实验动物学期末考试

第一章实验动物概念和分类第一节实验动物概念一、实验动物二、动物实验三、实验动物学第二节实验动物分类一、生物学分类二、遗传学分类三、微生物学分类一、实验动物实验动物（laboratoryanimal)是随着生命科学的发展和对实验动物认识的进一步提高，以及实验动物学学科的成立而逐步明晰了解的。人们最初的认识是：凡是科学实验研究中使用的动物，统称为实验动物。后来又提出：凡是为了科学实验的需要而专门饲养、繁殖的动物，称为实验动物。但随着生命科学的发展，实验动物学已成为一门新兴的独立学科，才对实验动物的定义有了进一步明确。因此，从我国《实验动物国家标准GB14925-2010》中可以看出：实验动物是指经人工培育，对其携带微生物和寄生虫实行控制，遗传背景明确或者来源清楚，用于科学研究、教学、生产、检定以及其他科学实验的动物。这才对实验动物有了客观的描述二、实验用动物凡是以研究、实验、教学、药品生产等为目的而使用的动物，统称为实验用动物（animalforresearch），包括实验动物、野生动物、经济动物和观赏动物等。因此实验动物只是实验用动物其中的一种，不能混淆。实验动物的演化过程：野生动物↙↘实验动物←经济动物（家畜家禽）动物人工培育繁殖遗传背景物种来源微生物和寄生虫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一般发展经济观赏动物一定程度人工一般一般一般观赏三、动物实验动物实验（animalexperiment）是以标准的实验动物为对象的科学研究，观察实验过程中实验动物有关器官的组织形态改变、机能反应变化及其发生发展规律，以探讨或检验生命科学中未知因素的专门活动。实验动物学研究的主要内容是实验动物和动物实验有关的科学知识。四、实验动物学实验动物学（laboratoryanimalscience)是生命科学研究中重要的基础性工具学科，是以标准的实验动物本身为研究对象，动物实验为研究手段，专门研究实验动物的遗传、育种、质量控制、疾病防治、资源保存、动物福利、开发应用、规范操作、信息数据收集等一门体系完整的独立学科。它包括（一）实验动物遗传育种学根据遗传学原理，运用遗传调控的方法，控制动物的遗传特性，研究实验动物的育种、保种和遗传质量检测及遗传改良，培育新的动物品系和各种动物模型。对有实验使用价值的经济动物和野生动物进行人工定向培育，净化或纯化遗传背景，实现实验动物化。二）实验动物微生物学与寄生虫学对实验动物可能携带的微生物和寄生虫进行分类，研究其对实验动物和动物实验的影响，以及与人类的相互关系。探索实验动物传染病预防和控制方法，建立实验动物微生物和寄生虫的监控和检测技术与方法，实现对实验动物微生物和寄生虫的质量控制。三）实验动物环境生态学根据实验动物与周围环境因素之间的相互关系，运用工程技术手段，建立标准化实验动物设施和设备，控制各种环境要素，创建适宜动物生活的优良环境。可以从环境中的理化因素（温度、湿度、噪音、换气次数、风速、压力梯度、光照强度、氨浓度等）、生物因素（微生物、寄生虫、动物密度等）、营养因素（饲料、饮水等）考虑标准化实验动物设施的建设和各项指标的监测。（四）实验动物营养学根据实验动物食性、消化生理、摄食行为等特性，研究各种营养要素的作用及其缺乏症。根据不同种属和等级的实验动物在生长发育、繁殖、实验等各阶段的营养需求，研制全价配伍的特定饲料的加工工艺、灭菌方法、检测技术和标准，以满足实验动物的正常需要。也可根据模型动物和实验的特殊需求，研制药物添加饲料或特殊配方饲料。（五）实验动物饲养管理研究实验动物在引种、育种、保种、繁育、扩群生产和实验期间的饲育等过程的科学管理。探索在确保质量的前提下降低生产成本，提高社会效益和经济效益，同时兼顾实验动物福利。研究实验动物饲养集约化（规模化）、标准化和法制化管理。（六）实验动物医学运用兽医学原理，研究实验动物疾病的诊断、预防、治疗和控制。发现和保留与人类相似的实验动物疾病，为人类类似疾病的研究提供模型。制定实验动物健康标准，确定实验动物疾病治疗原则。（七）比较医学通过分析比较人类与实验动物之间基本生命现象的异同，开发建立各种人类疾病的实验动物模型，从病因、病机、病理的角度对各种人类疾病进行类比研究。以实验动物为对象进行疾病诊断、模拟手术、药效检定和安全性评价等实验研究，从而了解人类疾病的发生、发展，研发和筛选安全有效的治疗手段，为人类健康事业服务。（八）动物实验方法学从实验设施、仪器设备、试剂药品、手术器械、动物准备等角度研究动物实验的基本条件。从实验设计、动物选择、模型复制、操作技术、标本采集、指标检测、统计分析等角度研究动物实验的基本方法。（九）实验动物伦理与福利研究实验动物所涉及的伦理学问题，确立伦理学审查原则。研究实验动物的替代方法，减轻因实验操作造成的动物痛苦，通过优化实验设计减少动物的用量，即通常国际上所说的“3R”原则：替代（replacement）、减少（reduction）、优化（refinement）。研究和改善实验动物的生活环境条件、动物的“内心感受”、人道的实验技术等动物福利要求，制定相适应的法律法规。实验动物学是一门内容极为丰富的学科，它涉及到医学、生物学、畜牧兽医学和环境科学等多个领域，它与遗传学、生理学、解剖学、病理学、生物化学、微生物学、免疫学、营养学、药理学、毒理学、环境学等多门学科有密切关系。因此，在医学领域中无论是临床医学、预防医学、药物学还是基础医学研究都需要实验动物学的基本理论知识和操作技术。实验动物的应用1、基础生物研究2、人类医学兽医学产品研发3、医疗产品检验4、兽医产品检验5、安全性评价6、培训教育7、其他实验动物的分类：动物种类繁多，目前已知的有150万种以上，为了便于识别、研究和利用，通常以生物的外部性状、内部构造、生活方式、生物的发生和彼此间的血缘关系为依据。根据自然分类法，生物可分为动物和植物两大界。界以下分为门、纲、目、科、属、种等，以及更细的亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属、亚种、变种等分类等级。生物学分类：1、种：由自然选择形成的生物分类学上的基本单位。2、品种和品系：在实验动物中把同一种动物中具有不同遗传特性的动物再细分为不同的品种和品系。有些品系还进一步细分为亚系。（1）品种：是种以下的非自然分类单位。主要通过人工选择或定向培育，把动物的某些生物学特性进行改良，并能稳定遗传的一类动物。如：实验用兔可分为新西兰兔、日本大耳白兔、青紫蓝兔等品种。（2）品系：即”株”，为实验动物专有分类名词，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，如近交系、突变系等。遗传学分类实验动物是遗传限定的动物，按遗传学控制方法和基因纯合的程度，把实验动物分为：相同基因类型的近交系动物，不同基因类型的封闭群动物。而杂种（mongerl）是未经遗传学控制进行无计划交配繁殖的动物，故不属于本分类范围。一、近交系动物1、定义：近交系动物（inbredstrainanimals）通常也称为纯系动物。是指至少经过20代以上连续全同胞兄妹交配，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的动物群。一般以大小鼠为典型代表，如BALB/c小鼠、C57BL/6小鼠、F344大鼠近交系动物各染色体上的基因趋于纯合，等位基因基本一致，其近交系数可达98.6％，血缘系数达99.6%，品系内个体差异接近于零，实验重复性高，结果准确，应用广泛。经连续20代以上亲子交配与全同胞兄妹交配有等同效果。近交系的近交系数应大于99%。较大个体近交系动物很难培育。有些学者提议：禽类和兔的血缘系数到达80％以上时（相当兄妹交配四代）也可称为近交系。因研究需要，已培育出兔、犬、猫、鸡、羊、猪等若干个近交系。2、命名近交系动物的命名由国际实验动物协会（ICLAS）负责，每四年公布一次。命名的原则是根据动物的来源、历史和培育经过而定，用一系列字母和数字来表示。（1）近交系的命名法①一般用一个或几个大写英文字母表示，如A、AE、BA、AKR、DBA等。②有些品系在英文字母间加些阿拉伯数字来表示，如C3H、C57BL、C57BR、C57W等。③已被广泛保留沿用的非正规命名，如129、101、615等。④近交系的近交代数用大写英文字母“F”（Filial的缩写）表示。例如当一个近交系的近交代数为87代时，写成（F87）。如果对以前的代数不清楚，近知道近期的近交代数为25，可以表示为（F？＋25）。例如C57BL/Jnga（F73＋16）表示C57BL第73代小鼠移到Jnga实验室又繁殖到第16代的代数。（2）、亚系的命名法所谓亚系（sub-strain）是指同一个近交系由于残合基因分离或某些基因突变形成具有不同于原品系特性的一类动物。具有三种命名方法：①在原品系名称后加一条斜线“/”，再标上亚系符号。它可以分为两类：一类亚系符合是用研究人员或研究机构名称的缩写英文字母，第一个字母须大写随后字母要小写，例如A/He（人名）、CBA/Jax（实验室）。另一类亚系符合是用阿拉伯数字或小写英文字母作为亚系的符合，例如A/Crgl/1和A/Crgl/2，C57BR/a和C57BR/cd，C57BL/6J和C57BL/10J。②代乳、胚胎或卵巢移植所形成的亚系。代乳（fosternursing):C3HfC57BL(或C3HfB），A/HefB表示A的Heston亚系由C57BL代乳所产生的后代。胚胎（embryo）、卵巢（ovary）移植：AeB表示A的受精卵转输到C57BL母鼠的子宫所产生的后代。③复合亚系符合：由代乳、移植、基因突变、基因导入以及谁培育、谁保种等历史时间顺序来表达。例如：BALB/cf、DBA/2eB、C3H/Ha-p亚系中，c、2、Ha为亚系符合，f、e、p分别说明代乳、受精卵转输、突变种。再如：DBA/2eB/De亚系是由Deringer把DBA/2的受精卵转输C57BL，由Deringer保种。（3）、品系名称不能随便缩写，特别是在论文或实验报告中。例如，C57可以代表C57BL及其6个亚系；C57BL可以包括几个不同特征的亚系（C57BL/1、C57BL/6J、C57BL/6N、C57BL/10J等）。国际上公认的品系缩写有：AKR－AK，BALB/c－C，CBA－CB，C3H－C3，C57BL－B，C57BL/6－B6，C57BL/10－B10，C57BR－BR，C57L－L，DBA/1－D1，DBA/2－D2，HRS/J－HR，RⅢ－R3等3、特殊类型的近交系动物①重组近交系：是以两个无关的高度近交品系进行交配产生杂种一代，再互交产生F2代后，再进行全同胞交配达20代以上而培育的一个具有双亲品系特征又有重组后新品系特征的近交系动物。例如：C57BL/6JxDBA/2J=BxD-5、30、89…..②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回交（通常回交2次），再经不对特殊基因选择的连续兄妹交配（通常大于14代）而育成的近交系。例如CcS1，表示以BALB/c（C）为亲代受体近交系，以STS（S）品系为供体近交系，经2代回交育成的编号为1的重组同类系。③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，形成一个新的近交系。该近交系与原近交系只在一个很小的染色体片段上的基因不同，简称同源导入系或同类系。命名方法如：a)B10.129-H-12b:表示该同源导入近交系的遗传背景为C57BL/10sn（即B10），导入B10的基因为H-12b，基因提供者为129/J近交系。b)C.129P（B6）-I12tm1Hor:表示经过第三个品系B6导入的。c)B6.Cg-（D4Mit25-D4Mit80）/Lt：表示导入的基因片段标记为D4Mit25-D4Mit80。④同源突变近交系：是指某个近交系在某一特定基因位点上发生基因突变而分离出的，其他位点上的基因完全相同的近交系亚系。命名方法为：在发