普通动物（普通动物（CVCV）。）。1.普通动物（普通动物（Conventioal animals，CV）是未经积极的微生物学控制，要求必须是未经积极的微生物学控制，要求必须不带有人兽共患病和动物烈性传染病原体，不带有人兽共患病和动物烈性传染病原体，普通地饲养在开放卫生环境里的动物。普通地饲养在开放卫生环境里的动物。鼠应排除鼠痘病毒、流行性出血热病毒、鼠应排除鼠痘病毒、流行性出血热病毒、沙门氏菌、皮肤真菌和链球菌
36、、弓形体及对沙门氏菌、皮肤真菌和链球菌、弓形体及对人体和动物有较大危害的病原体。普通动物人体和动物有较大危害的病原体。普通动物只能供教学和一般性实验，不适用于研究实只能供教学和一般性实验，不适用于研究实验。验。2清洁动物清洁动物（Clean animal,CL）要求要求在在CVCV的基础上，还须不带有对动物危的基础上，还须不带有对动物危害大和对科学研究干扰大的病原体。清洁动物害大和对科学研究干扰大的病原体。清洁动物是根据我国国情而设定的等级动物，目前在我是根据我国国情而设定的等级动物，目前在我国已适用于大多数科研实验，是国内科研工作国已适用于大多数科研实验，是国内科研工作主要要求的标准级别的实
37、验动物。主要要求的标准级别的实验动物。3无特定病原体动物（无特定病原体动物（Specefic pathogen-free animals，SPF）：）：是指机体内无特定的微生物和寄生虫存是指机体内无特定的微生物和寄生虫存在的动物，简称在的动物，简称SPFSPF动物。但非特定的微生物动物。但非特定的微生物和寄生虫是允许存在的，故其实际上就是指和寄生虫是允许存在的，故其实际上就是指无传染病的健康动物。无传染病的健康动物。国际上公认国际上公认SPFSPF动物适用于除特殊要求外动物适用于除特殊要求外的所有科研实验，已成为国际标准级别的实的所有科研实验，已成为国际标准级别的实验动物，其使用量不断增加。验
38、动物，其使用量不断增加。4悉生动物悉生动物（Cnotobiotes animals,GN）是指机体内带着已知微生物的动物。是指机体内带着已知微生物的动物。此种动物原是无菌动物，系人为的将指定此种动物原是无菌动物，系人为的将指定微生物丛投给其体内，例如使大肠杆菌定微生物丛投给其体内，例如使大肠杆菌定居在无菌小鼠体内，在进行微生物检查时，居在无菌小鼠体内，在进行微生物检查时，仅能检出大肠杆菌。亦有人工投给二种以仅能检出大肠杆菌。亦有人工投给二种以上的已知微生物。悉生动物一般分为上的已知微生物。悉生动物一般分为单菌、单菌、双菌、双菌、三菌、或三菌、或多菌多菌动物。动物。5无菌动物无菌动物（Germ
39、free animals,GF）：）：是指在机体的任何部位均检不出任何是指在机体的任何部位均检不出任何活的微生物和寄生虫的动物。活的微生物和寄生虫的动物。无菌动物的无菌动物的“菌菌”主要是指细菌，而主要是指细菌，而严格来说，还包括真菌、立克次氏体、支原严格来说，还包括真菌、立克次氏体、支原体和病毒等微生物及各种寄生虫。体和病毒等微生物及各种寄生虫。此种动物在自然界中并不存在，必须此种动物在自然界中并不存在，必须用人为的方法培育出来。用人为的方法培育出来。健康动物处死健康动物处死浸在浸在3737灭菌液中送进无菌隔离器灭菌液中送进无菌隔离器剖腹手术切除子宫剖腹手术切除子宫将子宫浸消毒液即送到另一只
40、隔离器中将子宫浸消毒液即送到另一只隔离器中切开子宫取胎切开子宫取胎用灭菌纱布揩拭仔体并电刀断脐用灭菌纱布揩拭仔体并电刀断脐放入隔离器内人工喂乳或保姆代养放入隔离器内人工喂乳或保姆代养无菌动物技术无菌动物技术用大量抗菌素可以使普通动物暂时无菌，用大量抗菌素可以使普通动物暂时无菌，但是这种动物不是无菌动物。因为这种无菌但是这种动物不是无菌动物。因为这种无菌状态往往是一过性的，某些残存的细菌在适状态往往是一过性的，某些残存的细菌在适当的条件下又会在体内增殖。当的条件下又会在体内增殖。即使能把体内细菌全部杀死，它们给动即使能把体内细菌全部杀死，它们给动物造成的影响却是无法消除的，例如：特异物造成的影响
41、却是无法消除的，例如：特异性抗体的存在、单核吞噬细胞系统的活化、性抗体的存在、单核吞噬细胞系统的活化、某些组织或器官的病理变化等。某些组织或器官的病理变化等。因此，无菌动物必须是生来就无菌的动因此，无菌动物必须是生来就无菌的动物。物。第二章第二章 常用实验动物的常用实验动物的特点及应用特点及应用第一节第一节 小小 鼠鼠一、生物学特性和解剖生理特点一、生物学特性和解剖生理特点1 1小鼠属于脊椎动物门，哺乳纲，啮齿目，小鼠属于脊椎动物门，哺乳纲，啮齿目，鼠科，鼠属动物。鼠科，鼠属动物。2 2体形小，易于饲养管理。体形小，易于饲养管理。小鼠是啮齿目实验动物中较小型的动小鼠是啮齿目实验动物中较小型的动
42、物，一只小鼠出生时物，一只小鼠出生时1.51.5克左右，哺乳、饲克左右，哺乳、饲养养1.51.52 2月即可达月即可达2020克以上，可供实验需克以上，可供实验需要，在短时间内可提供大量的实验动物。要，在短时间内可提供大量的实验动物。因个体小，可节省饲养场地。因个体小，可节省饲养场地。3 3成熟早，繁殖力强。成熟早，繁殖力强。雄性雄性雌性雌性性成熟性成熟45456060日龄日龄35354545日龄日龄体成熟体成熟70708080日龄日龄65657575日龄日龄性周期性周期4 45 5天天妊娠期妊娠期19192121天天哺乳期哺乳期20202222天天一次排卵一次排卵10102020个个每胎产仔
43、每胎产仔4 41212只只一年胎数一年胎数6 69 9胎胎有产后发情，便于繁殖的特点有产后发情，便于繁殖的特点.属全年、多发属全年、多发情动物，繁殖率很高，生育期为一年情动物，繁殖率很高，生育期为一年4 4小鼠有多种毛色，不能都叫小白鼠，一小鼠有多种毛色，不能都叫小白鼠，一般通称为小鼠。般通称为小鼠。5 5体小娇嫩，不耐饥饿，不耐冷热，对环体小娇嫩，不耐饥饿，不耐冷热，对环境的适应性差。对疾病的抵抗力也差。境的适应性差。对疾病的抵抗力也差。6 6有胆囊，肠内能合成维生素有胆囊，肠内能合成维生素C C，寿命寿命1.51.53 3年。年。二二、在医学生物学研究中的应用、在医学生物学研究中的应用在哺
44、乳动物中，由于小鼠体型最小、在哺乳动物中，由于小鼠体型最小、易于控制、生长繁殖快，且饲养管理方便，易于控制、生长繁殖快，且饲养管理方便，又有明确的质量标准，已培育成大量的近又有明确的质量标准，已培育成大量的近交系、封闭群和基因突变系，可供研究选交系、封闭群和基因突变系，可供研究选择的余地大，因此在生物医学研究的各个择的余地大，因此在生物医学研究的各个领域得到广泛利用。领域得到广泛利用。（一）药物评价和毒性实验：（一）药物评价和毒性实验：1 1各种药物的毒性实验和安全评价：各种药物的毒性实验和安全评价：如急性毒性试验、亚急性和慢性试验、如急性毒性试验、亚急性和慢性试验、半数致死量的测定等常常选用
45、小鼠。半数致死量的测定等常常选用小鼠。2 2适合各种筛选性实验：如抗肿瘤药物、适合各种筛选性实验：如抗肿瘤药物、抗结核药物等的筛选。抗结核药物等的筛选。3 3生物效应测定和药物的效价比较实验。生物效应测定和药物的效价比较实验。4.4.药物效果及其副作用研究药物效果及其副作用研究如利用小鼠瞳孔放大作用测试药物对如利用小鼠瞳孔放大作用测试药物对副交感神经和神经接头的影响；用声源性副交感神经和神经接头的影响；用声源性惊厥的小鼠评价抗痉挛药物；用小鼠角膜惊厥的小鼠评价抗痉挛药物；用小鼠角膜和耳廓反射评价镇静药效果；还常用于全和耳廓反射评价镇静药效果；还常用于全身麻醉药的测试和评价等等。身麻醉药的测试和
46、评价等等。（二）病毒、细菌和寄生虫病学的研究：（二）病毒、细菌和寄生虫病学的研究：（三）肿瘤学研究：（三）肿瘤学研究：1 1、常选用小鼠的各种、常选用小鼠的各种自发性自发性肿瘤作为筛肿瘤作为筛选抗肿瘤药的工具。如选抗肿瘤药的工具。如C C3 3H H小鼠自发乳腺癌高小鼠自发乳腺癌高达达90%90%100%100%，AKRAKR小鼠白血病自发率高达小鼠白血病自发率高达90%90%等。等。2 2、另外也常用小鼠、另外也常用小鼠诱发诱发各种动物肿瘤模各种动物肿瘤模型，进行肿瘤病因学、发病学和防治研究。如型，进行肿瘤病因学、发病学和防治研究。如常用甲基胆蒽诱发小鼠胃癌和宫颈癌，用二乙常用甲基胆蒽诱发小
47、鼠胃癌和宫颈癌，用二乙基亚硝胺诱发小鼠肺癌等。基亚硝胺诱发小鼠肺癌等。3 3、无胸腺小鼠可接受人类各种肿瘤细胞、无胸腺小鼠可接受人类各种肿瘤细胞的的植入植入，成为获得癌细胞，成为获得癌细胞“试管试管”，是研究人，是研究人类肿瘤生长发育、转移和治疗的良好动物。类肿瘤生长发育、转移和治疗的良好动物。（四）遗传性疾病的研究：如白化病、家（四）遗传性疾病的研究：如白化病、家族性肥胖，遗传性贫血、系统性红斑狼疮、族性肥胖，遗传性贫血、系统性红斑狼疮、尿崩症等。可以用作人类遗传病的动物模尿崩症等。可以用作人类遗传病的动物模型，形成突变系，为研究工作提供便利条型，形成突变系，为研究工作提供便利条件。件。（五
48、）免疫学研究：如可进行单克隆抗体（五）免疫学研究：如可进行单克隆抗体的制备和研究，可利用各种免疫缺陷小鼠的制备和研究，可利用各种免疫缺陷小鼠来研究免疫机理、免疫细胞的分化和功能来研究免疫机理、免疫细胞的分化和功能等。等。（六）避孕药和营养学实验研究：小鼠的（六）避孕药和营养学实验研究：小鼠的繁殖能力很强，妊娠期很短，仅繁殖能力很强，妊娠期很短，仅2121天，生天，生长速度很快，因此很适合避孕药和营养学长速度很快，因此很适合避孕药和营养学实验研究。如常选用小鼠作抗生育、抗着实验研究。如常选用小鼠作抗生育、抗着床、抗早孕、中孕和抗排卵实验。床、抗早孕、中孕和抗排卵实验。（七）老年病学研究（七）老年
49、病学研究:小鼠寿命短（小鼠寿命短（1.51.53 3年），晚期老年年），晚期老年病多，肿瘤发病率高。如乳腺瘤、乳腺癌、病多，肿瘤发病率高。如乳腺瘤、乳腺癌、白血病、肺肿瘤、肾肿瘤等常在老年小鼠白血病、肺肿瘤、肾肿瘤等常在老年小鼠见到，其发病机理与人类疾病类似。见到，其发病机理与人类疾病类似。（八）呼吸和消化系统疾病研究（八）呼吸和消化系统疾病研究:可用小鼠复制慢性支气管炎、肺纤维可用小鼠复制慢性支气管炎、肺纤维化疾病模型。中毒性肝炎、肝硬化和胰腺化疾病模型。中毒性肝炎、肝硬化和胰腺炎均可在小鼠身上复制成功，从而进行研炎均可在小鼠身上复制成功，从而进行研究。究。三、小鼠主要品种和品系：三、小鼠主
50、要品种和品系：小鼠的品种和品系很多，是实验动物小鼠的品种和品系很多，是实验动物中培育品系最多的动物。可分为近交系、封中培育品系最多的动物。可分为近交系、封闭群、杂交一代和突变系小鼠。闭群、杂交一代和突变系小鼠。（一）近交系小鼠：（一）近交系小鼠：1 1、国内培育的近交系小鼠：、国内培育的近交系小鼠：2 2、国外引进的近交系小鼠、国外引进的近交系小鼠（二）封闭群小鼠：二）封闭群小鼠：1 1、昆明小鼠（、昆明小鼠（KMKM）：）：白色，抗病力和适应白色，抗病力和适应力很强，繁殖力和成活率高。是我国应用力很强，繁殖力和成活率高。是我国应用最多的实验小鼠。最多的实验小鼠。2 2、其它还有、其它还有：I
