《动物实验技术》课件-任务1：认识医学研究的功臣-小鼠、大鼠

动物实验技术重要的科研功臣-小鼠脊索动物门（Vertebrate）一、医学研究的”功臣“——小鼠小鼠是目前应用最为广泛、研究最为详尽的实验动物；啮齿目（Rodentia）哺乳纲（Mammalia）鼠科（Muridae）小鼠属（Mus）按照生命分类单元小鼠源自野生小家鼠一、医学研究的”功臣“——小鼠17世纪起，被用于动物实验，主要用于解剖学、肿瘤移植及遗传实验等。至20世纪已被广泛应用于生命科学各个研究领域。（一）小鼠的生物学特性1.外貌特征小鼠：面部尖突，呈锥形体；嘴脸前部有19根长的触须；耳耸立呈半圆形；眼大，鼻尖；尾长约与体长相等；尾部覆有横列、环状的小角质鳞片；毛色因品系、品种不同而异，有多种颜色；寿命为2-3年。（一）小鼠的生物学特性2.生活习性小鼠个体小，性格温顺、胆小、喜群居于光线较暗的环境，昼伏夜动。杂食，喜啃咬。体表面积相对较大，无汗腺，对环境适应性差，辨色能力弱，听觉嗅觉敏锐。（一）小鼠的生物学特性3.繁殖特性性成熟早，繁殖力强；妊娠期为19～21天；哺乳期为20～22天；单次排卵10～23个（视品种而定），每胎产仔数为8-15只，一年产仔胎数6-10胎；属全年多发情性动物，繁殖率很高。（一）小鼠的生物学特性3.繁殖特性在雌雄鉴别方面：生殖器与肛门距离较长的为雄性，反之距离较短的为雌性；雄性的生殖器突起较雌鼠大，雌鼠乳头较雄鼠明显；雄性可见阴囊、雌性乳头明显而易于区分。（一）小鼠的生物学特性4.仔鼠特性新生仔鼠周身无毛，皮肤赤红，两眼不睁，耳廓与皮肤黏连，头大尾短。可发出声音，有触、嗅、味觉。出生体重约1.5g，生后1-2h可吃奶，4-5天两耳张开，1周后能爬行，体温变化较大。（一）小鼠的生物学特性5.饲养与管理小鼠属于杂食性动物，胃容量较小，有随时采食习性，夜间更为活跃。喜食淀粉含量更好的饲料，不同品系小鼠对饲料组成要求有一定差别。二、小鼠的品系根据不同实验目的采用一定的交配方式繁殖且祖先明确的动物群，具有独特的生物学特性并能稳定遗传的群体。近交系、远交系（封闭群）、杂交系动物、突变系动物（基因修饰动物）。品系：按照遗传学控制程度将实验动物分为：二、小鼠的品系近交系动物是指近交程度相当于20代以上连续全同胞或亲子交配，近交系数达98.6%以上、群体基因达到高度纯合和稳定的动物群。二、小鼠的品系近交系由于近交衰退，生活力弱，对饲养环境要求高，产仔少，营养要求高；特点：具有个体差异小、对实验反应一致、遗传稳定、表现型均一等优势。二、小鼠的品系是指引种于某亲本或同源亲本的动物，让其不以近交形式，也不与群外动物杂交而繁衍的动物群；封闭群：二、小鼠的品系使整个群体尽量防止近亲交配而保持着遗传变异，既保持群体的一般特性，又保持动物的杂合性。封闭群：二、小鼠的品系特点与应用:对实验处理因素的反应一致性和重复性较近交系差；二、小鼠的品系特点与应用:具有较强的繁殖力与生活力，对疾病抵抗力强，寿命长，易生长，成本低，可大量供应。二、小鼠的品系小鼠的品系很多是实验动物中培育品系最多的动物毛色为黑色，是第一个完成基因组测序的小鼠品系，被认作"标准"的近交系；该品系的最主要的两个特点就是品系稳定和易于繁殖；实验结果精度高，可比性好，应激反应均一。三、小鼠的品种与品系C57BL小鼠近交系1.C57BL/6小鼠：常作为生理学与病理学的实验动物模型，例如：肥胖模型、2型糖尿病模型、动脉粥样硬化模型及骨质疏松模型。三、小鼠的品种与品系C57BL小鼠近交系常用于构建基因修饰动物模型，可以保证遗传背景的高度稳定性和实验数据的一致性。三、小鼠的品种与品系BALB/c小鼠近交系2.Ba1b/C是另外一种广泛使用的近交系免疫缺陷实验小鼠品种：具有易于繁殖和雌雄体重差异小的特点；对致癌物极其敏感，常用于肺癌、肾癌等实验动物模型的建立；三、小鼠的品种与品系BALB/c小鼠近交系2.Ba1b/C是另外一种广泛使用的近交系免疫缺陷实验小鼠品种：被广泛应用于杂交瘤和单克隆抗体的生产；广泛地应用于肿瘤学、生理学、免疫学、核医学研究等。三、小鼠的品种与品系ICR小鼠封闭群是国际通用的封闭群小鼠，适应性强，体格健壮，繁殖力强，生长速度快，实验重复性较好，是进行免疫药物筛选，复制病理模型较常用的实验动物。其外周血液和骨髓细胞，具有较好的稳定性，是良好的血液学实验用动物。常用于药理、毒理、肿瘤、放射性、食品、生物制品等的科研、生产和教学。母性强，常用于代孕。三、小鼠的品种与品系昆明小鼠封闭群是我国生产量、使用量最大的封闭群小鼠；抗病力和适应力很强，繁殖率和成活率高；肿瘤自发率较高。思考为什么在生物医学科学领域里，小鼠成为了生命科学研究中的最为常用的模式动物？未来科学的秘密，在于研究生命的基本原理————英国生物化学家弗雷德里克·桑格(三）小鼠在医药领域中的重要应用(三）小鼠在医药领域中的重要应用小鼠体小，饲养管理方便易于控制，生产繁殖快研究最深，有明确的质量控制标准拥有大量的近交系、突变系和封闭群因此在各种实验研究中，用量最大，用途最多小结基因组的相似性和可操作性鼠的基因组与人类有高度的相似性，使得小鼠成为研究人类遗传疾病的理想模型；小鼠基因组的可操作性高，通过遗传工程技术，如CRISPR-Cas9，可以精确地进行基因敲除、敲入或编辑，以研究特定基因的功能和疾病机制；小结繁殖率高和生命周期短小鼠个体小，具有较高的繁殖速度和较短的生命周期，使得小鼠非常适合进行遗传学研究和多代研究；同时小鼠展示出一系列复杂的行为，包括社会行为、学习和记忆，以及应对环境压力的能力，这些都使其成为神经科学和行为科学研究的有力工具；行为和生理学特性小结小鼠的生理系统与人类相似，如其免疫系统、神经系统和内分泌系统，这些相似性使小鼠成为研究相关人类生理和疾病的重要模型；小鼠在全球有广泛的分布，它们能够适应多种环境，从农田到城市，从地面到地下，这种适应性也使小鼠成为生态和进化研究的有趣对象。模型的多样性生态和适应性三、小鼠在医药领域中的重要应用可以实现精准给药，灵活控制给药剂量药物研发与筛选：用于对可能作为药物使用的物质进行生物活性、药理作用及药用价值的评估；常选用与行药品、食品、化妆品、化工产品等的安全性实验，如急性、亚急性、慢性毒性试验；致畸、致癌、致突变试验等。生物效应测定和药物效价比较：广泛用于血清，疫苗等生物制品的鉴定，进行生物效应实验和各种药物效价测定。三、小鼠在医药领域中的重要应用可以实现精准给药，灵活控制给药剂量药物研发与筛选：用于对可能作为药物使用的物质进行生物活性、药理作用及药用价值的评估；常选用与行药品、食品、化妆品、化工产品等的安全性实验，如急性、亚急性、慢性毒性试验；致畸、致癌、致突变试验等。生物效应测定和药物效价比较：广泛用于血清，疫苗等生物制品的鉴定，进行生物效应实验和各种药物效价测定。三、小鼠在医药领域中的重要应用小鼠对多种病原体有敏感性。尤其是在病毒学研究中应用大。适合于研究血吸虫、疟疾、锥虫、流行性感冒、脑炎、狂犬病、脊髓灰质炎、淋巴脉络丛脑膜炎、支原体、巴氏杆菌、沙门氏菌等。微生物、寄生虫病学研究小鼠对放射线的反应与人的反应有可比性，可用来研究照射剂量、辐射效应等。放射学研究三、小鼠在医药领域中的重要应用肿瘤学研究肿瘤、白血病研究小鼠肿瘤发生率高，近交品系组织相容性好，肿瘤移植较易生长，因此应用广泛；可用小鼠自发性肿瘤筛选抗肿瘤药物；可诱发各种肿瘤，做成肿瘤模型，进行肿瘤病因学、发病学研究；近交小鼠有些属于高癌系，有些属于低癌系，对研究肿瘤发生、比较方便而有利。生育研究小鼠有规律的发情周期、排卵，妊娠有明显指标，易于检测，价格便宜，常用来做抗生育、抗着床、抗早孕、抗排卵实验，很适宜进行避孕药研究。三、小鼠在医药领域中的重要应用肥胖的遗传机制研究遗传性疾病研究小鼠有多种品系，有些有自发性遗传病，如小鼠黑色素病，白化病，家族性肥胖，遗传性贫血等，与人发病相似，可被用做人类遗传性疾病的动物模型。镇咳药研究小鼠有咳嗽反应，可利用一特点研究镇咳药物，成为必选实验动物。三、小鼠在医药领域中的重要应用免疫缺陷小鼠免疫学研究各种免疫缺陷小鼠，如纯系新西兰黑色小鼠(NZ有自身免疫性溶血性贫血，AKR/N品系小鼠有补体C5缺损，CBA/N小鼠无B细胞的免疫缺陷等，都是研究免疫机理和免疫缺陷病的良好实验动物。三、小鼠在医药领域中的重要应用产学研项目：皮下注射D-gal建立小鼠衰老模型老年学研究小鼠的寿命短，传代时间短，使他们在老年学研究中极为有用。很多抗衰老药物的研究可在小鼠上进行。动物实验技术重要的科研功臣-大鼠一、走进大鼠的世界大鼠（Rattusnorvegicus，rat）为哺乳纲，啮齿目，鼠科，大鼠属动物；一、走进大鼠的世界18世纪初开始人工饲养，19世纪中期开始用于动物实验，现广泛用于生命科学、医疗卫生等方面的研究；一、走进大鼠的世界是仅次于小鼠的最常用的哺乳类实验动物。一、走进大鼠的世界生物学特性1.生理学特点新鼠体重约5.5~10g,周身无毛,耳贴连皮肤,耳孔闭合；3~4d耳与皮肤分离,并长出体毛；一般成年雄鼠300~600g，雌鼠250~500g，寿命是2.5~3年。一、走进大鼠的世界生物学特性1.生理学特点大鼠生长发育速度的快慢与小鼠一样，都随品系、母鼠体质、生产胎次、哺乳只数、饲料营养和环境条件等的不同而有所差异，一般用体重为180g-220g的大鼠做实验。一、走进大鼠的世界生物学特性1.生理学特点大鼠2月龄时性成熟，为全年多发情动物，性周期为4-5d，妊娠期为19-23d，每次产仔6-12只。一、走进大鼠的世界生物学特性

2.雌性判断大鼠雌雄判断方式与小鼠相识：雌鼠的肛门和阴道之间距离较近，且呈现一无毛带区；雄鼠的肛门和阴茎间的距离大致是雌性的2倍，该处可见明显的阴囊并且长有被毛。如将大鼠头向上提起，常可见到阴囊内有睾丸。一、走进大鼠的世界生物学特性3.一般特性及生活习性大鼠鼠粮（1）大鼠性情较凶猛；嗅觉发达，味觉差，对营养缺乏非常敏感，特别是维生素A和氨基酸供应不足时，可发生典型的缺乏症状；（2）喜欢安静环境，夜间活动，噪音和不适光照对其繁殖影响很大；一、走进大鼠的世界生物学特性3.一般特性及生活习性大鼠（1）大鼠性情较凶猛；嗅觉发达，味觉差，对营养缺乏非常敏感，特别是维生素A和氨基酸供应不足时，可发生典型的缺乏症状；（2）喜欢安静环境，夜间活动，噪音和不适光照对其繁殖影响很大；一、走进大鼠的世界生物学特性3.一般特性及生活习性大鼠饲养环境（3）对饲养环境中的粉尘、氨气和硫化氢等极为敏感；对饲养环境中湿度极为敏感，相对湿度低于40%时，易引起尾部患环状坏死症；（4）大鼠汗腺极不发达，仅在爪垫上有汗腺，尾巴是散热器官。一、走进大鼠的世界生物学特性3.一般特性及生活习性大鼠（3）对饲养环境中的粉尘、氨气和硫化氢等极为敏感；对饲养环境中湿度极为敏感，相对湿度低于40%时，易引起尾部患环状坏死症；（4）大鼠汗腺极不发达，仅在爪垫上有汗腺，尾巴是散热器官。一、走进大鼠的世界生物学特性

4.大鼠的饲养管理环状坏死症（1）严格注意大鼠生活环境的温湿度的变化，防止大鼠坏尾病的发生；（2）大鼠对笼内的粉尘、氨气较为敏感，易引起呼吸道感染，应勤换垫料与饮水瓶；（3）大鼠听觉灵敏，对噪声耐受性低，强烈噪声易引起吃仔或抽搐的现象，所以应保持大鼠的有一个安静的饲养环境。一、走进大鼠的世界大鼠常见品系与主要应用1.封闭群（1）Wistar大鼠：是生物医学研究中使用历史最长的大鼠品系，也是生物医学研究中最常使用的实验动物之一；特征为白化，头部较宽、耳朵较长、尾的长度小于身长；Wistar大鼠性情温顺，易于繁殖饲养，性周期稳定，早熟多产，平均每窝产仔10只左右，生长发育快，乳腺癌发病率很低，对传染病抵抗力强；一、走进大鼠的世界大鼠常见品系与主要应用1.封闭群（1）Wistar大鼠：是生物医学研究中使用历史最长的大鼠品系，也是生物医学研究中最常使用的实验动物之一；对各种营养物质敏感，对传染病的抵抗力较强，自发性肿瘤发生率低；较适合于营养、代谢性疾病研究；垂体肾上腺系统发达，应激反应灵敏，常用于神经、内分泌实验研究；同时还用于药物、肿瘤、传染病、关节炎、肝外科等领域的研究。一、走进大鼠的世界大鼠常见品系与主要应用1.封闭群（2）SD（Spraguedawley）大鼠：毛色白化，主要特性为，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180～270g；性情比Wistar大鼠稍为凶猛；对疾病的抵抗力较强，尤其对呼吸道疾病的抵抗力很强；一、走进大鼠的世界大鼠常见品系与主要应用1.封闭群（2）SD（Spraguedawley）大鼠：毛色白化，主要特性为，头部狭长、尾长接近于身长，产仔多，生长发育较Wistar为快；自发性肿瘤的发生率较低；对性激素敏感性高；广泛用于药理、毒理、药效及药物临床前研究实验等。一、走进大鼠的世界基于生理学特点的广泛应用体型适中繁殖快易饲养给药方便行为多样性一、走进大鼠的世界基于生理学特点的广泛应用1.药物学研究：大鼠给药容易，采样量合适方便，行为多样化，常用于药物毒理、药效评价、新药筛选等研究。一、走进大鼠的世界基于生理学特点的广泛应用2.大鼠对炎症反应灵敏，特别是踝关节尤为敏感，常用它进行关节炎的药物研究。Wistar大鼠类风湿关节炎模型一、走进大鼠的世界基于生理学特点的广泛应用3.行为学研究：大鼠的神经系统与人类的相似，广泛用于高级神经活动的研究；大鼠水迷宫实验奖励和惩罚实验迷宫实验饮酒实验以及神经官能症精神发育阻滞的研究一、走进大鼠的世界基于生理学特点的广泛应用大鼠肝再生能力强，切除60～70%的肝叶仍有再生能力；4.肝胆研究：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。一、走进大鼠的世界基于生理学特点的广泛应用大鼠是研究心血管疾病的首选动物，已培育了如心肌肥大的自发性高血压大鼠；5.心血管疾病研究：大鼠心梗模型与病理观察新西兰自发高血压大鼠，对盐敏感和抗性的高血压同