医学实验动物学

实验动物：指经过人工饲养培育，对其携带的微生物实行控制，遗传背景明确，来源清楚，有明确的生物学特征，用于科学实验的动物。试验用动物：指一切能用于科学实验的动物。分野生动物，经济动物，观赏动物，实验动物。品种品系是实验动物的基本分类单位。第二章实验动物遗传控制分类近交系动物，系统杂交动物，突变系动物，封闭群动物种：动物学分类系统上的基本单位，实验动物根据遗传特征将动物在种以下细分为品种和品系，有些品系细分为亚系。品种：指人们根据不同需要对动物进行改良、选择，即定向培育，并具有某种特定外形和生物学特征的动物群体，其特性能较稳定地遗传。如家兔有新西兰兔、青紫蓝兔、日本大耳白兔、中国本兔等品种。品系：为实验动物学的专用名词，指来源明确，并采用某种交配方法繁殖，而具有相似的外貌、独特的生物学特征和稳定的遗传特性，可用于不同实验目的的动物群体。包括近交系、封闭群和杂交群。如KM小鼠品种为白化小鼠，其品系是KM小鼠，封闭群。品种或品系应具备的条件：1.相似的外貌特征，如C57BL/6品系的毛色是黑色的，种的毛色是白色的，DBA/2品系的毛是棕色的；2.独特的生物学特征，是一个品种或品系存在的基础；3.稳定的遗传性能，指在传代繁殖过程中能将其特性稳定地传给后代；4.具有共同的遗传来源和一定的遗传结构。近交系动物：指经至少连续20代全同胞兄妹之间或亲子之间交配，近交系数达98.6%以上，群体基因具有高度纯合和稳定的动物群。近交(Inbreeding)：指任何血缘关系相近的个体间进行的配偶,属于基因型分离交配，能使动物群的基因纯合而达到稳定。2.近交方式：同胞兄妹交配、亲子交配、堂兄妹交配、同父异母者配偶。3.近交系数（Inbreedingcoefficiet）：是指群体中两个等位基因源于同祖先的同一基因的概率。按照国家标准要求，Fn>99%n≥22。近交系数的计算公式：Fn=1-(1-ΔF)由Falconer于1960年经实验获得。其中n为近交代数，Fn为第n代的近交系数，ΔF为近交系数的代递增率。不同近交方式ΔF不同。近交系动物的基本特征：1.基因的纯合性：近交系动物在通过20代兄妹交配的培育之后，其任何一个基因位点上的纯合概率高达98.6％以上，因而能繁殖出完全一致的纯合子后代，并且动物群中不再会携带未知的隐性基因、品系将会真实繁殖，即保留和表现所有的遗传性状，品系内个体相互交配繁殖不会出现性状分离。即同一近交系动物的基因型一致，遗传组成和特性也相同。2.遗传组成的同源性（isogenicity）：在一个近交品系内，所有动物个体都可追溯到其原始的一对共同祖先。这种同源性在经过近交培育之后，使得所有位点的基因都是纯合的，并且只来源于共同祖先的一个拷贝。所以，近交品系内的所有个体在遗传上完全相同。3.表现型的均一性(uniformity)：作为遗传同源性的结果，近交品系内个体间在表型上具有均一性，特别是那些高度由遗传决定的生物学特征。比如，血型、组织型、生化同功酶以及形态学特征等。不同个体间基本不存在质的差异，因而对与之有关的实验处理具有均一性极高的反应性。4.长期遗传的稳定性（stability）：虽然近交系在遗传上并不是绝对稳定不变的，但是导致遗传上发生变化的因素出现的频率很低(突变和残余杂合性)或者容易进行人为控制。近交品系由于遗传组成的高度纯合性和同源性，使其具有长期遗传的稳定性。人为选择不会改变其基因型，故具有象化学试剂、仪器那种能跨越时间重复实验的持点。5.遗传特征的可分辨性(identifiability)：一个近交品系一旦培育成功、动物群体内几乎不再有遗传的多态性，即每个位点上只有一种基因类型，而不会存在其它的等位基因。研究者可通过对各个位点进行遗传监测，建立每个品系的标准遗传概貌，得知每个位点上的基因类型。6.遗传组成的独特性(individuality)：自然界中动物种属群体的基因是以纯合或杂合多种形式存在的，经过近交培育之后，近交系动物的基因是从原种群中分离后纯合出来的一部分。因而每个近交品系只携带有该种属基因库中的极少部分基因。这些基因的组合构成了品系的遗传组成，因此品系具有独持的表型特征。7.分布的广泛性（extensity）：由于近交系群体中的任何一个个体都携带有该系整个群体所携带的基因库，故可以在不同国家和地区建立几乎完全相同的标准近交系，使各国研究结果的可比性增高。许多动物的近交系如小鼠、大鼠、豚鼠等均已在世界各国繁殖应用。8.背景资料的可查性(accessibility)：近交品系的长期稳定性使得每个品系都具备一份完整的研究背景资料。对任何品系所做的每一项研究都增加了该品系的研究应用档案，可被后人参考。近交亚系：近交系由于突变和残余杂合基因而导致部分遗传组成的改变，从而形成亚系（substrain）。1.同一品系在兄妹交配40代之前分离，残留的杂合基因发生不一样的固定，导致染色体改变，形成亚系。2.同一品系100代后长期处于分离，发生基因突变，导致形成亚系。3.有意识地形成亚系：残留杂合基因、突变基因、遗传污染。近交支系：当饲养环境改变，或对动物进行某些技术性处理时，有可能对某些生物学特征产生影响。这些特征可能是遗传性的，也可能是非遗传性的。1.人为技术处理。2.种群转移到新的保持者。近交系动物的应用：1.动物反应个体之间极为一致，可消除杂合遗传背景对实验结果的影响，实验组和对照组只需少量的动物。2.个体之间组织相容性一致，是涉及研究器官、组织、细胞或肿瘤移植的重要动物。3.由于近交，隐性基因纯合性状得以暴露，对外界因素变化更为敏感，可获得大量先天畸形和先天性疾病的动物模型。4.一些近交系具有一定的自发或诱发肿瘤发病率，是肿瘤细胞活体动物传代，研究肿瘤病因学、肿瘤药理学的重要实验材料。5.多个近交系同时使用使研究者可分析不同的遗传组成对某项处理的影响，观察实验结果的普遍性。近交系动物的命名：品系命名，一般以1-4个大写英文字母表示；大写英文字母加阿拉伯数字表示，例如：C3H、C57BL；近交代数：在其后括号内用F加阿拉伯数字表示，例如：DBA（F29）、C3H(F130)。亚系的命名，原品系后加一道斜线，斜线后标明亚系的符号。支系的命名：人为技术处理形成的支系，在原有品系后附加一个小写英文字母标明处理方式；种群转移形成的支系，原有品系或亚系名称后加一斜线，斜线后的英文字母表示保持者，通常培育者或保持者名称缩写由一个大写字母后连接1－3个小写字母构成。新类型的近交品系：1）重组近交系：将一些已知近交系随机配对组合交配产生F1代，再由F1代产生出F2代动物，而后从F2代中随机选择个体进行近交培育，并连续兄妹交配20代以上而育成的近交品系。如AKRXB表示AKR和C57BL/10杂交培育的一系列重组近交系。2）同源突变近交系：两个近交系除了一个指明位点等位基因不同外，其它遗传基因完全相同。如C57BL/6J-bg,表示C57BL/6J携带突变的bg基因。3）同源导入近交系：是指人为将突变基因导入已知近交系而形成的一种突变近交系。4）分离近交系：在近交系培育过程中，采用特定的交配方法，迫使一个或几个已知位点上的基因处于杂合状态，从而育成分离近交系。5）以及由遗传工程产生的新型品系如嵌合体小鼠、转基因动物、单亲纯合双倍体动物等。封闭群动物：指连续5年以上不以近交形式交配，也不引入任何外来血缘，从而保持群体的一般遗传特征，又具备个体间杂合性的封闭的动物群体。分类（按来源和遗传背景）：1.来源于近交系的封闭群（LACA小鼠）；2.来源于非近交系的封闭群。昆明种小鼠（KM）：白色，1926年美国洛克菲勒(Rockefeller)研究所的克雷尔勒·林可(ClaraLynch)培育成功瑞士(Swiss)种小鼠。1946年，我国从印度哈夫金(Haffkine)研究所将Swiss小鼠引入云南昆明，1950年由昆明空运引人北京生物制品所，1954年推广到全国各地。LACA:白色，1935年英国卡尔沃尔斯(Carworth)公司由美国洛克菲勒(Rockefeller)研究所引进，经20代近交培育后，采用随机交配繁殖，命名为CFW。后又被引入英国实验动物中心(Lac)，改名为LACA。1973年由英国实验动物中心引入中国。主要用于肿瘤、免疫、辐射等。封闭群动物基本特征：1.遗传特征有相对的稳定性，就封闭群动物整体而言，由于没有引入新的血缘，同时群内采取随机交配，不会造成基因丢失，因此其遗传特性及其它反应性能保持相对稳定。2.遗传组成有很高的杂合性，虽然封闭群动物不从外部引入新的血缘，但是雌雄个体之间能够随机交配，其遗传组成比较接近自然状态下的动物群体结构。因此，封闭群中个体之间由于具有遗传杂合性而差异较大。3.生产上具有较强的繁殖力，封闭群动物由于遗传组成具有相当的杂合性，避免了近交衰退的出现，具有较强的繁殖力和生活力。表现为产仔多，胎间隔短，生长快，成熟早，对疾病抵抗力强等。封闭群动物的应用：1.药物筛选、毒性试验、生物制品和化学制品的鉴定等方面。2.一般性测试、预实验和教学。3.因其可能携带大量隐性有害突变基因，用于群体对自发或诱发突变的遗传负荷能力的实验和群体遗传学研究。突变系动物：变异：由于遗传物质的变化而使亲代与子代在某个性状上发生的改变称为变异，又叫突变。突变动物：具有突变基因的动物。突变系动物：具有保持突变基因特征的动物。突变系动物基本特征：1.突变基因的可识性，大多数基因只有在发生突变时才能被发现和识别。现在已经能对小鼠的1000多个基因进行染色体定位，绘制基因图，这些成果的取得相当一部分归功于对突变系动物的研究。2.突变动物的模型性，突变系动物可以作为人类疾病的动物模型而在基础医学和临床医学中应用。绝大多数突变系具有医学应用价值。如裸鼠：无胸腺，T细胞功能缺乏；侏儒症小鼠：缺乏生长素和促甲状腺素；肥胖症小鼠：血中胰岛素含量升高；联合免疫缺陷小鼠：T、B淋巴细胞缺乏；其它如糖尿病小鼠、肌萎缩症小鼠、高血压大鼠、白内障大鼠等等。突变系动物的应用：1.在同一遗传背景下比较某基因位点上不同等位基因的的遗传效应。2.在不同遗传背景中研究同一基因与遗传背景及其他基因的关系。3.消除杂合遗传背景对某些突变基因表达的影响。4.对复杂的多基因性状进行遗传分析。5.动物模型。系统杂交动物：根据科学研究的需要，将两个（或两个以上）不同近交系动物之间进行有计划的交配所获得的第一代动物称为系统杂交动物（F1动物）。杂交群动物：不同品系或种群之间杂交产生的后代。系统杂交动物基本特征：1.杂交优势，F1动物由于克服了因近交繁殖而引起的近交衰退现象，因此具有较强的生命力，对疾病抵抗力强，对环境的适应和对实验处理的耐受性较强。2.遗传的均质性，由于F1代动物具有与近交系相似的个体均质性，就某些生物学特性而言，甚至比近交系具有更高的一致性，不易受环境因素的干扰。3.同基因性，F1代个体都带有母系和父系的基因，具有两个亲本品系的特点。4.遗传组成的杂合性，F1代动物的基因一半来自母系，一半来自父系，因此其遗传组成是杂合的。5.实验结果的可重复性，由于F1代动物遗传和表现型上的一致性，因此对同一实验处理其反应性是一致的。6.国际分布的广泛性，由于F1代动物的任何一个个体携带有该种群的全部基因，故国际分布相当广泛。系统杂交动物的应用：1.长期毒性实验——杂交优势的结果2.营养、药物、病原体和激素的生物评估——遗传组成均质性的结果3.免疫学和发育生物学等领域的研究——同基因性和遗传组成杂合性的结果4.干细胞研究、细胞动力学研究、单克隆抗体研究。第三章实验动物微生物与寄生虫基因：是遗传单位，是DNA分子中具有特定遗传效应的片段。纯合子：同源染色体的相对位点上具有两个相同的基因称为纯合子，如AA(显性纯合子)，aa(隐性纯合子)；杂合子：两个基因不相同，即由一个显性基因和一个隐性基因结合而成，称杂合子，如Aa。近交的概念：血统和亲缘关系相近两个体之间的交配，针对某一性状来说指基因型相同或相近的两个体之间的交配。近交是培养近交系动物的必须手段。近交类型：①互交：相同杂合子之间的交配，如：AaxAa，其F1代中一半为杂合子Aa，而另一半中每种纯合子各居一半。②纯交：相同纯合子之间的交配，如aaxaa，其后代中全为纯合子aa。③回交：杂合子与纯合子之间的交配，如AAxAa，其后代中纯、杂合子各半。近交方式：近交可在任何血缘关系相近的个体间进行，常见形式有：全同胞兄妹交配、父女或母子配偶，堂兄妹配偶及叔侄配偶等。在实验动物的育种中，多采用全同胞兄妹交配的形式。近郊效应：近交是指亲缘关系较近的个体之间的交配繁殖，而在实验动物育种中，多半是指全同胞兄妹或亲子交配，由于亲缘关系较近个体之间遗传上较为相似，所以近交的第一个效应是：①基因纯合，也就是说，近交可减少动物个体之间的差异，在近交过程中，一部分基因变成纯合状态，固定在群体内，而另一部分则被淘汰。同时近交也能使有害的隐性基因相遇成为纯合子而暴露出来，使动物出现异常性状，生活力极度降低，甚至死亡或不能生育。通常研究人员对这些异常性状很有兴趣，因为他们很可能成为研究动物遗传、发育和生理功能的有用材料，也可能成为研究人类疾病的模型。②产生近交衰退，近交可引起近交衰退，即近交后代出现生长、成活、生育、抗病、适应环境能力减退的现象。近交衰退的原因主要有两方面：A、隐性有害基因的暴露：一般病态的突变基因绝大多数都是隐性的，处于杂合状态时不表现出病态等不利性状。有害基因的作用被显性杂合子等位基因所掩盖，但经过近交繁殖，纯合的基因(纯合子)的比例逐渐增多，于是有害的隐性基因相遇成为纯合子而显出作用，表现不利的性状，对个体的生长发育、生活和生育等产生明显的不利影响。B、多基因平衡的破坏：个体的发育受多个基因共同作用的影响，尽管每个基因的作用效应甚微。野生或杂种动物，自然选择的作用有利于保存那些生活适应能力较强的基因组合而具有平衡的多基因系统。近交繁殖往往破坏这种平衡，造成个体发育的不稳定。近交衰退往往在近交系培养过程中的最初若干世代中表现出来，以后经过一定的人工选择，带有纯合有害基因的动物被逐渐淘汰，或由于无意识地保留了一小部分的杂合性，经过5—10代左右的培育繁殖，后代中生育与生活力可逐渐稳定，不再下降。重组近交系：由两个近交系杂交后，经连续20代以上兄妹交配育成的近交系。重组同类系：由两个近交系杂交后，子代与两个亲代近交系中的一个近交系进行数次回交（通常回交2次），再经武对特殊基因选择的近亲交配而育成的近交系。同源突变近交系：两个近交系，除了在一个指明位点等位基因不同外，其他遗传基因全部相同，简称同源突变系。同源导入近交系：通过杂交-互交或回交等方式将一个基因导入到近交系中，因此形成的一个新的近交系与原来的近交系只是在一个很小的染色体片段上的基因不同。转基因动物：通过实验手段将新的遗传物质导入到动物胚细胞中，并能稳定遗传，由此获得的动物称为转基因动物。封闭群动物：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，封闭群亦称远交群。主要病毒感染对动物的危害和对实验的干扰：1.仙台病毒：易感动物：小鼠、大鼠、豚鼠、仓鼠、兔。（国内普通小鼠、大鼠、豚鼠群抗体阳性率为30%-70%。）。对动物的危害：急性感染多见于小鼠，其它动物多见隐性感染。当饲养条件恶化时，易造成呼吸道疾病的流行。对实验的干扰：对与免疫有关实验研究的影响，可严重影响体液和细胞介导的免疫应答；引起小鼠自发性自体免疫疾病；抑制吞噬细胞的吞噬能力；对移植免疫的影响可加速同种异系，甚至同系小鼠间皮肤移植的排斥；对致瘤作用研究的干扰，被感染后的组织易被误诊为浸润性肺癌；能抑制某些化学药致瘤作用。2.小鼠肝炎病毒：易感染动物：小鼠。（国内普通小鼠群抗体阳性率为20%-50%）。对动物的危害：引起小鼠致死性肝炎，常在鼠群中呈潜伏性感染，无明显的临床症状。对实验的干扰：改变机体各种免疫应答参数；可降低移植肿瘤的成长率，裸鼠感染后，可严重影响肿瘤免疫学的研究；有胸腺小鼠则能降低体液免疫，提高干扰素产生，杀伤细胞的活性和提高部分肝脏酶作用。（异柠檬酸脱氢酶，葡萄糖—6一磷酸脱氢酶和肝谷一草转氨酶）而抑制另一些肝脏的酶（P—450,NADAH，肝氧化酶琥珀酸脱氢酶）。3.淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒：易感动物：小鼠、大鼠、豚鼠、仓鼠、人。对动物的危害：引起动物大脑、内脏器官病变，人感染后可引起流感样症状或脑膜炎。对实验的干扰：抑制体液和细胞免疫应答（能在B、T淋巴细胞和巨噬细胞中大量复制）；在肿瘤学研究中，常引起移植肿瘤污染。4.小鼠细小病毒：易感动物，小鼠（普通鼠群抗体阳性率60%）。对动物的危害：影响小鼠的生长发育及繁殖功能。对实验的干扰：对肝癌、胃癌、肉瘤等多种肿瘤有明显的杀伤作用，因此给肿瘤研究造成严重的干扰。5.犬细小病毒：易感动物：犬。对动物的危害：动物感染后，表现为出血性肠炎或心肌炎，可引起动物大批死亡。对实验的干扰：动物发病死亡，造成实验中断；改变机体的酶系统和免疫反应。6.传染性犬肝炎病毒：易感动物：犬。对动物的危害：疾病早期造成犬肝损伤，后期引起动物大批死亡。对实验的影响：引起犬死亡，造成实验中断；改变机体的酶系统，和免疫系统，干扰实验结果。7、鼠痘病毒：易感动物：鼠类。对动物的危害：传染性强，动物死亡率高。对实验的干扰：急性感染，动物死亡，实验中断；慢性病例，使实验结果混乱。引起人兽共患病的细菌：如沙门氏菌、志贺氏菌、布氏杆菌、结核杆菌等。使人和动物发病，使实验研究中断。动物致病菌：如鼠棒状杆菌、泰泽氏菌等。可引起动物的严重疾病，使实验中断，造成浪费。条件致病菌：如金黄色葡萄球菌，当动物在某些诱因的作用下，机体抵抗力下降，导致发病。不仅影响动物的生产，还会干扰实验结果。微生物感染对人,动物和实验的影响直接影响：（1）引起人兽共患病，影响工作人员的身体健康（2）引起动物传染病，影响均衡生产，影响动物健康和质量。（3）严重干扰实验结果的可靠性、准确性、重复性。（4）污染环境间接影响：（1）引用不正确的实验结果可能会导致临床的错误治疗。（2）用不健康的动物材料制成生物制品可扩散疾病。（3）重复实验可造成新的人力、物力、才力的浪费。因此，要保证工作人员的身体健康，实验结果的准确和一些实验的特殊要求，必须对实验动物进行微生物控制，这是不断提高实验水平的需要，也是实验动物科学发展的必然趋势。按微生物净化程度，实验动物在我国分为四级：普通级动物、清洁级动物、SPF动物、无菌动物（悉生动物）普通动物：不携带所规定的人兽共患病病原和动物烈性传染病病原体，以及人兽共患寄生虫的动物，如：沙门菌、狂犬病病毒、鼠痘病毒等。普通动物特征：①、是微生物控制标准最低的动物。②、要求不携带人兽共患病和烈性传染病的病原。③、饲养在开放系统中。④、对实验结果的反映性较差。普通动物应用：①多用于教学中学生的示教。②作为某些实验研究探索方法和预试实验之用。清洁动物：不携带除普通动物应排除的病原体外，不携带对动物危害大和对科学研究干扰大的病原体的动物，也称清洁普通动物或最低限度疾病动物。如仙台病毒、小鼠肝炎病毒。特征：①是我国特有的一类实验动物②要求除普通动物应排除的病原外，不携带对动物危害大，对实验研究干扰大的病原③种群来源于SPF动物或剖腹产动物。④饲养在半屏障系统中。应用：使用于多数实验研究。无特殊病原体动物（SPF）：指不携带人兽共患病原体，而且不携带主要潜在感染或条件致病和对科研实验干扰大的病原体的动物。或指动物体内无特定病原体存在，但带有非特定的微生物和寄生虫的动物。如金葡菌、铜绿假单孢菌等。SPF动物的特征：①动物体内无特定的微生物和寄生虫存在，但携带有非特定的微生物和寄生虫的动物。②除普通动物、清洁动物应排除的病原外，不携带有潜在感染或条件致病，对实验研究干扰大的病原。③来源于无菌动物。④饲养在屏障系统中。SPF动物的应用：可用与药理学、毒理学、肿瘤免疫学、传染病学的研究。还可用于细菌病理性诊断血清以及各种疫苗的制备。无菌动物：无菌动物是指从无菌技术获得，用现有的科学知识和检测技术不能从动物体表及体内检出任何活的微生物和寄生虫的动物。无菌动物的特征：1首先是形态学的改变：（1）消化系统：最显著的是盲肠壁伸展变薄，盲肠及内容物的总重量为普通动物的5-10倍。（2）血液循环系统：心脏相对变小，白细胞数少，且数量波动范围小，与无病原体入侵有关。（3）免疫系统：无菌动物几乎没有受过抗原刺激，其免疫机能基本上处于原始状态。2在现有的检测技术下，不能查出任何活的微生物和寄生虫的动物。3、生理学的改变：A.免疫功能：免疫功能处于原始状态，应答速度慢，过敏反应，对异体移植物的排斥反应及自身免疫现象消失或减弱。B.生长率：对生长率的改变因动物种属不同而异，无菌禽类生长率高于普通禽类；无菌大鼠、小鼠与普通大、小鼠相当；豚鼠、兔则于普通动物。C.生殖：一般无菌杂食动物的繁殖性能高于普通动物，无菌草食动物则低于普通动物。D.代谢、营养：无菌动物的代谢周期比普通动物长，无菌动物不能合成VB、VK。E.寿命：无菌动物的寿命普遍长于普通动物无菌动物的应用：1、免疫学方面的应用，有关免疫现象的研究：无菌动物血中无特异性抗体，如免疫抑制剂的研究。2、动物模型研究，无菌动物可用于具有人正常菌丛或致病菌丛的动物模型。3、老年病学研究，无菌大鼠比普通小鼠寿命长1～2年，表明微生物因素与机体衰老有关。因此无菌动物在衰老机制的研究中发挥重要作用。4、心血管疾病研究，如给悉生动物植入肠道微生物，与无菌动物进行对比研究发现，肠道微生物能改变胆汁酸的化学结构，使胆汁酸在肠道吸收减少，排出增加，从而胆固醇的形成减少，有助于血液胆固醇含量的控制。5、肿瘤学研究，某些病毒可通过胎盘传播，并在小鼠诱发肿瘤。如苏铁素在普通动物体内可被细菌分解产生致癌物质而引发肿瘤，但在无菌动物体内则不会。因此，无菌动物可在肿瘤发生与微生物的关系以及致癌物质的致癌作用研究中发挥重要作用。6、放射生物学研究，可以将由放射所引起的症状和感染所引起的症状区别开来。7、微生物学研究A、某些疾病病原体的致病作用与机体本身内在关系的研究:如猫瘟病毒，正常猫易感，无菌猫不易感，说明感染受肠道微生物的影响。B、病毒性疾病的研究；无菌动物是研究病毒病,病毒性质,提纯病毒,安全疫苗和单一特异性抗血清的有用工具。C、研究细菌间、细菌与宿主间的关系。8、营养学研究，无菌动物是研究营养的良好模型。如：VB、VK。9、毒理和药理学研究10、宇航医学研究悉生动物：通常是指在无菌动物的基础上，经人工植入已知菌的动物，又称为已知菌动物或已知菌从动物(animalwithknownbacterialrflora)。悉生动物动物的特征：①悉生动物比无菌动物易于饲养管理，生长发育正常，其形态结构、生理特点、生化代谢等方面与无菌动物相似。与无菌动物比较，繁殖力、抵抗力、生活力较强，对疾病的抵抗力明显增强。②动物与已知微生物的共生体。③在肠道内合成某种维生素。悉生动物动物的应用：构成与已知微生物相互依赖的复合体，主要是用来研究动物与微生物间或微生物与微生物之间的相互关系。①微生物学的研究:可根据实验需要，在无菌动物体内有目的地植入单一或多种微生物,观察微生物对机体的作用,了解微生物和抗体之间的关系，以及微生物之间的相互关系。②抗体制备研究：普通动物微生物种类多，抗原复杂，悉生动物可有目的植入单一抗原，可制备较纯的、效价高的抗体。③微生物和寄生虫相互关系的研究:宿主消化道的微生态状况影响寄生虫的寄生。④其他方面的研究：如骨髓移植、肿瘤营养代谢等方面的研究无菌动物，隔离系统，以封闭的无菌技术获得的,用现有方法不能检出任何微生物和寄生虫的动物。悉生动物，隔离系统，确知所带的微生物菌丛,经特殊饲养的动物。SPF动物，屏障系统，无特定的微生物和寄生虫的动物清洁动物，半屏障系统，不携带对动物危害大,对科学研究干扰大的病原微生物。普通动物，开放系统，不携带人畜共患病和动物烈性传染病原体的动物。类别无菌动物SPF动物清洁动物普通动物传染病无无无有或有可能体外寄生虫无无无有或有可能实验结果明确明确明确有疑问应用动物数少少少多或大量统计价值很好可能好较好不准确长期试验可能好可能好可能好困难死亡率很少少较少高长期实验存活率约100%约90%约80%约40%结果价值很高高较高有疑问实验动物感染性疾病概念：实验动物的常见病原体感染疾病包括人兽共患病、动物烈性传染病、一般性疾病和寄生虫疾病等。人兽共患病是指人类也可感染发病的一类动物疾病。实验动物常见病原体感染的表现形式有显性感染、隐性感染、病原体携带状态和潜伏感染等。导致人兽共患病的主要病原体：1病毒，淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒、狂犬病病毒、猕猴疱疹病毒I型（B病毒）、汉坦病毒（流行性出血热病毒）等。2细菌，沙门菌、布鲁杆菌、志贺菌、结核分枝杆菌、钩端螺旋体等。3真菌，皮肤病原真菌等。4寄生虫，如弓形虫等。严重影响动物健康：鼠痘病毒（小鼠脱脚病病毒）、兔出血症（兔瘟）病毒、犬细小病毒（急性出血性肠炎）、犬瘟热病毒、传染性犬肝炎病毒等。引起实验动物一般性疾病的病原体：1、病毒：小鼠肝炎病毒、小鼠仙台病毒、猴反转录D型病毒等。2、细菌：多杀巴斯德杆菌、泰泽病原体、鼠棒状杆菌、支原体等。3、寄生虫第四章环境因素对实验动物的影响实验动物环境：人工控制的，供实验动物繁殖生长的特定场所及相关条件，即围绕实验动物的所有事物总和。实验动物设施：实验动物的生存空间、维持其需要的建筑物和设备等。实验动物外环境：实验动物及设施以外的环境。内环境：小环境：笼具、饲养盒、理化因素大环境：饲养间和实验间环境因素的分类：1、气候因素：温度、湿度、气流、风速等2、物理因素：照明、噪音、粉尘等。3、化学因素：空气（O2和CO2）、臭气（NH3、H2S）和各种有害气体（SO2、NO2）4、居住因素：房舍、饲养笼具、垫料、喂食器和饮水器，内环境等。5、生物因素：微生物、动物密度、人、动物之间。气候因素：1、温度：（1）低温对动物的影响A．温度过低时，导致小鼠性周期紊乱，产仔率下降，死胎率增加，泌乳量减少。B．机体抵抗力下降，如小鼠脱脚病、小鼠肝炎、仙台病毒病等。C．肾上腺、甲状腺重量增加，功能亢进，血红蛋白含量少D．摄食量增加、代谢增加、呼吸与心跳加快。（2）高温对动物的影响A.生产繁殖：雄性动物出现睾丸萎缩，产生精子的能力下降，雌性动物则出现性周期紊乱，泌乳能力下降，拒哺乳，死胎上升。B.外观表现：食量减少，饮水增加，活动减少，体表血管扩张、喘气，抵抗力下降。C.脏器重量下降环境的温度对实验的影响：不同温度下饲养的小鼠对药物的半数致死量LD50可产生显著差异。还对药物的急性毒性实验、“三致”试验、微生物感染试验和免役实验等实验结果产生影响。2、湿度（1）低湿对动物的影响A.大、小鼠的摄食量、饮水量、活动量都略有增加B.当相对湿度在40%以下时，大鼠易发生环尾病，在低湿的情况下，多数动物会出现干裂，哺乳母鼠拒绝哺乳或吃仔鼠，容易使室内灰尘上升，易引起呼吸道疾病（2）高湿对动物的影响A.出现吃仔现象，抵抗力下降，呼吸数上升。B.在85-90%时，实验室空气中的细菌数，NH3浓度上升，也易引起动物呼吸系统疾病，也易使饲料、垫料发霉变质。3、气流、风速：气流是指实验动物设施内空气的流动，气流方向与风速是构成室温的综合原因之一。风速的大小与动物的体温散发有很大关系。对小鼠来说，随着风速的增加，体温就随之下降，摄食量也上升，因此，不宜将风直接吹向动物，但当风速过小时，臭气不易排出，散热也困难，易使动物患上疾病。物理因素：1、光照：（1）照明的波长和灯光颜色：波长和灯光颜色可影响小鼠的自发行动，红光使大鼠的泌乳能力增加；紫外光可使动物合成维生素D，杀菌、防止佝偻病发生。（2）照明的强度：过强：大鼠在2000LX，照射几小时出现视网膜障碍，连续暴露2天尚有恢复的可能，如果8天以上就不能恢复，即使在60LX照度下，连续照射13周，大鼠也会出现视网膜的退行性变化。（3）照明时间：过长：过度刺激生殖系统、大、小鼠可出现持久性阴道角化，有多数卵泡达到排卵前期，但不形成黄体。过短：抑制大鼠的生殖过程，使卵巢减轻，生殖器退化。光照形式应采用明、暗交替形式。明暗交替比为12：12或14：12。2、噪声A.对繁殖的影响：繁殖率下降，并防碍受精卵的着床。B.对动物生理的影响：噪身过强或持续不断可使母鼠咬死仔鼠或吃掉幼子。C.对神经系统的影响：实验小鼠在持续性噪声的环境中可产生烦躁不安，食欲减退或发生听源性痉挛，使动物兴奋和控制失去平衡及部分神经细胞受损D.对心血管系统的影响：心跳加快，呼吸频率加快，血压升高。3、粉尘A.粉尘作为微生物的载体，可通过呼吸道引发疾病。B.粉尘降落到动物身上后，可与皮脂腺的分泌物及细毛、皮屑、微生物等混合在一起粘在皮肤上，使动物的散热功能下降，影响体热调节。C.还可引起动物和工作人员的变态反应或哮喘病。化学因素：1、有害气体A.氨浓度过高，会刺激动物的黏膜而引起流泪、咳嗽，严重时产生急性肺水肿，而造成动物死亡。B.可使呼吸器官的黏膜产生异常或炎症。2、饮水，大鼠每天饮水量为20ml，小鼠为4-7ml。缺水一夜动物则萎靡，脱水严重时死亡。水质要求：普通动物：城市生活饮用水卫生标准要求。SPF、无菌动物：酸化水。居住因素：1、笼具，一般认为用不同质结构的笼具饲养动物，没有影响，但也有报道说由于饲养动物笼具材料性质的不同而带来实验结果的差异。有人实验用不锈钢笼和塑料盒饲养大鼠长达两年，结果发现塑料盒组的死亡率高，肝、肾增大，血清胆固醇和磷脂质含量均高，长期用不锈钢笼饲养家兔出现疾病（脚皮炎）2、垫料，垫料常被寄生虫、霉菌、细菌所污染。用这种垫料，常引起动物感染。因此垫料必须消毒后才能用，对动物有毒性作用的垫料也不能选用。3、供水器和供食器，供水时应注意供水器是否漏水，并且不能接触垫料，以免把垫料弄湿，避免滋生微生物。若供水器不及时清理、消毒容易产生绿藻与线虫而造成堵塞，并危及动物的健康。生物因素：1、动物饲养密度，如果每个饲养盒内或整个饲养室内饲养动物过多，动物的活动受到限制，排泄物大量增加，使盒内温、湿度及有害气体浓度比周围高，动物的健康将受到极大的影响。2、饲养人员，饲养人员对动物的影响是多方面的：A.饲养人员因走动、放置物品所发生噪声。B.饲养人员因管理不善，如不及时换垫料造成不良空气，不及时加水、垫料等，都危及动物健康C.对于屏障系统、隔离系统而言，人出入动物室是引起动物污染的重要原因。3、微生物，病原微生物污染动物室后，造成繁殖效果差，实验结果混乱，以一系列动物疾病。实验动物设施的分类，是指与实验动物生产和动物实验有关的建筑物、设备以及运营管理在内的综合，包括实验动物繁育、生产和动物实验设施2类。二者之间有明显的分隔措施。隔离环境，屏障环境，普通环境。普通环境：A.采用自然通风方式，空气不需净化，这类设施只适用于普通动物的饲养。B.垫料要消毒，否则也很难达到普通动物的微生物控制标准，人进入动物室要求换工作服、带帽、换鞋。C.定期清洗消毒房间和笼具。D.最好为单行道，这样在管理上较为方便。E.应有缓冲间，即动物室不能直接与外界相通屏障环境：空气要经过低效、中效和高效过滤器进入动物饲养室或实验室。该系统适合于SPF动物和清洁级动物的饲养。必须建立严格的管理制度和操作规程。进入屏障系统的一切物品必须经过严格的灭菌消毒。隔离环境：用于SPF、无菌动物、悉生动物的饲养。空气是在温湿度调好以后，经高效过滤进入隔离器内（空气要经过0.3um的屡除率达99.7%以上高效过滤器），出风口要求与屏障系统相同，隔离器正压要求达到100-150Pa。隔离器制作的材料有不锈钢和有机玻璃的，现在多采用聚乙烯塑料薄膜隔离器。操作是通过与薄膜相连的长手套完成的。饲养员和实验工作者不能直接与动物接触，一切物品的进出均通过隔离器一侧的消毒渡窗。饲料、饮水、垫料要经过真空高压或Co60照射。普通环境设施区域1、前区的设施：隔离检疫室、办公室、维修室、库房、休息室。2、饲育区的设置：育种室、生产群饲育室、待发室、清洁物品储藏室。3、后勤区的设置：洗刷消毒间、废弃物品间、储藏室、机械设备室。屏障环境设施区域1、清洁区：饲养室或实验室、清洁走廊、清洁准备室、贮存室、检疫室等。2、污染区：污物走廊、洗刷消毒室等。3、外部区：接受动物室、饲料加工房、库房、更衣淋浴间、办公室、机械设备室等。动物设施中各个建筑物的布局应根据以下几个原则而定：1、有利于防治疾病的传播和相互的感染。2、便于工作、实验人员的操作。3、清洁物品、污染物品运送的路线应分开，人员、物品、动物空气要单向移动。4、布局：集中于一幢高层建筑的实验动物大楼宜将大动物安排在下层，便于管理和粪便、污水的排出。从微生物控制角度，级别越高越需安排在高层，级别低者宜在中低层，一层楼内最好不放级别不同的动物，可避免交叉感染。选址1、实验动物繁育、生产及实验场所应避开自然疫源地。2、宜选在环境空气质量及自然环境条件较好的区域。3、宜远离铁路、码头、飞机场以及散发大量粉尘和有害气体的工厂、堆场等有严重空气污染或噪声干扰的区域。布置在当地夏季最小频率风向的下风侧。4、与生活区保持大于50m的距离。建筑卫生要求1、繁育、生产、实验场所所有围护结构材料应无毒、无放射性。2、内墙表面应光滑平整，阴阳角均为圆弧形，易于清洗、消毒。墙面采用不易脱落、耐腐蚀、无反光、耐冲击的材料。地面应防滑、耐磨、无渗漏。天花板应耐水、耐腐蚀。四、建筑设施要求1、墙壁：要求光洁平滑、无裂口、耐腐蚀、耐洗涤剂的洗刷，一般采用白水泥沙浆抹面或用水磨石，外涂仿瓷涂料。不宜将水管、风管或其他线路裸露在墙上，不易清理。2、地板：地面宜采用水磨石，平整而不滑，耐水，耐磨，耐腐蚀，防潮，以便于清洗消毒。小动物饲养室不应设地漏，大动物饲养室应有排水孔或沟并设有网盖以避免野生动物顺排水管进入室内。地面最好不设门槛，避免防碍笼架、推车的经过。3、天花板，耐水耐腐蚀，其结构应力求简洁平滑，一般采用混凝土水磨石天花板，当天花板上安有空调进气口时。如屏障系统要将进气口周围密封以免污染。如同墙面，不应在天花板下出现明管。一般天花板的高度为2.7米，但为了减轻空调用电的负担，也可按2.4米设计。天花板、墙以及地面的拐角处还应作成圆角弧面，易于清洗消毒，以免留死角。4、窗，除了采用自然通风的开放系统外，最好不设可开启的窗户，若采用双层玻璃作窗户，既有一定的保温能力又可采用自然光照可节省能源。窗随动物房的级别和不同动物而有不同的处理方法，猴房窗上设有护栏，普通动物房要有纱窗，清洁动物房窗要密封，SPF动物房不设外窗，这样室内温度变化较小，减小了空气调节负荷。5、门，饲养室的开方向与室内通风情况相适应，室内为正压的门要往里开，室内为负压的门要向外开，门边上要有密封条，门上方应有玻璃做窥视窗，下方设有金属板。门要有防野鼠进入装置，门的规格大小应考虑室内最大物品的进出方便，最小不能低于1.0米宽、2米高，普通动物房应设有纱门。6、走廊，在清洁级以上的动物室最好设双走廊，即清洁走廊和污染走廊。走廊宽度不应窄于1.5米（国外提倡至少要2.1米），屏障系统清洁走廊应一侧与清洁过渡间风淋室相连。第五章常用实验动物小鼠：1.消化系统，门齿终生生长。食管细长，长度约2cm，食管内壁有一层厚的角质化鳞状上皮，有利于灌胃操作；胃属单室胃，分为前胃和后胃，前胃壁薄呈半透明状；后胃不透明，富含肌肉和腺体，伸缩性强；肠道短小，约体长3倍。盲肠不发达；有胆囊；胰腺分散在十二指肠、胃底及脾门处，色淡红，不规则，似脂肪组织。下颌骨形态不同品系有差异，可以进行遗传学检测。2．呼吸系统，左肺单叶；右肺分为4叶。3．生殖系统，雌性小鼠为双子宫型，呈“Y’’形；卵巢有系膜包绕，不与腹腔相通故无宫外孕；乳腺发达，共有5对乳头。雄性小鼠睾丸大，左右各1，幼鼠的睾丸藏于腹腔内，性成熟后则下降到阴囊；前列腺分背、腹两叶。4．淋巴系统，小鼠的淋巴系统尤为发达，但腭或咽部无扁桃体。5.造血器官，骨髓为红骨髓无黄骨髓，终生造血。脾脏有明显的造血功能，所含造血细胞包括巨核细胞、原始造血细胞等并组成造血灶；巨核细胞的核较大，有时易被误认为肿瘤细胞。生理功能及行为习性：1.体型小、易于饲养管理，出生时约1.5g，成熟时体长约10cm,成年小鼠胃容量一般为1ml，食料量为2．8～7g／d，饮水量为4～7ml／d，排粪量为1.4～2．8g／d，排尿量为1～3ml。2．性成熟早、繁殖力强，雌性小鼠35～40日龄、雄性小鼠40～45日龄性发育成熟；70～80日龄才交配。小鼠性活动保持1年，繁殖力强；性周期(动情周期)4～5d，妊娠期19～21d，哺乳期20～25d，每胎产8～15只。有产后24h内发情的特点，特别有利于繁殖生产。寿命2～3年，18个月以上属于老年小鼠（衰老小鼠），衰老前可以选择16～18个月做试验。雄性小鼠性成熟后开始产生精子及分泌雄性激素；雌性小鼠性成熟后，卵巢排卵并分泌雌性激素，交配后在雌性小鼠阴道口形成白色的阴道栓，有防止精液倒流、提高受孕率的作用。成年雌性小鼠在动情周期的不同阶段，阴道黏膜均发生典型变化。采用阴道分泌物涂片和组织学检查，可观察阴道上皮细胞的变化，从而推测卵巢、子宫的状态和激素分泌的变化。3．昼伏夜动、喜黑暗，小鼠习于昼伏夜动，以傍晚时和黎明前最为活跃，采食、交配均在夜晚进行，镇静试验、壮阳试验在晚上进行。白天喜居较黑暗的安静环境，固定一处营巢睡眠。4．喜群居、喜欢啃咬，群居的小鼠对饲料消耗快，生长发育也快。但雄性小鼠群居时易发生斗殴，而且群体中处于优势的雄性小鼠常常将处于劣势者的胡须拔光，自己保留胡须，被称为“理发师”。5.性情温顺、胆小怕惊，小鼠性情温顺，容易捕捉，一般不会主动伤人。不过，一旦逃出笼外过夜则恢复野性，行动敏捷难以捕捉。当饲养室内有人时，小鼠活动受到限制，甚至停止活动；受到惊吓时，小鼠尾巴会挺直并猛力甩动。6.适应性差小鼠体小娇嫩，不耐饥饿和缺水；对环境适应性差，不耐冷热，过冷过热均会造成死亡；不耐强光和噪声；对疾病抵抗力差。7.多种毛色，便于遗传学研究8.对外界刺激非常敏感，许多致癌物可引起小鼠癌症，百万分之一的破伤风杆菌可引起小鼠死亡。近交系小鼠有BALB／c、C57BL、C3H、DBA、A系、AKR、CBA、TAl、TA2和615等品种、品系。1．BALB／c小鼠：毛色白化。主要特性①乳腺肿瘤自然发生率低，但对乳腺肿瘤病毒敏感；②易患慢性肺炎。③对放射线甚为敏感。④与其他近交系相比，肝、脾与体重的比值较大。20月龄的雄性小鼠脾有淀粉样变。⑤有自发高血压症，老年鼠心脏有病变，雌雄性小鼠均有动脉硬化。⑥对鼠伤寒沙门菌补体敏感，对麻疹病毒中度敏感。对利什曼原虫、立克次体和百日咳组织胺易感因子敏感。主要用途，广泛地应用于肿瘤学、生理学、免疫学、核医学研究以及单克隆抗体的制备等。2．C57BL：毛色黑色。主要特性①乳腺肿瘤自然发生率低，化学物质难以诱发乳腺和卵巢肿瘤。②对放射物质耐受力强。③对结核杆菌敏感。氨基甲乙酯处理后尾静脉注射引起肺部结核④嗜酒精性高，肾上腺素类脂质浓度低。对百日咳组织胺易感因子敏感。⑤常被认作“标准”的近交系，为许多突变基因提供遗传背景。主要用途，肿瘤学、免疫学、遗传学研究。3．C3H：毛色野鼠色偏红。主要特性①乳腺癌发病率高，6～10月龄雌性小鼠乳腺癌自然发生率达85％～100％，乳腺癌通过乳汁而不是胎盘途径传播。14月龄雌性小鼠肝癌发生率为85％。②补体活性高；干扰素产量低。③仔鼠下痢症感染率高。④对狂犬病病毒敏感。⑤雄性小鼠对氨气、氯仿、松节油等甚为敏感，病死率高。主要用途，主要用于肿瘤学、生理学、核医学和免疫学的研究。4．DBA/2：毛色淡棕色。主要特性①雌性小鼠乳腺肿瘤发生率，繁殖鼠(经产母鼠)为66％，处女鼠为3％。②听源性癫痫发作，36日龄小鼠为100％，55日龄后为5％。③雄性小鼠接触氯仿和乙二醇的氧化物，以及维生素K缺乏时，病死率高。④白血病的发生率，DBA／2／Ola雌性小鼠为34％，雄性小鼠为18％；而DBA／2N雌性小鼠为6％，雄性小鼠为8％。⑤DBA／2N的肝癌发生率与饲料有关。主要用途，DBA/2常用于肿瘤学、遗传学和免疫学的研究。5．A系：毛色白化。主要特性①雌性小鼠乳腺肿瘤发生率，繁殖鼠为30～80％，处女鼠低于5％。②6月龄雌性小鼠44％有红斑狼疮(LE)细胞或抗核抗体阳性。补体未检出。③未足月幼鼠进行胸腺切除术后，84％出现矮小综合征。④对麻疹病毒高度敏感。主要用途，一般用作肿瘤学、免疫学研究，是目前国际上常用的品系之一。6．AKR：毛色白化。主要特性①为高发白血病株小鼠，雌雄性小鼠淋巴细胞白血病发生率可达68％～90％。②对Graft白血病因子敏感。③肾上腺类脂质(类固醇)浓度低。主要用途用于白血病、植皮研究、染发剂毒性研究等。7．TA1(津白1号)和TA2(津白2号)：毛色白化。主要特性，TA1为自发低乳腺癌系；TA2为自发高乳腺癌系，为乳腺癌MA737的宿主。主要用途，乳腺肿瘤的研究8．615：毛色深褐色或棕色。主要特性①8月龄后，开始出现衰老现象，其表现为肥胖、增重，最大体重雄性小鼠为40g以上，雌性小鼠可达38g以上，被毛蓬松、脱落。②自发肿瘤发生率：低白血病、低乳腺癌、高肺腺癌。③对津638白血病病毒敏感。主要用途，用作白血病、肿瘤、免疫等研究。封闭群1．昆明种小鼠：毛色白色。主要特性①繁殖率和成活率高。②雌性小鼠乳腺肿瘤发生率为25％。主要用途，广泛用于药物筛选、药效评价、毒理、免疫、肿瘤、病毒和细菌学的研究，以及生物制品、药品的检定。2．NIH：毛色白色。主要特性，繁殖力强，产仔成活率高，雄性好斗，容易致残。主要用途，常用于药效、毒理研究和生物制品的检定。3．ICR：毛色白色。主要特性，繁殖力强。主要用途，免疫、行为、微生物、微循环、药动学等方面的研究。4．LACA：毛色白色。主要用途，肿瘤、免疫、辐射等杂交群：AKD2F1、AKRXDBA/2、BA2GF1、C57BLXA2G、BCF1、C57BLXBALB／c突变系动物(mutantstrainanimal)是指由自然变异或人工致畸，使正常染色体上的基因发生突变，而具有某种遗传缺陷或某种独特遗传特点的动物，如裸小鼠、SCID小鼠、快速老化模型小鼠等。1．裸小鼠(nudemice)：主要特性①无毛、裸体、无胸腺、无胡须。②细胞免疫功能低下。③B淋巴细胞正常，但其免疫功能欠佳。④抵抗力差，容易患病毒性肝炎和肺炎。因此必须饲养在屏障环境中。⑤常用裸小鼠品系：BALB／c-nu、NIH—nu、NC-nu、Swiss-nu、C3H-nu、C57BL-nu等。主要用途，广泛用于肿瘤学、免疫学、毒理学、器官移植等实验研究。2．SCID小鼠：主要特性①SCID小鼠外观与普通小鼠无异，体重发育正常。惟胸腺、脾、淋巴结的重量不足正常小鼠重量的1/3。②胸腺、脾、淋巴结中的T淋巴细胞和B淋巴细胞大大减少，细胞免疫和体液免疫功能缺陷；但巨噬细胞和NK细胞功能未受影响。③骨髓结构正常，外周血中的白细胞和淋巴细胞减少。④容易死于感染性疾病，必须饲养在屏障环境中。主要用途，广泛应用于免疫细胞分化和功能的研究，异种免疫功能重建，单克隆抗体制备，人类自身免疫性疾病和免疫缺陷性疾病的研究，病毒学和肿瘤学研究等。3．快速老化模型小鼠(SAM)：主要特性，SAM系列中的一个品系在4～6月龄以前与普通小鼠的生长一样，4～6月龄以后则迅速出现老化诸特征。如脑、视器、心、肺、肾、皮肤等器官老化，血液、免疫和抗氧化等系统老化，出现骨质疏松和老化淀粉样变。主要用途，该小鼠是研究老年病的理想动物模型，也是研究老化肾虚的自发性动物模型。肌萎缩症小鼠：出生14日后，后肢拖地、肌肉萎缩肥胖症小鼠：出生3-4周龄，重要脏器周围出现脂肪沉积侏儒症小鼠：短鼻、体小、尾短，成熟时体重是普通的1/10，缺乏生长素糖尿病小鼠：出生3-4周龄体重增加，血糖高达11.1mmol以上。药理毒理研究1．药物安全性评价试验：小鼠常用于药物的急性、亚急性、慢性毒性试验以及最大耐药量的测定等，“三致”试验也常用小鼠进行。2．生物制品的检定：小鼠广泛地应用于血清、疫苗等生物制品的检定，各种药物的效价测定。3．药物筛选：普筛、定向筛选4．药效学评价试验肿瘤学研究1．自发肿瘤：AKR小鼠白血病发病率为90％，C3H小鼠的乳腺癌发病率高达90％一100％。2．诱发性肿瘤：小鼠对致癌物敏感，可诱发各种肿瘤模型，如用甲基胆蒽诱发小鼠胃癌和宫颈癌，用二乙基亚硝胺诱发小鼠肺癌等，用于肿瘤防治的实验研究。3．人癌细胞移植：胸腺严重缺陷的裸小鼠可接受人类各种肿瘤细胞的植入，成为活的癌细胞“试管”。4．肿瘤遗传学研究遗传学研究1．遗传学分析：小鼠毛色常被用作遗传学分析中的遗传标记及品种品系鉴定的依据。2．基因研究：利用转基因小鼠可以进行基因功能、表达和调节方面的研究，探索疾病的分子遗传学基础和基因治疗的可能性。3．遗传性疾病动物模型：如小鼠黑色素病、白化病、家族性肥胖、遗传性贫血等，均与人发病相似，可作为研究人类遗传性疾病的动物模型。病原体所致疾病的研究1.病毒性疾病：小鼠脊髓灰质炎、流行性感冒、狂犬病、脑炎等疾病的病原体敏感，可用作上述疾病的研究。2.细菌性疾病：小鼠可用于沙门菌病、钩端螺旋体病等细菌性疾病的实验研究。3.寄生虫疾病：小鼠宜作血吸虫、疟原虫等寄生虫疾病的研究。4.动物模型：小鼠对多种病原体敏感，如将麻风杆菌接种于免疫功能低下或缺陷小鼠的足垫或耳部，可造成此病的动物模型，用以研究麻风杆菌的生物学性状和评价抗麻风药物的药效等。免疫学研究1.非特异性免疫功能：炭粒廓清试验等。2.特异性体液免疫功能：血清溶血素测定3.特异性细胞免疫功能：淋巴细胞转化试验等老年病研究小鼠寿命短、个体差异小、价廉易得，在老年病实验研究中的使用仅次于大鼠。用于老年病的发病机制、表现以及防治的研究。快速老化模型小鼠(senescenceacceleratedmouse，SAM)；该小鼠是研究老年病的理想动物模型，目前已由天津中医学院老年病研究所引进。放射医学研究射线引起小鼠造血系统的研究血虚证动物模型失血性、溶血性、再障性、营养不良性血虚动物大鼠：大鼠体型较小，遗传学较为一致，对实验条件反应较为近似，常被誉为精密的生物研究工具。外观形态：大鼠外观与小鼠相似，但体型较大。成年雄性大鼠身体前部比后部大，雌性大鼠身体相对瘦长，后部比前部大，头部尖小。大鼠尾部被覆短毛和环状角质鳞片。新生仔鼠体重约5．5～10g，根据环境和营养状况的不同，1．5～2月龄达到180—220g，其体长不小于18～20cm，可供实验使用。雄性大鼠最大体重达300—800g，雌性大鼠250—400g。1．消化系统，门齿终生生长，外露，口腔后部因有硬腭和软腭存在，鼻后孔后移直接通向喉咽，空气与食物的通道在咽腔交叉。该解剖特点使大鼠在口腔充满食物时，仍可进行呼吸。大鼠的胃属单室胃，分为前胃和后胃。肠分为小肠和大肠。肝再生能力极强，被切除60％～70％后仍可再生。大鼠无胆囊，胆管直接与十二指肠相通。把胃与脾之间的薄膜除去，可见到在其下方有如树枝状的肉色组织，就是胰腺。胰腺呈长条片状，胰腺与脂肪组织的区别是，胰腺颜色较暗，质地较坚硬。2．呼吸系统，大鼠有左肺和右肺，左肺单叶，右肺分为上叶、中叶、下叶和后叶4叶。3.泌尿系统，大鼠有左、右肾，均呈蚕豆形，右肾比左肾高。4.生殖系统，雌性生殖器包括一对卵巢、一对输卵管、子宫、阴道和阴道孔。大鼠为双子宫，呈“Y”型排列。雄性生殖器包括…5.内分泌系统，甲状腺位于颈部肌肉的深面，喉头的下方，气管两侧，为一对长椭圆形的器官，呈红褐色。肾上腺位于肾脏上端，芝麻大小，呈粉黄色。脑垂体较松弛地附于漏斗下部，易做去垂体模型。4.生殖系统，雌性生殖器包括一对卵巢、一对输卵管、子宫、阴道和阴道孔。大鼠为双子宫，呈“Y”型排列。雄性生殖器包括…5.内分泌系统，甲状腺位于颈部肌肉的深面，喉头的下方，气管两侧，为一对长椭圆形的器官，呈红褐色。肾上腺位于肾脏上端，芝麻大小，呈粉黄色。脑垂体较松弛地附于漏斗下部，易做去垂体模型。生理功能及行为习性：1.生理数据，成年大鼠胃容量约为4～7ml.饮水量约为20～45ml/d,排粪7.1～14．2g／d，排尿量约为10～15ml／d。2.垂体-肾上腺系统发达，对炎症敏感、对应激反应灵敏。3．性情温顺、胆小怕惊。4．昼伏夜动、喜欢啃咬5．喜独居、喜黑暗6．嗅觉和视觉灵敏，大鼠视觉灵敏，对光照较敏感，嗅觉灵敏，对噪音较敏感。适宜做条件反射实验。7．适应性强、繁殖力强、对湿度要求高。空气中的湿度低于40％，大鼠尾巴易发生环状坏死症(环尾病)。因此，室内相对湿度应保持在40％～70％之间。8.对营养缺乏敏感尤其是蛋白质、维生素A和E。9.肝再生能力强、无呕吐反射，肝被切除60％～70％后仍可再生。皱褶阻止胃内容物反流到食管，因此不适宜作呕吐实验。10.汗腺极不发达，皮肤汗腺少，汗腺分布于爪垫上，主要通过尾巴散热。近交系大鼠有F344／N、Lou／CN等品种、品系。1．F344／N：白色。主要特性①生理学方面：雄性大鼠乙基吗啡和苯胺的肝代谢率高，可作苯酮尿症动物模型；脑垂体较大；肾病发生率低。②肿瘤学性状：自发性肿瘤：各种大鼠自发性肿瘤的发生率，甲状腺癌为22％。乳腺癌雄性大鼠为23％、雌性大鼠41％；雄性大鼠睾丸间质细胞瘤为85％。雌性大鼠乳腺纤维腺瘤为9％。移植性肿瘤：有肝癌(Dunning肝癌、LC-18肝癌)、乳腺肿瘤R-3230乳腺癌、乳腺纤维瘤F-609)、垂体肿瘤(MtT和MtTf4脑垂体瘤)、肉瘤(Walker256癌肉瘤、肉瘤IRS-9802、纤维肉瘤R-3244)、白血病(Dunning白血病、HLFl白血病)和子宫肌瘤F-529等。主要用途，广泛用于毒理学、肿瘤学、生理学研究。2．Lou／CN：白化。主要特性，Lou／CN大鼠免疫细胞瘤(免疫球蛋白分泌瘤、浆细胞瘤)高发品系，发病部位主要位于回盲部淋巴结。该肿瘤细胞的分化率极低，多在1月内死亡。用途，常用于免疫学研究，特别是制备单克隆抗体。其他近交系大鼠有ACI、AGUS、BN、CAS、LEW、M520、WKY／Ola、WN／N等。封闭群：Wistar、SD、Long-Evans等品种、品系。1．Wistar大鼠：白化。主要特性①头部较宽、耳朵较长、尾的长度小于身长。②性周期稳定，繁殖力强，产仔多，平均每胎产仔在10只左右，生长发育快。③性情温顺。④对传染病的抵抗力较强。⑤自发性肿瘤发生率低。主要用途，用途广泛。2．SD(SpragueDawley)大鼠：白化。主要特性①头部狭长、尾长接近于身长，产仔多，生长发育较Wistar为快。10周龄时雄性大鼠体重可达300—400g，雌性大鼠达重80～270g。②性情比Wistar大鼠稍为凶猛。③对疾病的抵抗力较强，尤其对呼吸道疾病的抵抗力很强。④自发性肿瘤的发生率较低。⑤对性激素敏感性高。主要用途，用途广泛。3.Long－Evans大鼠：该大鼠是1915年由朗格(Long)和伊文斯(Evans)用野生雄性褐家鼠与雌性白化大鼠杂交培育而成体型比Wistar和SD大鼠为小，头颈部为黑色，背部有一条黑线，尾部为黑白色或黑色毛。应用广泛。此外，常用的封闭群大鼠尚有Osborne-Mended、Sherman、August、Brown-Norway等。杂交群大鼠：大鼠F1代使用不如小鼠广泛，常用的有LEWXBNFl，F344XWistarFl，LouXRFl等。突变系大鼠：SHR／Ola大鼠、癫痫大鼠、裸大鼠等品种、品系。SHR／Ola大鼠：白化。主要特性①自发性高血压，且发生率高，无明显原发性肾或肾上腺损伤，在10周龄后雄性大鼠血压的收缩压为26·66—46．66kPa（200～350mmHg），雌性大鼠为23．99—26．66kpa。动物对于抗高血压药物有反应；该品系为筛选抗高血压药物的理想动物模型。②SHR大鼠的生育力及寿命无明显下降，可养13～14月，繁殖时每代均应选择具有高血压的种鼠。主要用途，高血压疾病的实验研究。能够自发性产生高血压的突变系大鼠，还有新西兰高血压大鼠(GHR)和米兰高血压大鼠(MHS)。2．癫痫大鼠：用铃声刺激可旋转数秒钟，然后向一侧倒地发作癫痫，与人的癫痫发作很相似，可用于癫痫病的实验研究。3．裸大鼠(nuderat)：主要特性①躯干部被毛稀少，头部、四肢和尾根部毛较多。在SPF环境下可活1～1．5年。因免疫力低下易患呼吸道疾病。②免疫学特性为先天无胸腺、T淋巴细胞功能缺陷，同种或异种皮肤移植生长期达3～4月以上。③主要用途：裸大鼠主要用于多种肿瘤移植研究。其他突变系大鼠：1.糖尿病大鼠2.肥胖症大鼠3.尿崩症大鼠等1．药效学研究(1)新药筛选抗高血压药物的筛选等。(2)心血管系统药物的评价大鼠血压和血管阻力对药物的反应很敏感，常用作研究心血管药物的药理和调压作用的动物模型。还用于心血管系统新药的筛选。(3)抗炎药物的筛选和评价如大鼠踝关节对炎症反应敏感，常用以筛选抗关节炎药的评价。（4）神经系统药物的评价利血平和阿朴吗啡可诱导大鼠神经性异常行为。可利用迷宫或惩罚和奖励试验来测试大鼠的学习记忆能力，进而评价上述药物的药效。（5）药物作用机理的研究2．药物安全性评价试验：大鼠常用于药物亚急性毒性试验、长期毒性试验、致畸试验和药物毒性作用机制的研究，以及某些药物不良反应的研究。营养、代谢性疾病研究：大鼠对营养物质缺乏敏感，可发生典型缺乏症状，是营养学研究使用最早、用量最多的实验动物。如各种维生素缺乏症，蛋白质、氨基酸和钙、磷等代谢的研究，营养不良、动脉粥样硬化等的研究。营养过剩造成肥胖动物模型。内分泌研究：1.内分泌学研究，内分泌腺容易摘除，常用于研究各种腺体及激素对全身生理生化功能的调节；激素对生殖功能的影响，如发情、排卵、胚胎着床等的调控作用以及计划生育。2．内分泌疾病模型，自发性或诱发性的尿崩症、糖尿病、甲状腺功能衰退动物模型，常常用于内分泌功能失调所致疾病的研究。肥胖症大鼠可用于高血脂症的研究。大鼠垂体一肾上腺系统发达，应激反应灵敏，适用于制作应激性胃溃疡模型。行为学研究：1．学习和记忆能力，利用迷宫试验测试大鼠的学习和记忆能力。采用跳台试验等方法，测试大鼠记忆判断和回避惩罚的能力。2、条件反射、非条件反射的研究。3．药物依赖性的研究，大鼠适合于成瘾性药物的行为学研究，在一定时间内给大鼠喂饲一定剂量的酒精、咖啡因、鸦片后，大鼠对上述药物(物质)产生依赖以及行为改变。4．高级神经活动研究，如进行神经官能症、抑郁性精神病、脑发育不全或迟缓等疾病的行为学研究。老年病学研究：1.大鼠是进行老年病学研究常用的实验动物，由于老年病学的动物实验周期长，老年实验动物体质差，在开放环境进行实验，大鼠存活率低。因此，最好在屏障环境和隔离环境中进行实验，并使用SPF级和无菌级大鼠，确保实验成功。使用大鼠可以进行衰老的机制研究，如衰老的生理变化、成活率与年龄相关曲线的关系、胶原老化、器官老化、饮食方式与寿命的关系等方面的研究。还可以进行老年高发肿瘤和非肿瘤损伤所引发的老年性疾病研究。肿瘤研究：大鼠可用于自发性和诱发性肿瘤模型的研究。自发肿瘤动物模型有肾上腺髓质肿瘤，乳腺癌和粒细胞性白血病。诱发性肿瘤模型使用的化学物质有：二乙基亚硝胺和二甲基氨基偶氮苯诱发肝癌；甲基苄基亚硝胺诱发食道癌；3—甲基胆蒽诱发肺鳞癌及恶性胸膜间皮瘤、大肠癌等。微生物、寄生虫研究：常用大鼠制作细菌性、病毒性和寄生虫性疾病动物模型，其中部分模型的发病经过与人相似。制作感染性疾病常用的病原体，细菌有：沙门菌、大肠杆菌、巴斯德杆菌、念珠状链杆菌、各种厌氧菌、黄曲霉菌等；病毒有：肝炎病毒、疱疹病毒、流感病毒等；寄生虫有：旋毛虫、血吸虫、钩虫、疟原虫、马锥虫等。心血管疾病研究：常用大鼠制作心肌缺血、心律失常、高血压、动脉硬化、实验性动脉瘤、肺水肿、恶性贫血、血小板减少症等动物模型。进行上述疾病发病机制和治疗等方面的研究。环境卫生研究1空气污染，CO、NO2、SO2造成矽肺动物模型2重金属，Pb、Ag等可致畸胎肝脏外科、放射医学的研究豚鼠豚鼠(guineapig；caviaporcellus)在分类学上属于动物界、脊索动物门、脊椎动物亚门、哺乳纲、啮齿目、豪猪亚目、豚鼠科(FamiliaCaviidae)、豚鼠属(GenusCavia)、豚鼠种(Speciescaviaporcellus)的动物，学名豚鼠，又名海猪、天竺鼠、荷兰猪。染色体数2n=64。外观形态：身形短粗，头大，身圆，耳朵和四肢短小，无尾巴，只遗留尾巴的残迹。前足有四趾，后足有三趾，每个趾都有突起的大趾甲，脚形似豚，故名豚鼠。新生豚鼠体重一般在50~150g之间；成年豚鼠体长22．5～35．5cm，体重450~-700g。雌性豚鼠最高体重可达800g，雄性豚鼠达950g左右。1．消化系统：门齿终生生长，呈弓形。胃壁较薄，容量20～30ml。肠管较长，约为体长的10倍，其中盲肠约占整个腹腔的1／3，这是草食性动物的特征。2．淋巴系统：豚鼠的淋巴系统较为发达。肺部淋巴结对刺激具有高度的反应性，在少量机械或细菌刺激时，很快发生淋巴结炎。3．生殖系统：雌性豚鼠具有无孔的阴道闭合膜，发情时张开，非发情期闭合。雄性豚鼠睾丸并不下降到阴囊，阴茎松弛时被会阴皮肤覆盖。4神经系统，豚鼠的大脑半球没有明显的回纹，只有原始的深沟和神经，属于平滑脑组织，较其他同类动物发达。脑的发育在胚胎期42—45d就已经成熟，新生第一天的豚鼠有被毛、牙齿和视力，生后4h就能行走和进食，3—4d后就能独立生活，属于胚胎发育完善动物。生理功能及行为习性：1.草食性，喜食纤维素较多的禾本科嫩草，特别是葡萄状茎的青草，而不喜欢吃水分过多的水草。体内缺乏左旋葡萄糖内酯氧化酶，不能合成维生素C。2.性情温顺、胆小怕惊，极少斗殴，很少伤人。豚鼠胆小，喜欢安静的环境，对外界突然产生的响声、震动或环境变化十分敏感，首先表现为呆滞、僵致、不动，耳朵竖起（听觉耳动反射），并发出吱吱的尖叫声。3．性成熟早、生殖慢、发育快，雌鼠35～45日龄、雄鼠70日龄性成熟，体重在400g左右；5月龄达到体成熟才交配，此时雌性豚鼠重700g，雄性豚鼠重750g左右。豚鼠有性早熟特征，雌性豚鼠60日龄开始排卵，性周期为13～20d(平均16d)。晚成性动物：妊娠期68～75d，在母体中发育较完全，被毛长全，出生时约重50～120g，双眼睁开、耳朵竖立，产后1小时可以站立，数小时可以吃软料，2～3天可以在母鼠陪同下采食。每窝产仔1～7只，多数为3～4只；哺乳期15～21d。出生后每天体重增加3.5～5g，2～3周体重可达180g。成年豚鼠的胃容量为20~30ml，食料量为14．2～28．4g／d，饮水量为85～150ml／d，排粪量为21．2～85．0g／d，排尿量为15～75m1／d。4．喜群居，豚鼠喜爱干燥清洁而又宽敞的生活及活动环境，过于拥挤容易出现脱毛、皮肤损伤和皮炎。5对青霉素等敏感，豚鼠对青霉素、四环素、红霉素等抗生素特别敏感，常在用药48h后引起急性肠炎，甚至导致死亡。豚鼠是研究抗原诱导速发型呼吸过敏反应的良好模型，常用于变态反应试验、平喘试验等。品种：豚鼠品种可以分为短毛、长毛和刚毛三种，短毛种豚鼠的毛色光亮而紧贴身体，生长迅速；长毛种豚鼠的被毛柔软，富有弹性，有光泽；刚毛种豚鼠的毛常为竖立的并有一定花纹，富有光泽。目前用作实验动物的是英国种短毛豚鼠，其毛色有单色、双色和三色，单色的颜色有白、黑、棕、灰、淡黄、巧克力色；双色的有白与黑色；三色为白、棕、黑色。我国饲养的豚鼠，早在1919年从日本引入东北，按其毛色特征鉴别，为英国种短毛豚鼠，属于封闭群。品系：根据《国际实验动物索引》第3版公布，豚鼠近交系有8个品系，封闭群有30种。常用的是近交系2号和近交系13号豚鼠，均由美国培育，毛色均为黑、白、红三色。近交系2号豚鼠体型较小，对结核杆菌抵抗力强。近交系13号豚鼠除了体型较大、对结核杆菌抵抗力弱、繁殖能力比近交系2号差以外，其他特性与近交系2号比较接近。药理毒理研究1平喘药研究：组胺能诱发豚鼠支气管痉挛性哮喘模型，可用于评价平喘药和抗组胺药的作用。2．镇咳药研究：吸人氨气、二氧化硫、柠檬酸能引起豚鼠咳嗽，常用于对镇咳药的评价。3．局部麻醉药研究：豚鼠常用于对局部麻醉药的药效评价。4．皮肤刺激试验：豚鼠皮肤对毒物刺激反应灵敏，其反应近似人类，常用作局部皮肤毒物作用的试验，如研究化妆品和外用药品对局部皮肤的刺激反应。微生物学研究：豚鼠对结核杆菌、白喉杆菌、鼠疫杆菌、钩端螺旋体、霍乱弧菌、布鲁杆菌和沙门菌等病原体十分敏感，尤其对结核杆菌高度敏感，感染后的病变与人的病变类似。研究支原体感染后的病理及细胞免疫变化常用幼龄豚鼠。免疫学研究：1．变态反应：豚鼠是进行过敏性休克和变态反应研究的理想动物模型，特别是迟发型超敏反应性与人相似，最适合进行这方面的研究。实验动物对致敏原的敏感程度，从高到低依次为：豚鼠>兔>犬>小鼠>猫。2．补体采集：免疫学实验所用的补体多数用豚鼠血清制备，豚鼠血清中补体含量最丰富。耳科学研究：(1)豚鼠是耳科疾病研究中最常使用的实验动物，用于制作中耳炎、前庭器损伤、耳聋等疾病模型及耳毒性研究。(2)豚鼠听力特别敏锐，尤其对700～2000周／s音频更敏感，常用于噪声对听力影响的研究。(3)豚鼠耳廓大，易于进入中耳和内耳，耳蜗和血管伸至中耳腔，便于进行内耳微循环的观察。其他研究：(1)切断豚鼠迷走神经引起肺水肿的实验较佳。(2)豚鼠的血管反应敏感，在观察出血性炎症和血管通透性实验时也常应用。(3)豚鼠是研究维生素C生理功能的重要动物模型。4)豚鼠的被毛致密，皮厚，很难找到浅表静脉和进行血管注射，故急性实验极少使用豚鼠。家兔家兔属于兔形目、兔科。在分类学上家兔曾被列为啮齿目，也有人称之为复齿目，后又被称为兔形目，原因是一般啮齿目有4个门齿，而兔却有6个，其中一对为较小的切齿，与啮齿目门齿数目不同，因此归为兔形目。外观状态：1、健康家兔四肢粗壮有力、腰臀丰满，毛色主要有白、黑、灰、麻色等。2、兔眼球大，白色家兔虹膜完全缺乏色素，眼内由于血管内血液颜色透露，看起来是红色，便于眼科实验。3、兔耳廓大，血管清晰，便于注射和采血。4、门齿有终身生长的特点。1.消化系统，家兔上唇纵裂，门齿外露，形成豁嘴（豁嘴，民间俗称兔唇，也就是嘴唇开裂。一般说来，豁嘴开裂在上唇，和兔子相同。兔子为了方便地使用门牙，特别地发展了上唇缺口。大约这和下唇下齿功能主要是辅助性咀嚼有关，进化的变化就比较少）。胃为单室，肠管的长度约为体长8～10倍，肠壁薄，盲肠发达，约占腹腔的1/3。回盲部膨大形成一圆小囊，兔所特有，粘膜分泌碱性液体，以中和盲肠中微生物分解纤维素所产生的有机酸，利于消化吸收；盲肠末端有较长的蚓突，为一免疫器官。2．呼吸系统，肺被肋胸膜和肺胸膜隔开，左肺分为上下2叶；右肺分为上、中、下和中间叶。3．生殖系统，雌性家兔有2个完全分离的子宫，属于双子宫类型；乳腺发达，有3～6对乳头。雄性家兔由于腹股沟宽短，睾丸可自由地下降到阴囊或缩回到腹腔。4．循环系统，家兔胸腔构造特别，由纵隔将胸腔分为左右两部分，互不相通，心脏被心包膜隔开。进行心脏实验操作时，开胸打开心包膜，只要不弄破由隔胸膜和纵隔胸膜组成的纵隔膜，就不会破坏胸膜腔，也就不需要进行人工呼吸。家兔后肢膝关节腘窝部有卵圆形淋巴结，在体外极易触摸和固定，适于作淋巴结内注射。5.神经系统，颈部有减压神经的独立分支，最粗白色为迷走神经，较细灰白色为交感神经，最细为减压神经。电刺激减压神经对心脏的影响首选家兔。生理功能及行为习性：1.生理数据，出生时约50g，成年家兔胃容量一般为80～150ml，食料量为28.4～85.1g／d，饮水量为60～140ml／d，排粪量为