常用实验动物的特点及其应用

常用实验动物的特点、应用及其饲养管理第一节小鼠小鼠（mouse）哺乳纲、啮齿目、鼠科、鼠属、小家鼠种。一、小鼠的生物学特性体型小，面部尖突，有长的触须，耳朵耸立呈半圆形，眼大、鼻尖，尾长与体长大约相等；尾部表皮覆有横列、环状、小角质鳞片。有多种毛色，如白色、鼠灰色、黑色、棕色、黄色、巧克力色、肉桂色。一般生活习性体型小，性情温顺，易于捕捉及饲养管理。小鼠是哺乳动物中体型较小的动物，出生时体重1.5g，体长20mm左右。成年体重30-40g，体长110mm。喜黑暗，昼伏夜动。喜欢群居，雄性好斗，雄鼠具有分泌醋酸铵臭气的特性，是引起饲养室特异臭气的主要原因。胆小怕惊，对环境反应敏感，不耐饥饿，适应性差，汗腺不发达，怕热，高温易中暑。繁殖特性发育迅速，性成熟早小鼠出生后20日龄左右即可离乳，此时体重达14g（10-16g）左右，稍加饲育即可用于实验及科研（18-22g）。6-7周龄性成熟。雌性35-50d、雄性45-60d便可交配繁殖。配种最好在65-90日龄。性周期短，繁殖力强发情周期4-5d，妊娠期19-21d，哺乳期20-22d。有产后发情便于繁殖的特点。每胎产仔8-15只，最多可达25只，年产6-9胎。生育期为1年，寿命2-3年。小鼠出生后不同时间的外观形态特征日龄外观形态特征日龄外观形态特征1子鼠裸体鲜红3脐带脱落，皮肤变白，开始长毛和胡须4～6双耳张开耸立7～8开始爬行，下门齿长出，被毛浓密10能听到声音9~11全身被毛，发育完全13~15眼皮张开，能跳跃18以后能自行采食，独立生活小鼠不同日龄的体重（KM）日龄(d)体重(g)日龄(d)体重(g)初生1.854.0106.01511.02015.02521.03025.0解剖学特征小鼠的门齿终生不断生长，通过啃咬磨牙控制牙的长度。肝脏分为四叶：左叶、右叶、中叶和尾叶。脾脏：雄鼠脾脏明显大于雌鼠，可大50％。淋巴系统特别发达，性成熟时胸腺最大，35-80日龄渐渐退化。在眼眶深部有1个Harderian腺，呈马蹄形。尾巴较长，约等于体长，尾具有平衡、散热和自卫等功能。尾部有四条明显的血管，其背腹面各有一条静脉血管，两侧各有一条动脉血管。正常生理生化指标正常体温37-39℃，成年小鼠呼吸频率140-210次/分，平均163次/分。心跳平均625次/分。染色体20对。二、小鼠常用品种、品系1.近交系小鼠据不完全统计，近交系小鼠品系、亚系及其衍生品系总共加起来有1000多个，但在国际上广泛应用的品系数目还是有限的。据Festing对已发表的1600篇研究论文进行统计，C57BL/6是最为广泛应用的小鼠品系，其次是C3H品系，1600篇论文涉及到40多个常用品系，但最为常用的6-8个品系使用率达70％。对于绝大多数使用者只需了解常用近交系小鼠品系的生物学特性。中国培育的近交系小鼠有：TA1（津白一号）、TA2（津白二号）、615系引进的近交系小鼠有20多种，常用的有4种。C3H小鼠：1975年从美国引进，毛色为野生色C57BL/6：1975年从日本引进，毛色为黑色BALB/c：Bagg1913年获得小鼠白化株，经近亲繁殖20代以上育成，毛色为白色DBA：分为DBA/1和DBA/2两个品系，1977年由美国实验动物中心引进，毛色均为浅灰色。2.封闭群closedcolony）又称远交群（outbredstock）小鼠KM种小鼠：我国生产量、使用量最大的远交种小鼠，白色。抗病力和适应力强，繁殖力和成活率高。ICR：1973年由日本国立肿瘤研究所引入我国，白色，其显著特点是繁殖力强。NIH：由美国国立卫生研究院培育而成，白色。繁殖力强，幼仔成活率高，雄性好斗。CFW：1973年由日本国立肿瘤研究所引入我国，白色，起源于Webster小鼠，经20代近亲交配后，采用随机交配而成。LACA：1973年由英国实验动物中心引入我国，白色。其实是CFW小鼠改名而成。3.突变系小鼠目前突变系小鼠有143种，常见的突变系小鼠有：无毛症：14日龄左右开始脱毛裸鼠：第11对染色体上的裸基因（nu）导致无毛、裸体、无胸腺。SCID：第16对染色体上的Scid隐性基因突变基因导致T、B淋巴细胞联合免疫缺陷。外观与普通小鼠差别不大，有毛，被毛白色，体重发育正常。裸鼠侏儒症：比正常小鼠体型小，缺少生长素和促甲状腺素，用于内分泌研究。肥胖症：高血糖、不育肌肉萎缩症：14日龄时出现拖后肢现象三、小鼠在医学、生物学中的应用在哺乳类实验动物中，由于小鼠个体小，生产繁殖快，饲养管理方便，质量易于控制，研究最深，有明确的质量控制标准，已拥有大量的近交系、突变系、重组近交系和封闭群。近年来遗传工程小鼠的培育迅猛增加，在各种实验研究中用量最大，用途最广，几乎涉及到医学、生物学研究的各个领域。药物评价和毒性试验1.药物筛选试验:一般从小鼠开始,获得某个药物的初步疗效后,再用其他动物进一步肯定。2.毒性试验：如急性毒性试验、亚急性和慢性试验。测定药物(或化学制）的LD50或药物致癌性试验等常选用小鼠；3.生物制品、药品安全性、有效性评价：药物的效价比较实验如广泛用于血清、疫苗等生物制品的鉴定，照射剂量与生物效应实验，各种药物效价测定等实验。4.药品研究方面:镇咳药的研究：小鼠在氢氧化铵雾剂刺激下有咳嗽反应，是研究镇咳药物所必需的动物。洋地黄、乌头碱可诱发心律失常，复制快速性心律失常动物模型。对吗啡的反应与一般动物相反，表现为兴奋。肿瘤学、白血病研究小鼠广泛应用于癌、肉瘤、白血病以及其他恶性肿瘤的研究。为研究各种类型肿瘤的发生和生物学特性及其防治，提供了很好的动物模型。自发性肿瘤：AKR小鼠白血病发生率可达90％，C3H小鼠自发乳腺癌发病率高达90％。诱发性肿瘤：对各种致癌物敏感可诱发各种供研究用的肿瘤模型。如用二乙基亚硝胺诱发小鼠肺癌，甲基胆蒽诱发小鼠胃癌和宫颈癌等。移植性肿瘤：裸小鼠、SCID小鼠可接受人类各种肿瘤细胞的移植，成为活的癌细胞“试管”。微生物学研究中重要价值小鼠对多种病原体具有易感性，适合于研究血吸虫感染、流行性感冒、脑炎、狂犬病等。遗传病和遗传学研究小鼠的毛色变化多种多样，常作为小鼠遗传学分析中遗传标记和品系鉴定的依据之一。具有遗传性疾病的突变系小鼠为研究人类遗传性疾病的病因、发病机制和治疗措施，提供了自然的动物模型。如家族性的肥胖、遗传性的贫血、全身性红斑狼疮、侏儒症、尿崩症等都有相应的突变系小鼠供使用。重组近交系小鼠将双亲品系的基因自由组合和重组产生一系列的子系，是遗传分析的重要依据，主要用作基因定位及其连锁关系的研究。同源近交系小鼠常用来研究多态性基因位点的多效性，基因的效应和功能。不同的近交系存在不同的组织相容性基因（H-2系统），同源突变、导入、分离近交系小鼠中携带H-2抗原标准等位基因不相同，在遗传、免疫和肿瘤学研究中有重要用途。免疫学研究免疫缺陷小鼠BALB/c-nuSCID小鼠计划生育研究（避孕药试验）小鼠性成熟早，6-7周龄性已成熟，性周期短，孕期仅20天，一年四季均可发情，适合作避孕药、雌激素等计划生育研究。动情期不同阶段阴道粘膜上皮可发生典型变化，进行卵巢功能测定。受精时形成的阴栓比其他啮齿类动物更明显，不易脱落，是计算妊娠起始时间的依据。选用小鼠作抗生育、抗着床、抗早孕和抗排卵实验。老年病学研究小鼠寿命短，个体差异小和花费低廉，常用于老年学研究。用于老年病研究1.5年以上，大鼠1.7年以上。胶原蛋白老化常作为老化的指标，是研究胶原老化的动物模型。侏儒症小鼠垂体功能低下，生长激素缺乏，其寿命只有4-5个月，且表现为灰发，皮肤萎缩，双眼白内障，常用于研究生长激素与老化的关系。内分泌疾病的研究小鼠内分分泌结构的缺陷常引起类似人类的内分泌疾病。如肾上腺皮质肥大造成肾上腺功能亢进，发生类似人类的库欣综合征；甲状旁腺激素失活引起的钙磷代谢紊乱和次生骨吸收障碍等。其他方面的研究营养：人类功能基因组研究的最佳模型动物：小鼠的遗传基因组及组织解剖结构与人类十分相似，小鼠也是继人之后第二个开始基因组测序工程的哺乳类动物,从对小鼠DNA初步的序列分析表明,小鼠和人类功能基因的同源性高达90%以上,所以,小鼠是遗传工程、功能基因研究的最好材料。转基因小鼠的培育：克服不足，提高应用效果没有汗腺，体温调节不稳定，不适宜于作这类变化的研究。气管及支气管腺不发达，只在喉部有气管腺，支气管以下无气管腺，不适宜于作慢性支气管炎模型及祛痰平喘药的疗效实验。无呕吐反应，不宜做呕吐实验。对钩端螺旋体不敏感，不适宜于作这方面研究。不易形成动脉粥样硬化病变，不适宜于作这类实验研究。四、小鼠的饲养管理（一）小鼠的环境管理建筑：小鼠生活的房屋设施总的要求是保持恒定舒适的温度、湿度、光照、噪音、空气的洁净度，饲养普通动物的开放系统，至少要有防野鼠、防昆虫设备，有降温、升温设备；有增湿、去湿设备，有通风换气设备。笼具：现已普遍采用无毒塑料笼具，饮水设备使用饮水瓶。二、三级小鼠可使用层流架的方式，也可使用带滤帽的笼具。垫料：选用具有良好的吸湿性、尘埃少、无异味、无毒性、无油脂的材料，常用阔叶林木的电刨花或玉米芯加工而成的小碎块。垫料须经高压蒸汽灭菌。对繁殖能力较差的品系，在分娩前应加入柔软的纸条。（二）小鼠的一般饲养管理1.饲喂：小鼠胃容量小，有随时采食的习性，夜间更为活跃。采取“少量勤添”的原则，保证随时有料。每周喂料3－4次，以上次的料刚刚吃完为好。小鼠的饲料消耗量，随着生长发育和生产繁殖的阶段不同而有所不同，所以必须注意不同阶段添加的饲料量。对于种鼠、妊娠鼠、哺乳鼠应使用繁殖用高营养饲料，并适当添加葵花籽、麦芽、鸡蛋等。成年小鼠采食量：5-6g／d。怀孕后期：8-10g／d；哺乳第一阶段(1-12d)约13g／d；哺乳第二阶段(13-21d)约19g／d。仔鼠在21d离乳前约4g／d；22-23d为5.5-6g／d。饲料存放在凉爽、干燥的地方，1周内用完，饲料贮存期不超过90d。饲料和饮水：小鼠饲喂全价营养颗粒饲料，饲料的营养成分应符合营养需求标准。饲料的消毒灭菌应达到相应等级小鼠微生物控制的要求。一级小鼠饮水的水质标准不低于城市生活饮水标准，二级以上小鼠的饮水还必须经高压蒸汽灭菌或盐酸酸化。2.给水：饮水应保证连续不断，每周换水2—3次(最好是每天更换新鲜水)，并特别注意饮水瓶嘴是否有气泡、不出水或漏水的现象。每次换水要连同水瓶和瓶嘴一起换下；并认真清洗水瓶和瓶嘴，然后消毒，严禁未经消毒的水瓶和瓶嘴继续使用。（三）小鼠饲养环境的卫生消毒卫生、消毒工作总的要求就是要整齐、干净、防止传染病。进动物之前，应做好室内的清扫、消毒及饲养笼器具的清洗、消毒。动物饲养过程中每次操作完后，用0.1％苯扎溴铵擦拭笼架、地板，每月定期彻底喷雾消毒1次。对于清洁级及清洁级以上的动物，进入饲养室的物品都必须消毒灭菌，人员进入须淋浴、更换无菌衣。垫料更换：污秽的垫料应按需要勤清除并换以新材料，以保持动物的清洁和干爽为原则，一般每周更换垫料2-3次。（四）小鼠的日常管理生产记录：饲养人员一上班，就应先检查．温度、湿度，然后观察鼠情：饮水、饲料、健康状况、产仔情况等。如发现异常，应及时处置，并认真做好各种记录。分窝、雌雄鉴别：（五）生产、繁殖管理繁殖时应注意以下几点：1.选种一般从第2～4胎的仔鼠中选留种子。选种原则是：首先要看双亲的繁殖能力。要求双方体质健壮，产仔率高，离乳率高，母性强，胎间隔不超过30d。然后看子代，要求子代体质强壮，运动活泼，生殖器正常。对于生产胎次少的品系，也可从第1胎仔鼠中选留。2.配种要等体成熟时再配，体成熟时期较性成熟时期晚。3.不同遗传特点的动物群（如：近交系与封闭群)繁殖方法不同。4.种鼠可使用1年半。雌鼠生育6～8胎即可淘汰。要经常检查种鼠的生殖能力，及时淘汰受孕率低的种鼠并增补新种。5.离乳后的雌鼠和雄鼠分开饲养，发现异常动物及时淘汰处理。第二节大鼠（Rat）大鼠属于脊椎动物门、哺乳纲、啮齿目、鼠科、大鼠属动物。野生褐家鼠的变种。一、大鼠的生物学特性群居，喜啃咬，喜黑暗，昼伏夜动，嗅觉灵敏杂食动物性，特