大小鼠动物实验基础知识

大小鼠动物实验基础知识2018.09.121.实验动物2.实验动物环境3.动物实验常用大小鼠4.动物实验技术CONTENTS实验动物Laboratoryanimal实验动物定义实验动物是指经人工饲育，对其携带微生物实行控制，遗传背景明确或者来源清楚的用于科学研究、教学、生产、检定以及其他科学实验的动物。2.实验动物必须具备三个特点：a.从遗传控制角度实验动物必须是来源清楚、人工培育、遗传背景明确的动物；b.从微生物控制角度所有实验动物携带的微生物、寄生虫都是在人工严格控制之下的；c.从应用角度培育所有实验动物的最终目的都是用于科学实验。根据其遗传特点的不同，可以将实验动物分为不同的类别：1.近交系：经连续20代（或以上）的全同胞兄妹交配（或者亲代与子代交配）培育而成，近交系数应大于99%，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，等位基因99%相同。小鼠近交系如：C57BL、BALB/C、C3H、DBA、TA1、129、615等系。2.突变系：育种过程中，出于单个基因的突变，或将某个基因导入，或通过多次回交“留种”，而建立一个同类突变品系（mutationalstrain），扩大数量，定向培育而成。3.杂交一代动物（F1）：两个不同近交系杂交所生的第一代动物称为杂交一代动物或F1代。小鼠F1代如：Nga：(C57BL/6×DBA/2)F1、LAF1：(C57BL/J×A/HJ)F1等。4.封闭群（远交系）：在一定群体内，以非近亲交配方式育成的动物品系，连续15代不从外部引入新的动物种群，或者来源于近交系的种群，在封闭条件下至少经过4代繁殖的动物，都称为封闭群。常见blockingnestanimals有KM(昆明鼠)、ICR、NIH、CFW等小鼠。实验动物分类实验动物分级1.普通级动物（CV）：不携带规定的人畜共患病和烈性传染病的病原，没被疾病控制，饲养于普通开放环境下。2.清洁级动物（CL）：仅对于我国国情而定，微生物控制高于普通动物，种子来源于SPF动物（剖腹产），饲养于清洁级环境下，排除规定的寄生虫、微生物（排除对动物危害大和对科学研究干扰大的病原体）。3.SPF动物（SpecificpathogenFree）：无特定病原体动物，没有特定的微生物、寄生虫，非特定的微生物和寄生虫允许存在。屏障条件下进行饲养。4.无菌动物(Germfree)：封闭无菌技术获得，现有方法不能检出任何微生物、寄生虫的动物。妊娠末期，通过剖腹产、子宫切除手术，将无菌取胎的仔鼠放在隔离器内无菌条件下进行饲养的动物。实验动物分级实验动物环境environment动物实验时最适宜的环境温度为：21℃-25℃，GB目前18-29℃。1.影响动物的生殖机能、机体抵抗力、新陈代谢。2.影响动物脏器重量，环境温度与动物脏器重量有显著的负相关。3.影响动物的实验反应性。小鼠的心跳、呼吸数随着气温的升高而呈直线下降。4.不适宜的环境温度可使实验动物处于应激状态，从而出现对化学物质的急性毒性反应改变5.暴露在高温或低温环境下的动物，对其神经系统、内分泌系统以及各种酶活性的亢进或抑制等均有影响。温度湿度一般控制在40-70%。1.环境温度与体温接近时，通过蒸发作用散热。2.高温高湿导致机体蒸发散热受阻，易引起代谢紊乱和抵抗力下降。大鼠、小鼠易死亡。3.湿度过高，微生物易于繁殖和传播，垫料、饲料也易发生霉变。4.湿度过低，易致粉尘飞扬，引起动物和人的呼吸道疾病。空气中变态反应原的含量随湿度的下降而上升。大鼠对空气低湿度的耐受能力较差，易发生环尾症，尾巴坏死脱落。大鼠在27℃环境温度下，湿度低至20%时大鼠几乎均可发生环尾病（ringtail），Wistar为78%，SD为82%。湿度气流速度控制在0.1~0.2m/s，换气次数10~20次/小时。1.风速是除了温度、湿度以外与体热发散有关的环境因素。2.实验动物单位体重的体表面积比人大，气流对实验动物的影响也较大。3.气流速度过小，空气流通不良，有害气体浓度升高，散热困难，易造成呼吸道疾病的传播。4.气流速度过大，动物体表散热量增加，同样危及动物的健康，影响动物实验结果。5.合理的气流组织和风速能调节温度和湿度，有效降低室内粉尘和有害气体，控制传染病的流行，有利于实验动物和工作人员的健康。气流与风速能控制垂体中促性腺激素和肾上腺皮质激素的分泌，控制光照就控制了整个生殖过程。1.啮齿类实验动物大小鼠适应黑暗，易受强光损害。使动物烦燥不安，亢奋，导致雌鼠吃仔。2.强烈光线--视网膜和视神经--下丘脑----神经激素----垂体----促性腺激素和肾上腺皮质激素分泌，影响实验动物生理和行为活动。3.持续黑暗抑制大鼠的生殖过程，使卵巢减轻；持续光照产生持续发情，大、小鼠出现永久性阴道角化。光照1.噪声严重影响动物的生殖生理，如生育力减退，妊娠障碍、流产，放弃哺乳。2.噪声引起动物呼吸和心跳加快、血压升高、肾上腺皮质激素升高等生理变化。噪声常用大小鼠Miceandratscommonlyused小鼠属于脊椎动物门，哺乳纲、啮齿目、鼠科、小鼠属、小家鼠种。1.外观：小鼠全身被毛，面部尖突，头呈锥体形，嘴脸前部两侧有触须，耳耸立呈半圆形，白色小鼠眼睛大而鲜红。体长10～15cm，尾长约与身长相等，尾部覆有短毛和环状角质鳞片，有四条明显的血管。健康小鼠皮毛光滑紧贴皮肤，四肢匀称，眼睛亮而有神。小鼠有多种毛色，如白、黑、棕、灰色等。2.体型小。出生体重仅1.5克左右，一月龄体重达18-22克，可供实验使用。成年小鼠每日食量5-8克，饮水4-7毫升，排粪1.4-2.8克/天，排尿1-3毫升/天。由于体型小，适于操作和饲养；且占据空间小，适于大量生产。3.生命周期短，成熟早，繁殖力强。雌性35-50日龄，雄性45-60日龄即可性成熟。雌性65-75日龄，雄性70-80日龄可达体成熟，此时即可交配。性周期4-5天，妊娠期19-21天，哺乳期20-21天，年产6-9胎,每胎6-15只。属全年多发情动物，产后即发情。寿命2年左右。4.性情温顺，胆小怕惊，反应敏感。对多种病原体、毒素及致癌物都很敏感，外界环境光照、噪音、营养、温度、空气质量等多种因素均可对小鼠造成影响。5.群居，昼伏夜动，喜啃咬。因门齿生长较快，需经常啃咬坚硬物品。喜光线较暗的安静环境，进食、分娩都常发生在夜间，傍晚和黎明前是小鼠活动的两个高峰。6.小鼠有20对染色体(2n=40)，推测有3万多个结构基因，已查明的有648个。是目前被研究得最清楚的实验动物。小鼠1.小鼠皮肤无汗腺，它的唾液分泌能力很有限，只能改变体温以部分地代偿环境的改变。适宜温度21～25℃。低温繁殖率下降，持续高温（32℃）引起死亡或产生后效应。2.由于小鼠的蒸发表面与整个身体相比所占的比例大，减少饮水较大多数哺乳动物更为敏感。呼出的气体在鼻腔内冷却以及尿液的高效浓缩，都有助于水分保持。这是其有别于其他动物的特性。3.阴道栓是小鼠交配典型特征，被视为交配成功的标志。4.性周期，雌鼠性成熟后，卵巢产生卵细胞并分泌雌性激素，出现明显的动情周期。根据阴道涂片所观察到的阴道上皮细胞变化，可进一步推测卵巢、子宫、激素变化和所处的发情阶段。5.血配，分娩24小时内又可受孕。6.假妊娠，雌鼠与去势雄鼠交配，转基因技术中作代孕鼠。7.分娩，夜间或黎明，每4分钟一只，整个产程约1小时，1分钟后胎盘产出，母鼠食之。小鼠近交系常用小鼠1.BALB/c。白色，1923年培育为近交系。乳腺癌发病率低，但当用乳腺肿瘤病毒诱发时发病率增高；肺癌发病率雌性26%，雄性29%；相对血压较高，多有心脏损害，常发动脉硬化；对放射线照射极为敏感；生产性能良好，所需饲料中蛋白质含量要求高。常用于单克隆抗体与免疫学研究。2.C57BL。黑色，1921年培育。乳腺肿瘤自然发生率低，化学物质难以诱发乳腺和卵巢肿瘤；对放射物质耐受性强；补体活性高；对结核杆菌敏感；对鼠痘病毒有一定抵抗力，嗜酒精性高。常用于肿瘤学、生理学、免疫学、遗传学研究。3.C3H。野生色，1920年白化雌鼠与乳腺肿瘤高发DBA系雄鼠杂交，再经20代以上近交培育而获得。乳腺癌发病率高，6--10月龄雌鼠乳腺癌自然发生率达85-100%，14月龄肝癌发生率为85%。补体活性高，干扰素产量低。血液中过氧化氢酶活性高，雄鼠对氨气、氯仿、松节油等甚为敏感，死亡率高。对狂犬病毒敏感，对炭疽杆菌有抵抗力。主要用于肿瘤学、生理学、核医学的研究。4.DBA。淡灰色，1909年在毛色分离实验中建立，为最古老的近交系小鼠。1929年在亚系间进行杂交，建立了两个亚系：DBA/1、DBA/2。主要用于肿瘤学、遗传学和免疫学研究。5.TA1和TA2。白色，我国培育的近交系。1955年天津医学院育成TA1，1963年育成TA2。TA1为自发低乳腺癌系，TA2为自发高乳腺癌系。主要用于乳腺肿瘤的研究。6.615。深褐色，国内育成。1961年中国医学科学院血液病研究所用KM种小鼠雌鼠与苏联引进的C57BL雄鼠杂交，尔后又作近交培育而成。主要特性：8月龄后出现衰老现象，自发肿瘤发生率为10-20%，雌性为乳腺癌，雄性为肺癌；对津638白血病病毒敏感。主要用于白血病等的研究。小鼠封闭群常用小鼠1.昆明小鼠（KM）。白色，1926年美国从瑞士引入白化小鼠先培育成瑞士小鼠，1946年我国从印度将瑞士小鼠引入昆明，1952年从昆明引入北京生物制品研究所，1954年推广到全国。是我国特有的封闭群小鼠。繁殖率和成活率高，抗病力和适应性很强，雌鼠乳瘤发生率为25%。广泛用于药理、毒理、病毒和细菌学的研究，以及生物制品和药品的检定。2.NIH。白色，由美国国立卫生研究院（NIH）培育。繁殖力强，产仔成活率高，雄性好斗，易打伤致残。免疫反应敏感性比昆明鼠强，是国际广泛通用的实验动物。主要用于药物毒理研究和生物制品检定。3.ICR。又称SwissHanschka,CD-1,Ha/ICR。为美国培育的Swiss种小鼠，因美国癌症研究所（InstituteofCancerResearch）分送各国饲养实验，各国称为ICR品种。白色，繁殖力强，适应性强，生长快速，实验重复性好。是国际通用的封闭群小鼠。广泛用于药理、毒理、肿瘤、食品、生物制品的研究生产。小鼠大鼠在实验动物中也属于较小型动物。出生时体重为5.5-10g,视品种和产仔数而不同，一个半月龄可达180克以上，为常用大鼠规格。雄性大鼠身体前比后大，雌性大鼠身体苗条，头尖小，后比前大。成年大鼠体长不小于18-20cm，尾上覆有短毛和环状角质鳞片，有200多片。行为习性1.大鼠喜欢啃咬，性情温顺，易于捕捉。但孕鼠和哺乳鼠也有攻击人。2.大鼠对新环境适应能力强，昼伏夜动，夜间和清晨比较活跃，采食、交配多在此期间进行。3.大鼠喜独居，喜安静环境，对外界刺激反应敏感，适宜作行为学研究。4.大鼠对空气湿度耐受性差，相对湿度低于40%时，常发生坏尾症。5.大鼠嗅觉灵敏，对氨气、硫化氢、尘埃等极为敏感，易引发呼吸道疾病。6.大鼠是杂食性动物，食性广泛，随时采食，喜食煮熟的动物肉。大鼠生理特性1.生长发育生命周期短，寿命约2.5-3年，易于饲养管理。新生鼠体重5.5-10g,全身无毛，两耳关闭；3-4天两耳张开，8-10天长门齿；14-17天开眼，16天被毛长齐；20-21天可离乳独立生活,50-60g。成年雄鼠300-600g，雌鼠250-500g，45天左右可达180g以上，是常用的规格。2.生殖生理雄鼠出生后30-35天睾丸下降进入阴囊，45-60天产生精子，60天可自行交配，但90天体成熟后才使最适繁殖期；雌鼠70-75天阴道开口，初次发情排卵也是在阴道开口前后，80天体成熟后才使最适繁殖期；雌性周期4-5天，妊娠期19-23天，哺乳期20-22天，每胎产仔6-12只，年产6-9胎，繁殖生产使用期为90-300天。3.体温与水的调节.大鼠汗腺不发达，仅在爪垫上有汗腺，尾巴是散热器官，周围环境温度过高时常靠流出大量的唾液来调节体温。最适温