实验动物学基础课件

实验动物学基础第一节实验动物科学概述第二节实验动物设施第三节小鼠

第一节实验动物科学概述

一、基本概念二、实验动物的分类三、实验动物的质量控制四、实验动物科学发展历史和现状一、基本概念1．实验动物指在一定的条件下人工饲养繁殖、具有一定的生物学特性、用于科学研究的动物。2．实验用动物指用于科学实验的动物，包括实验动物及用于实验的部分家养或野生的动物。3．动物实验指用动物代替人作为实验材料进行科学研究的活动，或用动物作为实验材料对其本身进行科学研究的活动，多为医学和生物学实验。4．实验动物科学研究实验动物和动物实验的科学叫做实验动物科学，有很多分支，是一门新兴学科。二、实验动物的分类

1．生物学上种的分类如小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠、兔、狗、猴等，每一种都用拉丁文的双名法表示，并具有规范的中文译名。2．实验动物品系的分类实验动物学中将属于同一个生物学种内的、具有不同于种内其他群体生物学特性的动物群体称之为品系。如小鼠中的BALB／C，C57BL／6，DBA／2等和兔中的新西兰白兔、日本大耳白兔、青紫蓝兔等。3．遗传学上的分类遵循遗传学规律，采用不同的育种方法，可得到具有不同遗传特性的实验动物群体。（1）近交系。同窝兄妹近亲交配连续20代以上所育成的品系叫做近交系。（2）远交群（又名封闭群）。5年以上不从外部导入种动物，在一定的群体内按完全随机交配方式继续自身的繁殖的群体称之为远交群或封闭群。（3）杂交群。用杂交的方法培育出来的具有亲本所不具备的新遗传特性或兼有亲本遗传特性的动物群体，有二元杂交、三元杂交、四元杂交等。（4）突变系。具有特殊遗传性状，并由基因符号表示出来的品系，以及基因符号表示虽不明显，但经淘汰和选择后能保持特定遗传性状的品系为突变品系，即突变系。可分为自发突变由来和人工诱变由来的两大类。4．微生物学上的分类根据对实验动物所带微生物的控制程度，可将实验动物分为以下几类：（1）普通动物。不带有人畜共患病原体的实验动物。（2）清洁动物。不带有人畜共患病原体，也不带有常见的动物传染病原体的实验动物。（3）无特定病原体动物（SPF动物）。在清洁动物的基础上，不带有特定的动物病原体的实验动物。（4）无菌动物（GF动物）。不带有任何微生物及病原体的实验动物。（5）悉生动物（又名已知菌动物，GN动物）。在无菌动物的基础上，用人工的方法对其感染一种或几种特定的微生物丛的实验动物。三、实验动物的质量控制

实验动物的质量是实验动物管理的生命。实验动物的质量控制由管理和监测两部分组成，两者之间有着不可分割的有机联系。现代实验动物科学所指实验动物的质量控制包括以下五个方面：1．遗传质量控制2．微生物质量控制3．营养质量控制4．环境质量控制5．生物学特性质量控制1．遗传质量控制

遗传质量控制的对象是近交系、远交群、杂交群、突变系的实验动物和实验动物化中的野生动物，主要内容有：（1）育种。使每一品系相对其他品系而言具有独立的特性，在品系内的动物个体特性要均一化。（2）保种。根据不同的对象，采用不同的保种方法，以求得品系及其特性的延续。（3）复合。用杂交法、嵌合法、转基因法等不同的方法将不同品系、不同个体的遗传特性复合到同一动物个体上，创造出带有新遗传特性的动物和品系。（4）遗传监测。遗传监测是遗传质量控制的眼睛、天平和望远镜。在于测定实验动物的遗传质量，其实质随对象的不同而不同。近交系，要测定其基因的纯合性及其表型是否符合国际标准；远交群，则要测定其杂合度及其基因频率是否在该品系既定的范围内波动。2．微生物质量控制

微生物质量控制工作主要有：（l）输入动物的处理。包括对输入动物的检疫、监测和剖腹取股以提高实验动物微生物控制的等级等等。（2）环境管理。即根据实际情况和要求制订微生物控制的管理制度，并遵照实行。（3）消毒效果监测。（4）细菌、病毒和寄生虫监测。包括对空气落下菌、垫料、装置、动物粪便和动物本身的检查。3．营养质量控制使实验动物饲料生产标准化。不同种类的实验动物，对于营养成分有不同的需求。营养质量控制工作者应根据国际标准和实际情况，确定本单位实验动物饲料的标准配方，并对饲料成品进行监测，对每阶段实验动物的营养状况进行分析研究。4．环境质量控制实验动物的环境包括理化、居境、气候、生物等方面的因素。其任务是监测实验动物设施内外的环境状况是否符合各项有关标准，采用合理的管理制度和技术保障环境的质量。5．生物学特性质量控制实验动物因其具有对科学研究有用的生物学特性才成为独立的品系。只有保持其生物学特性，该品系才有存在的意义。生物学特性的质量控制应抓住饲养管理、常规检查、特性监测等主要环节，保证实验动物各品系向着有利于科研的方向发展。四、实验动物科学发展的历史和现状

（一）国际实验动物科学的发展（二）我国实验动物科学的现状（一）国际实验动物科学的发展1．日本实验动物科学的历史和现状（1）50年代初期开始发展起来，已达到了国际先进水平。（2）设施类型有实验动物设施、动物实验设施和两者兼容型三种。（3）特点：设备好，自动化程度高；设施清洁卫生；质量好；大量使用新技术；管理制度严格，人员素质好。2．美国实验动物科学的历史和现状（1）美国实验动物学会成立于1948年，其年会现每年召开一次，近年来在一定程度上已成为国际性会议。（2）设施类型有大学型和公司型两种。（3）特点：自然环境好，空间开阔；实验动物的种类多，级差也大；商品化程度更高；社会上动物保护组织的力量日益强大，限制了其发展。3．先进国家实验动物科学发展的总特点加拿大、荷兰、德国等国已发展到较高的水平。总特点是：（1）在整体上发展很快；（2）有坚实的经济基础和经济实体；（3）将确保实验动物各方面的质量放在第一位。（二）我国实验动物科学的现状1．历史（1）我国从70年代后期从国外引进了实验动物科学新概念和新技术。发展得较为迅速。（2）1989年上海国际实验动物科学讨论会的召开，标志着我国实验动物科学的交流已全面进入了国际学术界。1992年10月在北京举办了国际实验动物科学理事会亚太地区实验动物科学学术会议。（3）目前，在几大部委、大部分省分，建立起了一定数量的实验动物专业单位和部门、学术团体和管理机构。2．我国实验动物科学同先进国家的主要差距（1）设备设施落后；（2）动物种类少，级别低；（3）商品化程度低；（4）使用新技术少。3．我国发展实验动物科学的有利条件（1）动物资源丰富；（2）动物保护力量尚未对实验动物科学有负面影响；（3）已奠定了一定的基础。第二节实验动物设施一、实验动物设施的分类二、实验动物设施的各种组成和设备一、实验动物设施的分类

（一）开放系统（二）屏障系统（三）隔离系统（一）开放系统1.定义：又称普通动物设施。对人、物、空气、等进出房间均不施行消除污染的系统，但通常要进行某种程度的清洁管理。各种动物室的笼具、器皿可集中洗刷和消毒。2.外界环境条件：1）院容整齐、清洁、定期消毒。2）有一定的绿化面积。3）应有专用的垃圾、动物尸体存放处，并应及时清除。4）动物尸体须在24小时内焚烧或按有关规定处理。5）动物室附近不得饲养非实验用的家畜、家禽。3.动物室建筑条件1）要有换气装置及防鼠设备2）进出口不得直接对外应有缓冲间3）有防虫纱门纱窗，天花板能消毒4）地面平坦、地面墙壁能洗刷5）有自来水和封闭式下水道4.室内环境要求：室温18-28℃，相对湿度60±20%空气中含氮量＜20ppm，噪音60＜dB5.有动物室规程、操作规程、岗位责任制6.普通动物设施区域划分1）前管理区：包括隔离检疫室、健康观察室、物品库等。2）控制区：包括原种室、动物饲养室、实验室、清洁走廊等3）后管理区：包括洗刷消毒室、污物走廊及废弃处理设施等。A：前区，B：控制区，C：后区污物走廊C更衣室C废弃物污物C处理设备动物饲养室B更衣室B清洁走廊B洗刷C消毒室B检疫室A健康观察室事务管理室A清物储藏B仓库A（二）屏障系统1.定义：即封闭方式的屏障设施，用于生产无特定病原体动物（SPF）和清洁动物。2.一般特点：①与外界隔绝。无窗或有密封门窗，有缓冲间。②空气经过过滤后进入，设施内不同的区域之间存在着一定的空气压力差。③物品经灭菌处理后进入④人员须经过一定的消毒程序后方能进入⑤动物经一定步骤的检疫、监测后合格方能进入。3.组成：动物饲育区（由饲养和观察动物室）；动物接收区（验收室、检疫室、检查室）；动物实验区（处理室、手术室、解剖室）；管理区（办公室、更衣室、浴室、厕所）；清洗灭菌区（流动水槽、高压灭菌器）；机械区（机械室、空调器室、变电室）；贮藏区（各种仓库）；废物区（废弃物临时贮藏库、焚烧炉）；交通区（大门、门厅、走廊、楼梯和电梯）4.一般工作流程：1）人员：淋浴～更衣～清洁走廊～动物室～污染走廊2）物品：物品仓库～清洗室～灭菌器或传递窗～清洁仓库～清洁走廊～动物室～污染走廊～废物区～设施外。BA：清洁区，B：污染区，C：外部人动物物品污物走廊清洁准备室淋浴间动物饲养室清洁走廊洗刷消毒室淋浴间管理室焚烧炉仓库动物接受室检查室ABCC第三节小鼠一、用途二、生物学特性三、繁殖四、饲养管理一、用途1、分类地位：啮齿目、鼠科、鼷鼠属动物，原产于亚洲，现分布于世界各地。实验用小鼠来源于野生小鼠。2、历史：在二十世纪初已被广泛应用于遗传学、发生学和肿瘤学等学科领域的研究工作中。我目前使用最广泛的是昆明种，1946年从印度引入昆明，50年代由昆明引到北京生物制品研究所，以后由该所输送到全国各地。3、应用：随着生命科学的发展，广泛应用于肿瘤学、病毒学、遗传学、药物学、老年学、放射学、及疾病模型上。1）适用于需要大量动物进行的实验。2）用于抗癌药物的研究3）用于避孕药物的研究4）应用于实验治疗5）纯系小鼠常用于放射病的研究6）建立白血病模型7）另外还广泛应用于药物、血清、疫苗等生物鉴定工作中，用量占实验动物的80%二、生物学特性1.染色体与毛色基因1）小鼠染色体数为20对，2n＝40。2）毛色基因：是识别品系的最简易的标志。①毛色基因，主要受C－c、A－a、B-b三个基因位点支配。当基因型是CC或Cc时则小鼠被毛是有色的。当基因型为cc时，其他任何色素基因均被抑制而表现为白化红眼睛。②决定小鼠毛色基因位点除以上三个位点外，还有D－d和S－s基因位点。③S是显性，s是隐性。当位点是S-时全身呈同一毛色（深色、黑色）。ss时则部分身体的被毛带有白斑。A－B－ss，野生色带有白斑；aaB－ss，黑色带有白斑；A－bbss，肉桂色带有白斑；aabbss，深褐色带有白斑。④D是显性，d是隐性。当基因位点为D-时其毛色呈深色，基因位点dd时，其毛色为浅色。2.生活习性

1)小鼠胆小、温顺，易捕捉。夜间比白天活跃，傍晚时更为活跃。2)喜暗，好群居，群居时饲料消耗快，雌鼠分娩前有筑巢习性，哺乳期受到噪音刺激或强光时，会吃仔。雄鼠好斗，性成熟的雄鼠放在一起易咬伤。同窝雄鼠长期同笼则不发生互斗。3）雄鼠有能分泌醋酸氨臭气的特性，这是引起动物室内特异臭气的主要原因。3.外形

1）小鼠体形小，成熟体长不大于15.5cm；体重雌性18—40g，雄性20－40g。2）尾长与体长相等，尾有4条明显的血管，尾的背腹面各有一条静脉，两则各有一条动脉。尾有平衡、散热和自卫等功能。4.解剖特点：1）胸腺由两叶组成，位于胸骨下，性成熟时体积最大，在35-80日龄之间迅速退化。（用于免疫学研究中）2）雄鼠有凝固腺，交配后形成阴道栓5.生理学传性

1）生长发育。小鼠生长发育的快慢，与品系、母鼠的哺乳能力、生产胎次、哺乳仔数、营养和环境条件等有关。生后1—2小时即可吃奶，4—5天两耳张开，一周后能爬行，被毛逐渐浓密、丰富，8日龄长出下门齿，10日龄有听觉，12日龄开眼，14日龄长出上门齿，13—15日龄可从窝内爬出，开始活动觅食，学习饮水。3周左右即可独立生活，小鼠体成熟，雌性为65—75日龄，雄鼠为70—80日龄。小鼠体重的增长速度，因雌鼠健康情况、品质优劣、哺仔多少、饲料质量、气候条件等不同有所差异。2）寿命。小鼠寿命约为2－3年。3）成年小鼠的某些生理值。①体温：正常小鼠体温为37—39℃。②呼吸：140—210次／min，呼吸量为11—36ml。③心率：成年小鼠心率为480－738次／min。④血压：正常血压为12.7—18.4KPa：。三、繁殖1.生殖生理1）性成熟和体成熟：小鼠性成熟早，一般公：40-60日龄，母：36-42日龄；体成熟：60-90日龄；配种适龄：60日龄。2）性周期：小鼠性周期为4-5天。因黄体持续时间短几乎不表现黄体功能，称之为不完全性周期。3）排卵：自发排卵，一般在发情后2－3小时即可排卵。在分娩后12-20h内排卵，此为产后排卵，如此时交配即可受孕，俗称“血配”。4）布鲁斯（Bruce）效应:又称妊娠中断效应，陌生公鼠外激素中断母鼠妊娠的一种效应。要求：陌生公鼠的气味要作用48h，母鼠交配的前4d影响大。机制：主要与母鼠的嗅觉有关。气味N下丘脑促乳素黄体不产生孕酮子宫黏膜不发生变化受精卵不能植入。2.小鼠的选种与淘汰原则1）选种条件选种标准主要根据是双亲的繁殖力，子代的生长发育和健康状况。从足够数量的子代中选择。①双亲应健壮、无疾病、生殖力强（每胎产子8只以上）、具有良好的泌乳能力和环境适宜能力②从2-4胎生下的仔鼠中选发育快、体形大、生活力强、无伤、断乳体重达12g以上的幼鼠做种鼠③反应敏锐、眼睛鲜红有神、被毛光泽浓密、尾粗长血管明显、躯干前后匀称、肥度适中、生殖器官发育和部位正常。2）淘汰原则①繁殖用小鼠月龄超过9-11个月或者生产6胎以上。②配种力差的和不孕的母鼠。③从笼中跑出来的或来历不明的，在母笼混入公鼠④在仔鼠中发现卷尾、脑水肿、腹泻、脱毛、发育不良或疑似传染病的。3.交配方法

小鼠开始交配繁殖的适龄期，一般为65－80天。如交配成功，雌鼠阴道口内留下一个奶白色的阴道栓。经12—24小时阴道栓自动脱落。1)育种鼠的交配方法：①分组交配法：本法可防止近交繁殖，是一种比较理想的选育种鼠的交配方法。将被选留的同一批种鼠分组编号后，雌雄分笼饲养；配种时雌雄种鼠应按组别交叉配种。这样就能避免同窝雌雄的交配。如有4组种鼠进行交配时，应使第1组雄与第3组雌交配；第2组雄与第4组雌的交配，以此类推。②循环交配法：本法可减少雄鼠数量，又能定期与雌鼠同居。1雄与5－6雌，同居7－10天。这样1雄与5-6雌循环交配。这种方法，90％-95％的雌鼠在同居4天内受孕。在成批生产中，生产日期比较集中，有利于选种或选用日龄较近的成批供应。为避免近亲繁殖，在选种时，可采用每一窝中只选一个性别。2）生产供应鼠的交配方法：①长期同居法（频密繁殖法）以1♂3♀长期同居。雌鼠在分娩后几小时内又能交配受孕，一般每只雌鼠每月能生一胎。此法在管理上方便，也能充分发挥小鼠的最大繁殖能力，也可减少传染病的机会。但必须加强营养。②定期同居法（非频密繁殖法）从第1周开始使一组雄鼠与第一组雌鼠同居。开始每笼1♂1♀。从第2周到第6周，有5组雌鼠，每周有一组雌鼠与该组雄鼠同居，从第3周起每周提出一组受孕鼠，放单笼分娩、哺乳、离乳，离乳后的第1组雌鼠从第7周再次与该组雄鼠同居。以此类推，此法可使1雄配2—3只雌鼠。同居14－17天，每只雌鼠生产周期为42天。本法优点：便于计划生产和日龄鼠的供应。哺乳期仔鼠能得到充分的营养，发育较好，离乳时仔鼠体重比频密法平均重1-2g。4、妊娠和产仔1）妊娠：小鼠受孕率一般为80％一90％，妊娠期为18－22天，大部分为19天。2）产仔：①产仔数的多少，依品系、年龄、胎次、饲养环境等条件不同而有差异。封闭群的昆明种小鼠每胎仔鼠出生数8～12只的占63．57％，每胎最多产仔数达25只之多。②食仔：营养不足、饮水缺乏、室温不稳定、噪声、母鼠有病或初产3）离乳性别区别哺乳17－21天即可离乳。发育迟缓的仔鼠，可适当延长哺乳期。4）性别区分：①雄性生殖器突起。②雄性生殖器距肛门远。③雄鼠乳头不明显，雌鼠则非常显著。④雌鼠肛门和生殖器之间有一无毛小沟，而雄鼠则长毛5.计划生产公式：计划配种日期=使用日期-需要天数需要天数=性周期+妊娠期+小鼠日龄例1：某单位12月30日需要18-22g（40日龄）的