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文档简介
实验动物学绪论
一实验动物科学的基本概念三国内外实验动物科学的发展概况四实验动物在医学生物学中的地位和作用五国内外实验动物管理法规简介六主要参考书与优秀站点二实验动物科学的研究范畴提纲
一、实验动物科学的基本概念20世纪50年代后期,生物医学实验研究迫切需要高质量的实验动物和准确的动物实验结果,于是诞生了一门独立的专门研究实验动物和动物实验的科学——实验动物学。实验动物学实验动物动物实验
一、实验动物科学的基本概念什么是实验动物?养猪厂的猪家里养的犬野生的老鼠商场里卖的鱼动物房养的小鼠做实验用的大鼠1.实验动物(LaboratoryAnimal)四大特点A.遗传背景明确,来源清楚经人工饲育或人工改造的动物,依据其基因纯合的程度,通常划分为:
近交系(InbredStrain)封闭群(ClosedColony)杂交群(HybridColony)一、实验动物科学的基本概念1.实验动物(LaboratoryAnimal)四大特点B.对其携带的微生物、寄生虫施行人工控制目前根据对微生物、寄生虫控制程度,我国将实验动物分为四个等级:普通动物(ConventionalAnimal,CV)清洁动物(CleanAnimal,CL)无特定病原体动物(SpecificPathogenFreeAnimal,SPF)无菌动物(GermFreeAnimal,GF)和悉生动物(GnotobioticAnimal,GN)一、实验动物科学的基本概念1.实验动物(LaboratoryAnimal)四大特点C.对其饲养环境施行人工控制目前根据对饲养动物的微生物控制程度和空气净化程度的控制程度,我国将实验动物设施分为三个等级:
普通环境(opensystem)屏障环境(barriersystem)隔离环境(isolationsystem)D.用于科学实验一、实验动物科学的基本概念是指生产条件(环境和设施)标准化,实验动物质量(微生物学和寄生虫控制,以及遗传质量控制)标准化,实验条件标准化。要达到这几个标准化就必须对实验动物进行遗传控制,微生物控制,寄生虫控制,营养控制,环境和设施控制。1.实验动物(LaboratoryAnimal)实验动物标准化野生动物实验动物家畜家禽一、实验动物科学的基本概念2.实验用动物(AnimalforResearch)是指一切用于科学实验的动物,包括野生动物、经济动物、观赏动物和实验动物。一、实验动物科学的基本概念2.实验用动物(AnimalforResearch)A.野生动物(WildAnimal)是在自然界环境中生长繁殖延续其种族的物种,未经人工培育,所携带的微生物与寄生虫受控于自然界物种间食物链和自上而下竞争法则,以维持与自然界环境之间的平衡。一、实验动物科学的基本概念2.实验用动物(AnimalforResearch)B.经济动物(EconomicalAnimal)或称家禽家畜(DomesticAnimalandDomesticFowl)是指人类生活需要的动物,特别是用科学方法饲育的家禽、家畜等经济动物,虽经人工培育,并在一定程度上实行遗传学、微生物学控制,但其严格程度与实验动物相比,相差悬殊。一、实验动物科学的基本概念2.实验用动物(AnimalforResearch)C.观赏动物(ExhibitingAnimal)指供人类观赏和玩耍的宠物,如鱼类、鸟类、犬、猫等。一、实验动物科学的基本概念2.实验用动物(AnimalforResearch)实验动物与野生、经济、观赏动物的区别动物人工培育繁殖遗传背景物种来源微生物寄生虫主要用途实验动物严格人工明确明确人工控制科学实验野生动物未经自然不明确不明确自然选择生态保护经济动物一定程度人工一般一般择优劣汰发展经济观赏动物一定程度人工一般一般择优劣汰观赏宠物一、实验动物科学的基本概念实验动物遗传育种学(LaboratoryAnimalGeneticBreedingScience)是利用遗传调控机理,采用传统和现代生物技术手段,控制动物的遗传特性,培育新的动物品种品系和各种动物模型,家畜和野生动物的实验动物化。二、实验动物科学的研究范畴二、实验动物科学的研究范畴比较医学(ComparativeMedicine)是比较研究动物与人类生命现象的异同,特别是对人类各种疾病进行类比研究,通过建立人类疾病动物模型来研究人类相应疾病的一门新兴综合性基础学科。二、实验动物科学的研究范畴实验动物医学(LaboratoryAnimalMedicine)专门研究和阐明实验动物疾病的诊断、治疗和预防及其在生物医学领域中应用的科学。二、实验动物科学的研究范畴实验动物营养学(LaboratoryAnimalNutriology)是研究动物摄入、利用营养物质全过程与生命活动相互关系的科学。二、实验动物科学的研究范畴实验动物生态学(LaboratoryAnimalEcology)是研究影响实验动物的生存环境与条件。例如饲养动物的房舍、通风、温度、湿度、光照、噪声、笼具、饲料、饮水以及各种垫料等。动物实验技术(AnimalExperimentTechniques)是进行动物实验时的各种操作技术和实验方法,也包括实验动物本身的饲养管理技术和各种监测技术。二、实验动物科学的研究范畴二、实验动物科学的研究范畴实验动物福利动物作为人类的朋友应该得到友好的对待!二、实验动物科学的研究范畴二、实验动物科学的研究范畴某高校疑将狗做实验后遗弃狗伤口流血不断抽搐二、实验动物科学的研究范畴动物解放?二、实验动物科学的研究范畴动物解放?医学专家、教授和研究生向“动物慰灵碑”鞠躬,并默哀悼念。二、实验动物科学的研究范畴在生命科学研究中,虽然我们反对动物权利论的观点,但我们应该尊重动物的生命。实验动物福利(LaboratoryAnimalWarfare)的起源19世纪初欧洲的一些社会人士开始捍卫动物权利的征程。1822年马丁提出的禁止虐待动物的议案“马丁法令”获得通过。这是首次以法律条文的形式规定了动物的权益,保护动物免受虐待,是动物保护史上的一座里程碑。1951年史蒂文建立美国动物福利研究所。1966年美国国会通过了动物福利法。1975年澳大利亚哲学家辛格的《动物解放》一书的出版,使动物保护主义进一步高涨。自1980年欧盟及美国、加拿大、澳大利亚等国先后都进行了动物福利方面的立法。现如今WTO的规则中也写入了动物福利条款。二、实验动物科学的研究范畴实验动物福利所谓动物福利,即人类应该合理、人道地利用动物,要尽量保证那些为人类做出贡献的动物享有最基本的权利。基本出发点:Well-being(康乐)动物福利法的首要原则:满足动物的需求动物的需求主要表现:A.维持生命需要
B.维持健康需要
C.维持舒适需要二、实验动物科学的研究范畴动物福利法的基本原则:(五大自由)享有不受饥渴的自由享有生活舒适的自由享有不受痛苦伤害和疾病威胁的自由享有生活无恐惧和悲伤感的自由享有表达天性的自由二、实验动物科学的研究范畴动物实验的“3R”原则动物实验替代方法(3R)理论的提出A、1954年,动物福利大学联合会(UFAW)Charles
Hume教授制定了一项有关动物试验人道主义技术的科学研究计划B、1959年,Russell和Burch发表了《人道主义实验技术原理》(The
PrinciplesofHumane
Experimental
Technique)第一次全面系统地提出了包括动物实验和实验动物的减少(Reduction)、替代(Replacement)与优化(Refinement)的动物实验替代方法(简称3R)理论。二、实验动物科学的研究范畴动物实验的“3R”原则动物实验替代方法(3R)理论的提出3R是现今动物试验替代方法(AlternativeMethods)的核心和主要研究内容,是动物试验替代方法的发展方向。二、实验动物科学的研究范畴3R的概念及内涵概述Reduction(减少)
科学研究中,使用较少量的动物获取同样多的实验数据或使用一定数量的动物能获得更多的实验数据的科学方法。充分利用已有的数据改进统计学设计,优化实验方案替代方法重复使用提高实验成功率合理选择高质量标准化动物二、实验动物科学的研究范畴3R的概念及内涵概述Replacement(替代)使用其他方法而不用动物所进行的试验或其他研究课题,以达到某一试验目的。或者是使用没有知觉的试验材料代替以往使用神志清醒的活的脊椎动物进行试验的一种科学方法。生命系统细菌、蠕虫、昆虫小动物代替大动物非生命系统化学物质、生物材料、细胞、组织、器官计算机模拟系统二、实验动物科学的研究范畴3R的概念及内涵概述Refinement(优化)在符合科学原则的基础上,通过改进条件,善待动物,提高动物福利;或完善实验程序和改进实验技术,避免或减轻给动物造成的与实验目的无关的疼痛和紧张不安的科学方法。实验方案设计和实验指标选定的优化实验技术、实验条件的优化减少对动物的侵扰进一步控制疼痛改进保定动物技术仁慈终点的选择安死术二、实验动物科学的研究范畴三、国内外实验动物科学的发展概况实验动物科学的形成和发展是从动物实验开始的,有文字记载的原始动物实验可追溯到公元前4世纪至公元前3世纪。亚里士多德威廉·哈维
古希腊哲学家和医学家亚里士多德通过对动物的解剖了解动物的内在差别。
后来英国医生哈维采用狗、蛙、蛇、鱼和其他动物进行了一系列动物实验,发现了心脏和血管在血液循环中的作用。(一)国际发展概况三、国内外实验动物科学的发展概况18至19世纪,通过动物实验,免疫学、微生物学、传染病学、病毒学等概念最早形成,现代医学的体系也才逐渐形成,实验动物事业已逐渐形成,啮齿类动物己被广泛地用作实验。罗伯特·科赫
如:科赫使用兔子和小鼠实验分离发现了炭疽杆菌,原创性地证明了炭疽病的细菌性病理学和孢子形成。(一)国际发展概况三、国内外实验动物科学的发展概况到19世纪末、20世纪初期,巴甫洛夫通过动物实验创立条件反射理论,并在心脏生理、消化生理和高级神经活动三个方面取得了重大突破。巴甫洛夫(一)国际发展概况三、国内外实验动物科学的发展概况20世纪以前用于实验的动物大多来自农场、市场或实验室的一般饲养,随意性很强,因此,实验的结果不稳定,重复性差。动物实验的这种随意状态一直持续到此后的40~50年代。(一)国际发展概况三、国内外实验动物科学的发展概况20世纪以后,遗传背景明确、微生物和寄生虫得以控制的以科学研究为宗旨的实验动物学成为一门独立的学科
实验动物学工作者在无菌小鼠和无菌豚鼠培育成功的基础上,把环境控制、空气净化、自动控制、建筑工程等工程技术运用到动物实验设施的建设方面,实验动物屏障系统、隔离系统得到有效应用和发展。三、国内外实验动物科学的发展概况在实验动物科学发展历程中,近交系(1909年)、无菌动物(1943年)的成功培育和应用以及免疫缺陷动物(1962年)的问世是实验动物科学发展的里程碑。1909年,美国Jackson实验室第一任所长Little教授培育出DBA近交系小鼠1943年,美国Dr.J.A.ReynierTeah研制成功第一台金属隔离器,培育出无菌大鼠1962-1969年,英国Grist医师培育出免疫缺陷动物(裸鼠)(一)国际发展概况近年来,随着分子生物学技术和胚胎工程技术在实验动物领域的广泛应用,成功培育出了大量的遗传修饰动物。
如:人工诱变、基因剔除和转基因动物1982年,Palmiter等报道第一例转基因小鼠诞生。三、国内外实验动物科学的发展概况(一)国际发展概况三、国内外实验动物科学的发展概况1950年,美国成立了实验动物科学学会;1952年,日本成立了实验动物中央研究所,专门从事实验动物标准化工作;1956年,联合国科教文组织、国际医学组织、国际生物学协会共同发起成立了“实验动物国际委员会”,后更名为国际实验动物协会;1956年,美国开始建立“实验动物饲养与应用认可程序”,为实验动物研究的专业性提供了标准化的程序;1961年,加拿大生物联合会建立了动物管理常务委员会,开始实验动物饲养管理标准化工作。
美国、日本、加拿大、英国等国家实验动物学发展较快(一)国际发展概况三、国内外实验动物科学的发展概况1984年经国务院批准建立了中国实验动物科学技术开发中心,并相继提出发展我国实验动物科学技术的方针、政策、法规和规划。1985年召开了第二次全国实验动物工作会,制定了有关实验动物发展规划,并投资在全国建立四个实验动物中心(北京实验动物中心、天津实验动物中心、上海实验动物中心、云南灵长类实验动物中心)1987年成立全国实验动物学会,每两年举行一次实验动物领域内的学术交流。
1988年经国务院批准,由国家科委颁布了2号令《实验动物管理条例》。
1994年国家技术监督局颁布了《中华人民共和国实验动物标准》,2001年及2004年又进行了两次修订。1997年国家科委颁布了《关于“九五”期间实验动物发展的若干意见》。(二)国内发展概况三、国内外实验动物科学的发展概况我国实验动物种子中心建设(二)国内发展概况47实验动物种子中心分布图示黑龙江上海广东江苏北京海南国家啮齿类实验动物种子中心(北京、上海)国家遗传工程小鼠资源库(江苏)国家兔类实验动物种子中心(上海)国家禽类实验动物种子中心(哈尔滨)国家犬类实验动物种子中心(广东)国家非人灵长类实验动物(苏州)国家实验动物数据资源中心(广东)这些种子中心的主要任务是“引进、收集和保存实验动物品种、品系;研究实验动物保种新技术;培育实验动物新品种、品系;为国内外用户提供标准的实验动物种子。”三、国内外实验动物科学的发展概况实验动物使用总量下降,高质量实验动物使用量增加实验动物品种、品系增加实验动物模型走向商品化实验动物替代材料的应用和替代方法的研究发展加快(1)质量实现标准化,由追求数量向追求质量转变(三)实验动物发展趋势三、国内外实验动物科学的发展概况目前,国际上实验动物品种品系越来越多,可根据不同的实验选用不同的品种品系如:美国实验小鼠品系达250个,小型实验猪达15个品种,豚鼠品种30个,大鼠品种60个,兔子品种14个,猴子品种50余种。(2)实验动物品种品系在增加,追求资源的多样性(三)实验动物发展趋势三、国内外实验动物科学的发展概况(4)实验动物管理法制化国际上不同国家对实验动物管理和立法虽然有不同的特点,但是保障动物福利和保证实验动物质量两个方面是各国的共识。如我国的《实验动物管理条例》(三)实验动物发展趋势三、国内外实验动物科学的发展概况(三)实验动物发展趋势(5)动物保护主义及替代物研究动物保护主义对动物的饲养管理及实验,要实行人道主义,严禁粗暴和虐待动物,动物笼器具大小适宜。实验后的动物实行安乐死方法等。替代物的研究小动物替代大动物,植物、水生物代替动物,昆虫替代动物等各方面的研究。三、国内外实验动物科学的发展概况(四)实验动物相关刊物AlternativestoLaboratoryAnimals(ATLA)JournaloftheInstituteforLaboratoryAnimalResearch(ILARJ)ScandinavianJournalofLaboratoryAnimalScience(SCANDJLAS)ComparativeMedicineLaboratoryAnimal三、国内外实验动物科学的发展概况(四)实验动物相关刊物
随着实验动物学的发展,国内已建立了较完善的实验动物学术交流平台----各实验动物中心的情报组或情报研究室对有关学科发展信息搜集整理研究,发表在有关刊物以供学术交流。
四、实验动物在医学生物学中的地位和作用(1)生物医学乃至生命科学的发展离不开实验动物巴甫洛夫曾经指出,“没有对活动物进行实验和观察,人们就无法认识有机世界的各种规律,这是无可争辩的”,“整个医学,只有经过实验的火焰,才能成为它所应当成为的东西”,“只有通过实验,医学才能获得最后的胜利”。这些论点,已经并且正在被医学发展的历程所证实。根据美国COTA和NABR统计:
美国政府资助的所有生命科学研究项目中,70%以上课题要使用实验动物;历年来三分之二的诺贝尔生理学和医学奖获得者所取得的研究成果,是从动物实验中得出的。四、实验动物在医学生物学中的地位和作用
生命科学研究领域许多里程碑式的研究成果,来自于实验动物。(1)生物医学乃至生命科学的发展离不开实验动物四、实验动物在医学生物学中的地位和作用
以实验性科学为主的学科如生理学、病理生理学、药理学等绝大部分论文是使用实验动物来完成的。
由此可见,离开实验动物和动物实验,很难设想生物医学的发展。由此可见,近代生物医学与现代生物医学的发展,始终离不开实验动物。(1)生物医学乃至生命科学的发展离不开实验动物四、实验动物在医学生物学中的地位和作用近代动物实验对生命科学的贡献Infectiousdiseases:Developmentofvaccines,antibiotics,antimicrobials,andantiviralsubstances,andDeterminationofantigenofinfectiousdiseasesCardiovasculardisease:Developmentofantihypertensivedrugs,hypolipidemicdrugs,anticoagulants,electrocardiogram,mechanicalhearts,openheartsurgeryandcardiacpacemaker,coronarybypasstechniques,angiocardiography,andelucidationoflipidmetabolismDiabetes:Discoveryofinsulin,developmentofdrugstoimproveinsulinresistanceandhypoglycemia,andelucidationaboutmechanismofdiabetesOrgantransplantation:Heart,liver,kidney,lung,pancreas,ileum,bonemarrow,anti-rejectiondrugsOthers:Developmentofkidneydialysis,cancerchemotherapy,genetherapy,monoclonalantibodies,anddiscoveryofRhfactor,cimetidine,geneticfactors传染病其他器官移植糖尿病心血管疾病发现年份发现人所用动物肿瘤的病毒病原1910洛斯鸡胰岛素1921班定犬休克治疗1927博莱罗克犬抗细菌药物(百浪多息)1935多麦克小鼠心肺旁道器1953葛明猫小儿麻痹症疫苗1954索尔克恒河猴变性脑病的病毒病原1965格但斯克猩猩心脏移植1967伯纳德犬(1)生物医学乃至生命科学的发展离不开实验动物在生命科学研究中,必须借助实验动物去探索生物的起源,揭开遗传的奥秘,研究各种疾病的机理。在医药研究、试验与生产中,实验动物做为人类的替身、承担安全评价和效果试验。在生命科学领域绝大多数研究课题的确立、科研成果水平的高低,都与实验动物的质量息息相关。四、实验动物在医学生物学中的地位和作用(2)实验动物是生命科学研究的基础和重要支撑条件五、国内外实验动物管理法规简介(一)国外实验动物管理制度国际实验动物科学协会(InternationalCouncilonLaboratoryAnimalScienceICLAS)国际实验动物管理评估及认证协会(AAALAC)主要管理机构:五、国内外实验动物管理法规简介(二)国内实验动物管理制度根据《实验动物管理条例》,我国实验动物工作实行政府逐级管理。科学技术部主管全国实验动物的管理工作,统一制定我国实验动物的发展规划,确定发展方向、发展目标和实施方案。五、国内外实验动物管理法规简介(2)我们实验动物质量的国家标准、地方标准1994年,国家技术质量监督局发布“实验动物质量”国家标准2001年,国家质量监督检验检疫总局又修订发布“实验动物质量新标准”共8类83项2002年5月1日实施2010年,国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理委员会再次修订发布了“实验动物新国家标准”,对遗传质量控制、配合饲料营养成分、实验动物环境及设施进行修订,于2011年10月1日实施(二)我国实验动物管理制度五、国内外实验动物管理法规简介国家主管部门执法依据行业指南管理方式管理特点中国科技部实验动物管理条例无政府管理(科技部门)许可证制度美国农业部、NIH动物福利法实验动物饲养和管理指南行业自律(AAALAC)AAALAC认证日本文部省、劳动省、农林省实验动物保护基准法实验动物饲养及保育基本准则行业自律(JALAS)行业管理英国内务部科学研究动物法案科研用动物居住和管理操作规程政府主导(内务部)许可证制度加拿大农业食品部动物福利法实验动物饲养和管理指南行业自律(CCAC)行业管理澳大利亚农业部动物福利法动物饲养管理和为科学目的应用动物条例行业自律(ANZCCART)行业管理印度管理和监督动物实验委员会防止虐待动物法科学研究中动物应用指南政府主导(CPCSEA)行业管理欧美国家多以政府主导下的行业自律为主要管理模式,政府侧重动物福利(宏观),行业侧重行业指南(微观)。国内外实验动物管理制度比较六、主要参考书与优秀站点六、主要参考书与优秀站点六、主要参考书与优秀站点小结本章要点:实验动物、实验用动物的概念和区别比较医学的概念实验动物福利的概念3R研究的内涵
实验动物学的遗传质量控制和微生物质量控制
实验动物的定义指经人工饲育或人工改造,对其携带的微生物和遗传、营养、环境实行控制,遗传背景明确或来源清楚的,用于科学研究、教学、生产、检定以及其它科学实验的动物。实验动物为什么要求遗产背景明确或来源清楚?实验动物的遗传背景与反应特性是影响实验结果的重要因素,不同遗传背景与反应性的实验动物,对同一刺激有时可引出不同质和量的反应。
实验动物的定义指经人工饲育或人工改造,对其携带的微生物和遗传、营养、环境实行控制,遗传背景明确或来源清楚的,用于科学研究、教学、生产、检定以及其它科学实验的动物。实验动物为什么要求遗产背景明确或来源清楚?
不同品系的动物对所研究疾病抵抗力可能不同,如:近亲交配的3个小鼠品系牙釉质对氟具有不同敏感性(A/J:易感品系;SWR/J:中度易感品系;129P3/J:抗性品系)。基因干预会影响研究结果。一实验动物的遗传分类三实验动物微生物学分类四实验动物常见的传染性疾病五微生物和寄生虫质量监测二实验动物的遗传质量监测提纲
一、实验动物的遗传分类一切动物的分类都离不开传统的生物学分类法则。每一种实验动物都可以在传统分类法中找到自己的位置。例如小鼠,它属于:
脊索动物门—哺乳动物纲—啮齿目
—鼠科—小鼠属—小鼠种界-门-纲-目-科-属-种
目的名称动物名称贫齿目Edentata犰狳食虫目Insectivora刺猬、鼩鼱、鼹鼠翼手目Chiroptera蝙蝠灵长目Primates猕猴、狨猴、树鼩兔形目Lagomorpha兔、鼠兔啮齿目Rodentia大鼠、小鼠、豚鼠、金黄地鼠、旱獭、黑线仓鼠、棉鼠、长爪沙鼠、鲸目Cetacea须鲸、齿鲸、白鳍豚食肉目Carnivore猫、犬、鼬长鼻目Proboscidea亚洲象奇蹄目Perissodactyla马、驴、骡、犀牛偶蹄目Artiodactyla牛、羊、鹿、猪常用哺乳类实验用动物分类学地位一、实验动物的遗传分类一、实验动物的遗传分类品种(Stock)
根据不同需求对动物的外形和生物学特性进行改良、选择和定向培育,且这些特性基本稳定遗传的动物群体,通常用于封闭群。SD大鼠实验动物品种与品系的概念一、实验动物的遗传分类品系(Strain)
基因高度纯合的实验动物,通常指近交系和突变系。DBA/2小鼠C57BL/6小鼠实验动物品种与品系的概念品种、品系的概念超出了一般动物学分类的概念,它们才是实验动物分类的基本单位。一、实验动物的遗传分类近交(Inbreeding)遗传上血缘关系较近的雌雄个体之间的近亲交配。一、实验动物的遗传分类(一)近交系近交类型纯交(Incross):相同纯合子个体之间的交配。
AA×AA→AA或
aa×aa→aa回交(Backcross):纯合子和杂合子之间的交配。AA×Aa→AA(1/2)+Aa(1/2)互交(Intercross):相同杂合子之间的交配。
Aa×Aa→AA(1/4)+Aa(1/2)+aa(1/4)
杂交(Cross):
亲代不同的纯合子间的交配。AA×aa→Aa一、实验动物的遗传分类(一)近交系近交方式全同胞兄妹交配亲子交配近交程度近交系数(coefficientofinbreeding)是衡量动物近交程度的一个指数。根据近交代数(F),将基因的纯化程度用百分比来表示。一、实验动物的遗传分类(一)近交系Felconer提出一个便于计算的公式:Fn=1-(1-△F)n。n表示近交代数;△F是每进一代的近交系数上升率。代数系数代数系数0011.9081.25012.9262.37513.9403.50014.9514.59415.9615.67216.9686.73417.9747.78518.9798.82619.9839.85920.98610.886一、实验动物的遗传分类不同代数近交系数
经至少连续20代的全同胞兄妹交配或亲子交配培育而成,品系内所有个体都可追溯到起源于第20代或以后代数的一对共同祖先,且近交系数达98.6%以上,遗传物质高度纯合和稳定的品系动物。一、实验动物的遗传分类(一)近交系概念近交系培育系谱图近交系动物的特征1、遗传基因位点的纯合性
近交系动物培育成后,其任一个个体的基因位点纯合概率高达98.6%以上,导致动物群体不再携带未知的隐性基因,一个近交系内几乎所有动物的所有基因位点都是纯合子,品系将会保留和表现所有的遗传性状。一、实验动物的遗传分类(一)近交系2、遗传组成的同源性
一个近交系内,所有动物都可追溯到其原始的一对共同的祖先。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。
近交系的重要特性:(1)品系内个体间可接受组织移植。(2)从品系内单个个体的监测中可得知品系整体的基因类型。一、实验动物的遗传分类近交系动物的特征(一)近交系5、遗传特征的可辨性近交系一旦培育成功,动物群体内几乎将不存在遗传多态性,即每个位点只有一种基因类型,而不会存在其它的等位基因。因此,外貌相似的近交系动物,也可通过其基因位点的分型进行辨认。AKR/J一、实验动物的遗传分类近交系动物的特征(一)近交系6、长期遗传稳定性已建立的近交系动物在遗传上具有高度稳定性,个体遗传变异仅发生在少量残留杂合基因和基因突变上,而这种机率非常低。如果品系在被确认为近交系后坚持近交,同时辅以遗传监测,及时地发现和清除遗传变异的动物,该品系的遗传特性可世代相传。一、实验动物的遗传分类近交系动物的特征(一)近交系7、国际分布广泛性
近交系动物个体具备品系的全能性,任何个体均可携带该品系全部基因库,引种非常方便,仅需1至2对动物。近交系动物的特征(一)近交系一、实验动物的遗传分类9、生产饲养成本高
近交系由于其繁殖力低,需要严格的饲养管理,对饲养环境和饲料营养要求较高,所以相对来说其生产和实验的成本较高。一、实验动物的遗传分类近交系动物的特征(一)近交系一、实验动物的遗传分类近交系动物的特征(一)近交系10、生活力低下近交衰退(inbreedingdepression)由于近交衰退,近交系一般具有较低的生育力和生活力。这一特征给品系的维持、保种和繁殖生产带来极大的不利,所以近交系生产量较低,很容易断种,而且这一特征也使动物不能接受剧烈的实验处理。
三、近交系的命名一、实验动物的遗传分类以1-4个大写英文字母表示。A、BALB由大写英文字母为首,结合阿拉伯数字C3H、C57BL非正规命名,已为国际广泛接受,继续沿用。129、615繁殖代数表示法:用大写英文字母F表示。A(F87)、AKR(F?+10)、C57BL/Jnga(F73+26)
一、实验动物的遗传分类命名(一)近交系
品系缩写品系缩写AKRAKC57BRBRBALB/cCC57LLC3HC3DBA/1D1C57BLBDBA/2D2CBACBHRS/JHRC57BL/6B6C57BL/10B10一、实验动物的遗传分类命名(一)近交系1、近交系动物个体之间极为一致,对实验反应一致,在实验中实验组和对照组只需少量的动物;2、由于近交,隐性基因纯合性状得以暴露,可获得大量先天性畸形及先天性疾病的动物模型,如糖尿病、高血压等,是进行基因连锁分析、比较遗传学、生理学和胚胎生物学研究的理想实验材料;
db/db
mouse近交系动物的应用(一)近交系一、实验动物的遗传分类普通近交系亚系重组近交系同源突变近交系转基因动物
一、实验动物的遗传分类近交系动物的分类(一)近交系兄妹交配40代以前形成的分支(分支发生于F20到F40之间);
一个分支与其他分支分开繁殖超过100代;
已发现一个分支与其他分支存在遗传差异,可能原因有残留杂合、突变或遗传污染等。
一、实验动物的遗传分类亚系的形成(一)近交系数字DBA/1、DBA/2培育或产生亚系的单位或人的缩写英文名称,首字母用大写,其余字母用小写A/He、CBA/J
一、实验动物的遗传分类亚系的命名(一)近交系当一个保持者保持的一个近交系具有两个以上的亚系时,可在数字后再加保持者的缩写英文名称来表示亚系C57BL/6J、C57BL/10J一些建立及命名较早,并为人们所熟知的近交系,亚系名称可用小写英文字母表示BALB/c、C57BR/cd
一、实验动物的遗传分类亚系的命名(一)近交系
由两个亲代近交系的缩写名称中间加大写英文字母X命名。AKXB:AKR/J(♀)XC57BL/6J(♂)(♂)一、实验动物的遗传分类(一)近交系重组近交系的命名
由相同双亲交配育成的一系列重组近交系,后加阿拉拍数字予以区分。BALB/c(♀)×C57BL(♂)
CXB1、CXB2
一、实验动物的遗传分类(一)近交系重组近交系的命名同源突变近交系(coisogenicinbredstrain)
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。同源突变系一般由近交系发生基因突变或人工诱变(基因敲除等)而形成,主要应用于对突变基因的研究。
常见小鼠突变基因:ob,db,dy,dw等一、实验动物的遗传分类(一)近交系近交系动物的分类由发生突变的近交系名称后加突变基因符号(用英文斜体印刷体)组成,二者之间以连接号分开。例如:C57BL/6J-ob当突变基因必须以杂合子形式保持时,用“+”号代表野生型基因。例如:A/Fa-+/c一、实验动物的遗传分类同源突变近交系的命名(一)近交系
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。
(一)近交系一、实验动物的遗传分类转基因动物命名
转基因的命名遵循以下原则:
符号:一个转基因符号由以下三部分组成,均以罗马字体表示:
TgX
(YYYYYY)#####Zzz,
其中各部分符号表示含意为:
TgX表示方式(mode)
(YYYYYY)表示插入片段标示(insertdesignation)
#####表示实验室指定序号(laboratory-assignednumber)
Zzz表示实验室注册代号(laboratorycode)
(一)近交系
转基因符号可以缩写,即去掉插入片段标示部分,一般在文章中第一次出现时使用全称,以后再出现时可使用缩写名称。一、实验动物的遗传分类转基因动物命名一、实验动物的遗传分类(二)封闭群在不从外部引入新个体的条件下,以非近亲交配的方式至少连续繁殖4代以上的种群,封闭群亦称远交群(Outbredstock)。群体每代近交系数增加量不超过1%。防止群体内基因丢失的办法:封闭状态和随机交配
一、实验动物的遗传分类(二)封闭群概念具有相对稳定的遗传性不引进新的基因,封闭条件下交配繁殖遗传组成具有一定的杂合性封闭状态下进行随机交配以保证群体基因的杂合性
一、实验动物的遗传分类(二)封闭群封闭群的特征群体中存在有模型价值的突变基因SHR大鼠:从封闭群Wistar中发现有明显高血压症状CAT小鼠:从普通的封闭群小鼠中发现的白内障小鼠
一、实验动物的遗传分类(一)封闭群封闭群的特征以2-4个大写英文字母表示,种群名称前标明保持者的英文缩写名称,首字母须大写,后面均小写。一般不超过4个字母。保持者与种群名称之间用“:”分开。Smmu:KM,Lac:LACA、N:NIH,
Slacc:ICR
一、实验动物的遗传分类(二)封闭群封闭群的命名不规则命名:某些命名较早的,又广为人知的封闭群动物,仍沿用原来的名称。Wistar大鼠、SD大鼠
一、实验动物的遗传分类(二)封闭群封闭群的命名1、封闭群具有类似于人类群体遗传异质性的遗传组成,可用于人类遗传学研究、药物筛选、毒性试验,生物制品和化学药品的鉴定等方面。2、广泛应用于预实验及学生的教学实验。3、群体中存在一些突变基因,成为生理学、胚胎学和医学研究的模型。
一、实验动物的遗传分类(二)封闭群封闭群的应用由不同品系或种群之间杂交产生的后代。杂交群示意图AAbbcc(♀)×aaBBCC(♂)近交系近交系
F1代
AaBbCc
F2代AaBbCcAABbCcaaBbCcAabbCcAaBBCcAAbbCcAABBCcaabbCcaaBBCc……一、实验动物的遗传分类(三)杂交群概念根据需要在两个品系动物之间有计划的进行交配所获得的第一代动物。杂交群示意图AAbbcc
×aaBBCC近交系(♀)近交系(♂)
F1代
AaBbCc
一、实验动物的遗传分类(三)杂交群杂交F1代动物基因型一致遗传和表型的一致性杂交优势国际分布广泛一、实验动物的遗传分类(三)杂交群杂交F1代动物的特点母系亲代名称在前,父系亲代名称居后,二者之间以大写英文字母“X”相连表示杂交,后面写上F1。母系父系顺序不可颠倒。(C57BL/6XDBA/2)F1(♀)(♂)B6D2F1
一、实验动物的遗传分类(三)杂交群杂交F1代动物的命名亲本必须是近交系动物只能作实验用根据实验对杂交F1代遗传组成的要求选择亲本近交系一、实验动物的遗传分类(三)杂交群杂交F1代动物的繁殖内容遗传监测(geneticmonitoring)遗传学管理(geneticmanaging)目的监测是否发生遗传改变(遗传突变和遗传污染)二、实验动物的遗传质量监测遗传改变的原因遗传变异:染色体的重复、缺失、易位、倒位、残余杂合子在群体中的扩散等人为失误:饲养管理不当造成遗传污染二、实验动物的遗传质量监测遗传学监测方法形态学方法:毛色基因检测法、下颌骨形态法免疫学方法:皮肤移植法、混合淋巴细胞培养法生物化学方法:生化标记法二、实验动物的遗传质量监测二、实验动物的遗传质量监测可以把隐藏的毛色基因在子代中显示出来,是最简单的遗传质量检定,其方法是将白化小鼠与其他毛色近交系小鼠杂交,通过F1代的毛色判定小鼠的隐性基因。近交系颜色近交系颜色A/He白色DBA/1淡褐色AKR白色DBA/2淡褐色BALB/野鼠色
KK白色C3H/He野鼠色
NC肉桂皮色C57BL/6黑色NFS白色C57BL/10黑色NZW白色C57BR巧克力色
NZB黑色常见近交系的毛色如下:毛色基因的交配测定接受(或排斥)组织移植的规律二、实验动物的遗传质量监测
皮肤移植法是根据高度纯合的近交系,其组织相容性基因应是纯合的,移植物的接受或排斥取决于组织相容性抗原。动物供体与受体之间,同质的接受,异质的排斥。1959年,Billingham和Silvers提出用以检查近交系的纯度、亦可检查品系有无遗传“污染”。方法是用同系异体的皮肤(或器官)相互交换移植。若交换的皮肤(或器官)不被排斥,生长良好,说明已经达到纯合;若交换的皮肤(或器官)在100d内被排斥则表明尚未达到纯合。二、实验动物的遗传质量监测可用血液及酶等生化标记基因而建立的测试方法,每个品系均具有自己特有的生化标志基因,其中有些可用淀粉凝胶(或醋酸纤膜)电泳方法加以检测。近交系小鼠选择位于10个染色体上的13个生化位点,近交系大鼠选择9个生化位点,作为遗传检测的生化标记。生化标记法二、实验动物的遗传质量监测常用近交系小鼠的生化标记基因常用近交系大鼠的生化标记基因近交系大鼠检测结果判断、处理二、表现形式和传播条件实验动物微生物感染四种表现形式
实验动物微生物一般有显性感染、隐性感染、病原携带状态、潜伏感染等四种表现形式。实验动物微生物传播三个基本条件
实验动物微生物传播必须具备传染源、传播途径和易感动物三个基本条件。三、实验动物微生物学分类三、微生物和寄生虫的危害性1、实验动物感染的某些人兽共患微生物、寄生虫能够导致实验工作者感染其共患疾病,威胁人类健康,如出血热、真菌感染人致病。2、污染动物源性实验材料。3、影响实验结果的准确性和可靠性,如鼠肝炎使血清酶升高。4、寄生虫的危害主要是掠夺营养、阻碍动物生长发育、产生毒性作用。5、造成实验动物的大量死亡。三、实验动物微生物学分类
我国按微生物和寄生虫控制标准,将实验动物分为四个等级以满足不同的实验目的:1、普通动物2、清洁动物3、无特定病原体动物(SPF)4、无菌动物和悉生动物三、实验动物微生物学分类定义:指不携带所规定的人畜共患病病原和动物烈性传染病病原的动物。饲养条件:普通环境。来源:经微生物学检查不带有上述病原体的动物,或SPF动物降级。应用:教育示教之用或探索某些科学研究的方法的预实验之用,不可作为科研、生产和检疫之用。三、实验动物微生物学分类(一)普通动物(Conventionalanimal,CV)Beagle犬三、实验动物微生物学分类(一)普通动物(Conventionalanimal,CV)1、微生物学特点要求不携带所规定的人兽共患病病原和动物烈性传染病的病原。2、饲养管理饲养于开放系统,但仍然对温度、湿度、饲料、垫料、饮水、卫生等有一定控制。3、生理学特点外观健康,饮食排泄正常,无异常分泌物,无临床症状,脏器无眼观病灶。三、实验动物微生物学分类普通动物特点(一)普通动物(Conventionalanimal,CV)三、实验动物微生物学分类定义:除普通级动物应排除的病原外,不携带对动物危害大和对科学研究干扰大的病原的动物。其微生物控制级别介于SPF动物和普通动物之间。饲养条件:屏障系统大规模生产来源:SPF动物扩群应用:各种科研、教学用大小鼠三、实验动物微生物学分类(二)清洁动物(Cleananimal,CL)清洁级动物饲养于温湿度恒定的万级空气净化的屏障系统中。其所用的饲料、垫料、饮用水、笼器具等都经过消毒灭菌处理。工作人员需换灭菌工作服、鞋、帽、口罩等进入动物室进行操作。三、实验动物微生物学分类清洁动物的饲养管理(二)清洁动物(Cleananimal,CL)三、实验动物微生物学分类定义:除清洁级动物应排除的病原外,不携带主要潜在感染或条件致病和对科学实验干扰大的病原的实验动物,Specificpathogenfreeanimal简称SPF动物。饲养条件:屏障系统最初来源:将无菌动物/悉生动物转移到屏障系统中饲养繁殖三、实验动物微生物学分类无特定病原体动物特点(三)无特定病原体动物(SPF动物)1、微生物特点
SPF动物除普通、清洁级动物应排除的病原体外,不携带主要潜在感染或条件致病和对研究实验干扰大的病原。这种级别的动物并不是体内不存在任何的微生物,而是体内不存在特定病原微生物和寄生虫的的动物。2、来源
SPF动物来源于无菌动物或剖腹产动物。三、实验动物微生物学分类SPF动物特点(三)无特定病原体动物(SPF动物)3、饲养管理
SPF动物必须饲养在温湿度恒定的万级空气净化的屏障系统中,实行严格的微生物控制。其所用的饲料、垫料、饮用水、笼器具等都经过消毒灭菌处理。工作人员需换灭菌工作服、鞋、帽、口罩等进入动物室进行操作。三、实验动物微生物学分类SPF动物特点(三)无特定病原体动物(SPF动物)三、实验动物微生物学分类1、国际上公认SPF动物适用于所有科研实验,是目前国际标准级别的实验动物2、用于药物学、毒理学、肿瘤学、传染病学科等研究3、用于血清、各种疫苗的生产、产品质量检定和新药安全性评价4、用于生物学鉴定,破伤风抗毒素、百日咳菌苗、狂犬病疫苗用SPF小鼠;口蹄疫疫苗、结核菌素用SPF豚鼠使用SPF动物有利于全世界科研人员在不同时间、空间进行比较,有利于产品进入国际市场。三、实验动物微生物学分类SPF动物的应用(三)无特定病原体动物(SPF动物)定义:在目前的检测条件下,体内、外检测不到任何活的微生物和寄生虫的动物。饲养条件:无菌隔离器内来源:第一代通过无菌剖腹产术,人工哺乳获得;以后通过无菌动物雌雄交配繁殖或无菌剖腹产术,保姆鼠代奶扩群。三、实验动物微生物学分类无菌动物(Germfreeanimal,GF)(四)无菌动物和悉生动物三、实验动物微生物学分类
微生物特点在动物体内外任何部位均检不出任何活的微生物和寄生虫。
“无菌”是个相对的概念,只是根据现有的科学知识和检验方法在一定时期内不能检出病原体而已。随着科学技术的发展,现在认为是无菌的动物或许将来可以检出病原体而不是无菌动物。三、实验动物微生物学分类无菌动物特点(四)无菌动物和悉生动物定义:又称已知菌动物,在无菌动物体内植入已知微生物的动物。饲养条件:无菌隔离器内。来源:人为将已知的微生物投给无菌动物,使其体内带有已知菌。单菌动物双菌动物多菌动物悉生动物(Gnotobioticanimal,GN)(四)无菌动物和悉生动物三、实验动物微生物学分类三、实验动物微生物学分类1、微生物特点体内携带有已知微生物2、来源无菌动物植入微生物3、饲养管理
必须饲养在温湿度恒定的百级空气净化的隔离系统中,实行严格的微生物控制。其所用的饲料、垫料、饮用水、笼器具等都经过消毒灭菌处理。人员不能进入隔离环境内,只能通过隔离装置的手套进行操作。三、实验动物微生物学分类悉生动物特点(四)无菌动物和悉生动物不同微生物控制的实验动物的比较
三、实验动物微生物学分类种类饲养环境概念无菌动物隔离环境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。悉生动物隔离环境确知所带的微生物菌丛,经特殊饲养的动物。SPF动物屏障环境无特定的微生物和寄生虫的动物清洁动物屏障环境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普通环境不携带人畜共患病和动物烈性传染病原体的动物
病原:流行性出血热病毒(Bunyaviridae,Hantavirus)流行病学:传染源:带毒野鼠和实验大鼠传播途径:咬伤接触传播、呼吸道感染易感动物:大、小鼠及其它啮齿类动物临床症状:大鼠无临床症状,人感染后得流行性出血热,典型表现有发热、出血和肾脏损害三类主要症状。四、实验动物常见的传染性疾病1.流行性出血热病毒感染(一)常见人畜共患病毒性疾病病原:CercopithecineHerpesvirusType1流行病学:传染源:感染B病毒的非人灵长类动物。传播途径:接触传播(咬伤、抓伤)。易感动物:猴、人。临床症状:发热、头痛、器官坏死、出血性休克、严重致死。四、实验动物常见的传染性疾病3.猴疱疹病毒感染(一)常见人畜共患病毒性疾病病原:狂犬病病毒(Rhabdovirus)。流行病学:传染源:感染Rhabdovirus的犬、猫、鼠、狼和蝙蝠传播途径:接触传播(唾液)易感动物:所有哺乳动物临床症状:潜伏期、前驱期、急性神经症状期和麻痹期即昏迷死亡期
。人感染后的临床表现:恐水、怕风、恐惧不安、咽肌痉挛、精神性瘫痪,甚至死亡。四、实验动物常见的传染性疾病4.狂犬病病毒感染(一)常见人畜共患病毒性疾病四、实验动物常见的传染性疾病四、实验动物常见的传染性疾病四、实验动物常见的传染性疾病豚鼠的脾脏病变小鼠肝脏病变四、实验动物常见的传染性疾病病原:Brucellasuis。流行病学:传染源:患病犬、牛、猪、羊。传播途径:接触感染(口、皮肤、黏膜)。易感动物:犬、牛、猪、羊。临床症状:体重减轻、睾丸炎、不育。四、实验动物常见的传染性疾病2.布氏杆菌病(Brucellosis)(二)人畜共患常见细菌性疾病病原学:鼠痘病毒(Poxviridae,mousepoxvirus)流行病学:传染源:病鼠,野生小鼠很少发生。传播途径:接触传播、消化道传播。易感动物:小鼠(BALB/c、DBA/2、CBA和C3H易感,C57BL/6和C57BL/10抵抗)临床症状:痘斑、脱脚、断尾。四、实验动物常见的传染性疾病1.鼠痘(Mousepox,Infectiousectromelia)(三)常见的影响实验动物生产的疾病病原学:仙台病毒(Paramyxoviridae,Sendaivirus)流行病学:传染源:病鼠传播途径:呼吸道易感动物:所有实验动物临床症状:肺炎四、实验动物常见的传染性疾病2.仙台病毒(Sendaivirus)(三)常见的影响实验动物生产的疾病病原:小鼠肝炎病毒(Coronaviridae,Mousehepatitisvirus)流行病学:传染源:隐性感染鼠、病鼠。传播途径:消化道,接触传播。易感动物:小鼠。临床症状:致死性肝炎、脑炎和肠炎;裸鼠感染可严重影响肿瘤免疫学的研究。四、实验动物常见的传染性疾病3.小鼠肝炎(Mousehepatitis)(三)常见的影响实验动物生产的疾病感染鼠肝炎的裸鼠四、实验动物常见的传染性疾病病原:犬细小病毒(CanineParvovirus)。流行病学:传染源:病犬。传播途径:消化道。易感动物:犬。临床症状:粪便呈咖啡色或番茄酱色样的血便,严重者机体休克、昏迷死亡或呈心肌炎型。四、实验动物常见的传染性疾病4.犬细小病毒(CanineParvovirus)(三)常见的影响实验动物生产的疾病病原:犬瘟热病毒(CanineDistemperVirus)流行病学:传染源:病犬或海豹等野生动物。传播途径:消化道。易感动物:犬。临床症状:鼻眼流浆液性分泌物,发热,食欲废绝、鼻镜干裂,或出现急性肠胃炎和神经症状。四、实验动物常见的传染性疾病5.犬瘟热(CanineDistemper)(三)常见的影响实验动物生产的疾病犬瘟热典型症状四、实验动物常见的传染性疾病四、实验动物常见的传染性疾病病原:Toxoplasmagondii生活史:
(1)寄生部位:滋养体,假包囊,包囊寄生在人的除红细胞以外的有核细胞内。(2)终宿主:猫和猫科动物。(3)中间宿主:人、小鼠、家鼠、其它哺乳类,鸟类,爬行类等。(4)感染阶段:成熟卵囊,假包囊,包囊。
四、实验动物常见的传染性疾病2.弓形虫病(四)常见的实验动物寄生虫病感染途径:经口感染。经损伤的皮肤或粘膜感染。经胎盘感染。预防和控制:禁止猫进入动物房周围,一旦感染扑杀整个感染群。四、实验动物常见的传染性疾病2.弓形虫病(四)常见的实验动物寄生虫病一、监测意义1、保护工作人员健康2、保证实验动物质量3、确保动物实验结果准确可靠二、微生物、寄生虫监测等级国家标准级别越高的实验动物,监测的微生物和寄生虫的种类越多。五、实验动物微生物和寄生虫质量监测三、微生物和寄生虫监测程序五、实验动物微生物和寄生虫质量监测1、微生物检测程序3、微生物和寄生虫检测取样数量五、实验动物微生物和寄生虫质量监测实验动物微生物等级及监测GB14922.2-2011五、实验动物微生物和寄生虫质量监测实验动物微生物等级及监测GB14922.2-2011五、实验动物微生物和寄生虫质量监测实验动物微生物等级及监测GB14922.2-2011五、实验动物微生物和寄生虫质量监测实验动物微生物等级及监测GB14922.2-2011五、实验动物微生物和寄生虫质量监测
实验动物学的环境设施与营养质量控制实验动物学实验动物动物实验实验动物标准化(质量控制)遗传质量控制环境质量控制微生物质量控制营养质量控制各种实验动物特性及应用实验动物的选择动物实验技术和方法人类疾病动物模型免疫缺陷动物动物胚胎工程转基因动物及其他基因工程动物一实验动物环境概述三屏障设施运行管理四实验动物的营养质量控制五常用实验动物营养需要特点二实验动物设施提纲六实验动物饲料
生物的环境泛指围绕生物体的一切事物,是生物赖以生存的外部条件。
围绕实验动物的所有事物的总和,称为实验动物环境。一、实验动物环境概述实验动物环境定义(一)实验动物外环境是指实验动物和动物实验设施以外的环境。
(二)实验动物内环境是指依科研要求和人们的意愿,将实验动物的生长、繁殖或活动限定在某种特定的人工场所范围内。一、实验动物环境概述实验动物环境分类美国jackson实验室一、实验动物环境概述香港中文大学实验动物设施一、实验动物环境概述大阪大学实验动物设施一、实验动物环境概述厦门大学实验动物楼一、实验动物环境概述一、实验动物环境概述一、实验动物环境概述(一)气候因素:温度、湿度、气流、风速、换气次数等。
(二)理化因素:臭气、二氧化碳、粉尘、噪声、照度、消毒剂、有害化学物质等。(三)居住因素:房屋、饲养笼具、垫料、饮水器等(四)生物因素:饲养密度、微生物、与人和其他动物的关系。
一、实验动物环境概述实验动物环境影响因素物种温度范围℃小鼠4~34大鼠6~33豚鼠4~34兔子4~33恒河猴6~35犬-10~28常用实验动物的耐受温度范围在高温条件下,除灵长类动物借助汗腺提高蒸发散热量来维持体温正常外,其余的实验动物汗腺均不发达或无汗腺,因而在高温条件下很难维持体温的恒定。一、实验动物环境概述实验动物环境1.温度♂:高温下,雄性动物出现睾丸和副睾萎缩,精子生成能力下降,出现拒配。♀:低温下,小鼠阴道开口及性周期出现较迟,在21℃,每年繁殖3个世代,-3℃只能繁殖2个世代。温度过高、过低常导致雌性动物性周期紊乱,怀孕率和产仔数、离乳率和泌乳能力下降,死胎率增加。特别大鼠,32℃以上高温,怀孕后期常发生死亡。一、实验动物环境概述实验动物环境(2)温度对繁殖性能的影响1.温度
随着气温的升高,小鼠的脉搏数(心跳)、呼吸次数和发热量都呈直线下降。脏器:心脏、肝脏、肾脏在低温下较大,高温下较小,同环境温度呈负相关。生化指标:红细胞数(RBC)、白细胞数(WBC)、红细胞容量值在高、低温度下均有增加。血浆蛋白、血中尿素氮、碱性磷酸酶、谷草转氨酶(GOT)、谷丙转氨酶(GPT)在12—16℃低温下增加或有增加倾向。一、实验动物环境概述实验动物环境(3)温度对动物生理、生化指标的影响1.温度气温过高或过低可导致动物抵抗力降低,使动物患病,甚至死亡。世界各国对饲养室和动物实验室气温规定的标准值一般在19℃-29℃。实验动物环境一、实验动物环境概述(4)温度对动物抵抗力的影响1.温度
空气中湿度是指大气中水分含量,按每立方米实际含水量(克)表示,称为绝对湿度。空气中实际含水量占同等温度下饱和含水量的比分比值,称为相对湿度(%)实验动物环境2.湿度一、实验动物环境概述高湿条件下有利于病原微生物、寄生虫的生长、繁殖,垫料、饲料易发霉变,对动物健康不利。GB(40%-70%)实验动物环境一、实验动物环境概述(2)湿度对动物生存环境影响2.湿度在屏障系统中,因静压不同,空气的流动方向是,清洁走廊→饲育室→污物走廊→淋浴室→设施外,室内处于正压,压力梯度为20~50Pa。而在污染或放射性实验的动物房,为防止微生物和放射性物质扩散,室内必须处于负压。实验动物环境一、实验动物环境概述3.气流及风速(3)设施内空气流动方向重要参数:周期、强度、波长显著影响:繁殖、行为、生理机能,且有种群差异光周期较长的光周期可能会改善某些种群/品系的繁育情况(12/12,14/10)。恒定的光照,能导致大鼠卵巢的改变,出现持续发情(无周期性)。光强度高强度:导致雌性动物做窝性能差,甚至出现食仔和哺乳不良现象。另外,强光照出现视网膜障碍。动物照度:大、小鼠、豚鼠15-20lux,犬、猴、兔100-200lux工作照度:≥200,长期实验有必要定期调整和改变动物的位置一、实验动物环境概述实验动物环境5.光照实验动物设施(laboratoryanimalfacility,LAF)进行实验动物饲养、保种维持、生产、实验研究、试验等设施的总称。包括实验动物繁育、生产设施和动物实验设施。二、实验动物设施定义生存环境与外界隔离空气经净化处理:空气洁净度7级一切进入的物质都有严格的微生物控制人员淋浴后穿戴灭菌的工作服、手套、口罩、帽子等动物的笼具、饮水瓶、垫料、饲料、饮水高压灭菌进入的空气需过滤,经初效、中效和高效过滤人、物品、动物、空气的走向,采用单向流通路线饲养SPF级和清洁级动物二、实验动物设施屏障系统(Barriersystem)二、实验动物设施屏障系统(Barriersystem)生存环境与外界完全隔离空气洁净度:5级一切进入的物质都有严格的微生物控制,动物和物料的动态传递须经特殊的传递系统人不直接接触动物用于无菌级的饲养和SPF级繁殖二、实验动物设施隔离系统(Isolationsystem)二、实验动物设施隔离系统(Isolationsystem)二、实验动物设施特殊设施:生物安全设施生物安全一级设施(Level1):在该设施内工作不影响成年人健康,该设施内饲养的动物可能对人产生比较小的、潜在的危害。二、实验动物设施特殊设施:生物安全设施生物安全四级设施(Level4):存在严重、高度致死性危害,用于研究Ebola等,是特别危险的设施。一人员、物品消毒准备区四
污物走廊五缓冲区三动物实验区二
清洁走廊三动物实验区四
污物走廊物品准备间人员准备三、屏障设施运行管理三、屏障设施运行管理1.空气进出屏障设施2.人员进出屏障设施3.动物进出屏障设施4.实验用品和器具进出屏障设施5.动物实验废弃物品的处理6.动物尸体处理进气口出气口弧形边角空气要经过初、中、高效过滤后进入屏障设施内,单向流动,经过滤排除三、屏障设施运行管理1.空气进出屏障设施清洗次数更换周期实验室内回风口每周1~2次高效滤材12~18个月中效滤材3~6个月初效滤材1~3个月通常情况三、屏障设施运行管理1.空气进出屏障设施三、屏障设施运行管理2.人员进出屏障设施第一更衣室缓冲区三、屏障设施运行管理风淋室三、屏障设施运行管理动物实验室压差显示计三、屏障设施运行管理污物走廊三、屏障设施运行管理三、屏障设施运行管理3.动物进出屏障设施三、屏障设施运行管理4.实验用品和器具进出屏障设施传递窗高压灭菌器三、屏障设施运行管理注意:不准将物品直接从缓冲间和更衣室随人带入带出屏障系统!人员流向、动物流向、物品流向严格分开三、屏障设施运行管理5.动物实验废弃物品的处理垫料、粪便、更换饲料等废弃物遵守通过物流流向注射器等尖锐物品套上套子后再放入垃圾桶,以防刺伤工作人员液体废弃物传到缓冲间后再处理废弃的动物包装盒口罩、手套、帽子、鞋套为一次性物品,放入缓冲间三、屏障设施运行管理6.动物尸体处理动物尸
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