常用实验动物特点及应用

常用实验动物特点及应用小鼠(Mouse)实验小鼠来源于野生小家鼠，属脊椎动物门、哺乳纲、啮齿目、鼠科、鼠属、小家鼠种动物。小鼠是最小的哺乳动物，但是数量最多的哺乳动物。公元307-1641年，有饲养野生小鼠的记载，作祭物和宠物。十九世纪后叶，开始用于遗传学、肿瘤学和发生学等研究。小鼠共有20对染色体（2n=40）,推测共有3万多个结构基因，已知的有上千个。小鼠是目前遗传学背景知识研究得最详尽的动物之一。连锁群及遗传图谱一生物学特性一般特性解剖学特点生理特点外观：前肢4趾，后肢5趾。喜居光线暗淡的环境胆小怕惊习惯昼伏夜动小鼠为群居动物，其信息激素是传递信息的主要机制。性成熟早，繁殖力强。成熟：雌35－50日，雄45－60日龄，但配对繁殖应60－90日龄为佳。性周期4－5天，妊娠期19－21天，哺乳期20－21天，每胎产仔6－15只，年产6－9胎。小鼠性活动可维持1年左右，寿命2年多。性周期在同笼雌鼠密度过大时，可抑制或延长;在有雄鼠存在时可恢复甚至缩短。雌鼠还可产后发情，“血配”，边哺乳边怀孕，但妊娠期长些，达31－35天。雌鼠与不发育雄鼠交配后可产生假性妊娠，维持10－12天，有时达3周。生长发育：母鼠能自己接产，胎儿产出后，母鼠用前肢捧着鼠宝宝用嘴巴撕破羊膜，咬断脐带，吃掉胎盘，舔干胎儿身上血迹。初生小鼠即可发声，嗅觉和味觉敏感3日脐带脱落，开始长毛并出现胡须4－6日双耳耸立7－8日开始爬行，下门齿长出，被毛浓密9－11日有听觉，被毛长齐9－11日听觉发育完全，被毛长齐12－14日开眼，上门齿出，开始采食、饮水3周后可断奶独立生活表6-1不同日龄小鼠体重情况（单位：克）内部脏器：食道约2厘米，内壁有一层厚的角质化鳞状上皮，有利于灌胃操作。胃容量小（1.0－1.5毫升）肠道相对较短，盲肠不发达，排空快，有胆囊。胰脏分散在十二指肠，胃底及脾门处，色淡红，不规则，似脂肪组织。脾脏有造血功能。雄鼠脾脏比雌鼠大50%。胰脏小鼠骨髓为红髓，终身造血。淋巴系统发达，可是没有腭或咽扁桃体，胸腺在性成熟前后最大，35－80日龄退化。乳腺发达，胸部有3对，腹部有2对，哺乳期小鼠胸部乳腺可延伸至颈部和背部。子宫呈Y形双子宫型，卵巢由系膜包绕不与腹腔相通。小鼠乳腺区域各种动物的子宫类型体温与水的调节小鼠体温在正常情况下为37～39℃。生存临界温度为－10～39℃，适宜温度在21～25℃。小鼠没有汗腺，不能加大喘气，唾液分泌能力有限。小鼠对饮水不足更为敏感。每天饮水量4－7毫升。小鼠可通过呼出的气体在鼻腔内冷却以及尿液的高度浓缩来保持水份。二在生物医学中的应用小鼠在生物医学研究中使用数量首屈一指。为什么?首先小鼠的器官组织结构、发育、生化代谢及生理特点和人类相似，小鼠模型可以基本上模拟人类疾病的发病过程及对药物的反应。其次，小鼠体型小、生长快、繁殖率高、世代间隔短、生存能力强、饲养成本低、可任意交配、取材，极大方便了研究工作。再次，关于小鼠的研究在100多年前就已经开展，培育了众多品系、积累了大量资料，各种新技术在小鼠研究中得到充分应用，小鼠是唯一实现基因敲除技术的哺乳动物。药物研究新药开发后，都要经过筛选和毒性试验、药物效果的测定。1、药物筛选试验。用于药物对疾病疗效筛选试验。2、毒性试验和安全评价。三致（致畸、致癌、致突变）试验。3、生物药品和制剂的效价测定。病原学研究小鼠对多种病原体特别是病毒非常敏感，所以适用于这些疾病的发病机理、临床症状及药物疗效评价。放射学研究小鼠对放射线的反应与人的反应有可比性，可有来研究照射剂量、辐射效应等。但要注意其对放射性敏感性在冬季和初夏显著升高，而在初春和夏季则降低。肿瘤学的研究1、许多小鼠品系能自发产生肿瘤。如AKR小鼠白血病发生率可达90%，C3H小鼠乳腺癌发病率达90－97%。2、这些肿瘤的发生与人体发生肿瘤机制相近。3、无胸腺裸小鼠成为活的癌细胞试管。裸小鼠遗传病和遗传学研究1、许多小鼠品系有自发性遗传病。2、由于小鼠繁殖力强，传代快，利于遗传学的研究。免疫学研究BALB/c小鼠免疫后的B淋巴细胞能与骨髓瘤细胞融合，可进行单克隆抗体的制备和研究。有些具有免疫功能缺陷的突变系小鼠利于肿瘤植入研究，也有利于免疫机制的研究。如：BALB/c裸鼠Ｔ细胞缺陷；CBA/N小鼠B细胞缺陷;Ｂeige小鼠ＮＫ（自然杀伤）细胞缺陷；SCID严重联合免疫缺陷小鼠（B、T细胞均缺陷）。计划生育研究小鼠繁殖力强、妊娠期短、生长快，适合各种计划生育研究和避孕药物的开发。如日常用小鼠作抗着床、抗生育、抗早孕、抗排卵等实验。老年病学研究小鼠寿命短（1.5－3年），晚期老年病多，肿瘤发病率高，其发病机理与人类疾病类似。呼吸和消化系统疾病研究小鼠在氢氧化氨气雾的刺激下有咳嗽反应，可用此特性研究镇咳药物的效果。中毒性肝炎、肝硬化和胰腺炎均可在小鼠身上复制成功。三小鼠常用品种品系小鼠品种品系繁多，可分为近交系、远交系、免疫缺陷动物和基因突变系等几大类群。全世界有各种小鼠资源包括近交系、突变系、转基因及基因敲除小鼠等约5000-6000种以上。近交系小鼠：C57BL/6J、C3H/He、BALB/c、DBA/2、CBA、A、AKR、TAI、TA2、B10等。目前培育的近交系小鼠约在450种左右。常用近交系小鼠的缩写：毛色基因：主要受C-c、B-b、A-a三个基因位点支配。各近交系的毛色：1、BALB/c，白色。2、C57BL，黑色。3、C3H，野鼠色。4、DBA，淡棕色。5、A系，白色。6、AKR，白色。7、CBA，野鼠色。8、TA1和TA2，白色。9、615，深褐色。DBA/2浅灰色、C57BL/6J黒色BALB/c白化C3H小鼠基因打靶或基因剔除（Knockout）这是研究基因功能的最佳办法。它是基于基因重组的原理，用一段失活的基因取代基因组相应基因的序列。1989年，MarioR.Capecchi、OliverSmithies与MartinJ.Evans因通过干细胞同源重组实现了这个梦想，为此分享了2007年诺贝尔生理学或医学奖。1、KK：1型糖尿病，血糖4周300mg/dl，12周500mg/dl，老年肥胖。2、C57BL/ks：2型糖尿病，10天开始血糖从200mg/dl以下，上升到680mg/dl，中年肥胖，发现db及ob基因。3、NSY：2型糖尿病，不肥胖。4、NOD：相当人类1型或青春期糖尿病，无肥胖，饮水量达250ml/天，同时有NON对照。5、NZO：单纯肥胖，4周开始发胖，最后达同伴的3倍体重。6、STR/IN：肥胖症，70g。突变品系7、STAR/N：白内障模型。8、NZW×NZBF1：人类系统性红斑狼疮模型。9、SM/J：多脏器淀粉样变模型。10、NZW/N：多脏器淀粉样变模型。11、SJL/J：肝细胞淀粉样变模型。12、NH/LwN：肾细胞淀粉样变模型。13、SWR/J：动脉粥样硬化模型。14、129/RrJ：尿路结石模型。15、REJ129/dy：侏儒症模型。16、SAM：快速老化模型。其中SAM-P/8及SAM-P/10为老年痴呆模型。17、C58：白血病模型。18：X/Gf：幼儿白血病模型。19、PJ：肾囊肿模型。20、MRL/L：狼疮性肾炎、内风湿性关节炎模型。免疫功能缺陷品系1、T淋巴细胞缺陷型：（1）BALB/c-nu品系。（2）C57BL-nu品系。（3）NIH-nu品系。2、B淋巴细胞缺陷型：CBA/N品系。3、NK细胞缺陷型：Beige品系。4、T、B淋巴细胞缺陷型：Scid品系。5、T、NK细胞缺陷型。6、T、B、NK细胞缺陷型。7、全身硬化症。8、肥大细胞缺陷伴贫血型。9、AIDS模型。KK-TA小鼠图为12月龄（左）与4月龄老化小鼠（右）快速老化模型小鼠（SAM鼠）：4-6个月后迅速出现老化诸特征。封闭群：均为白色。大约有数十种.1、昆明种（KM）2、NIH3、ICR4、LACA（CFW）ICR小鼠NIH小鼠KM小鼠我国培育的小鼠品系1、昆明系KM远交系小鼠于1950年左右育成，敏感性相对较低。2、1955年，培育成中国1号（C1）和津白1号（TA1）近交系。3、1961年，培育成615近交品系，血液病研究。4、1963年，培育成津白2号（TA2高癌）近交品系。5、1974年，AMMS/c近交品系。6、1982年，SSMC近交品系。7、90年代，培育出肾及耻骨联合亏损、白内障和高血脂NJS突变系小鼠。饲养环境与管理要求小鼠对环境变化敏感，自动调节体温的能力较差，过冷过热易诱发疾病。最适饲养温度为22±2℃，相对湿度为40～60％，氨浓度为≤14mg/m3，噪声≤60dB。应饲喂全价营养颗粒饲料，不得加入抗生素、防腐剂以及激素等，并保持相对稳定。保持充足清洁饮水，每周换水2～3次（4～7ml/d/只）。应经常检查瓶塞，防止瓶塞漏水。由于小鼠在吸水过程中，口内食物颗粒和唾液可倒流入水瓶，因此换水时应清洗饮水瓶和吸水管以避免微生物污染。严禁未经消毒的水瓶继续使用。大鼠Rat大鼠属于脊椎动物门、哺乳纲、啮齿目、鼠科、大鼠属。实验大鼠是野生褐家鼠的变种。起源亚洲→欧洲→1850年，开始用于营养学。1880年，培育三种隐性毛色基因纯合子。1907年美国Wistar研究所开发了Wistar大白鼠。东方田鼠(Micritusfortis)又称沼泽田鼠、水耗子、远东田鼠、大田鼠、湖鼠、米氏田鼠等。东方田鼠属于啮齿目(Rodentia)仓鼠科(Cricetidae)田鼠亚科(Cricetinae)田鼠属（Microtus）对血吸虫有抵抗一生物学特性1、大鼠是昼伏夜动的杂食动物。每天吃饲料5克/100克体重，饮水量8－11毫升/100克体重。2、性情虽较温顺。3、大鼠较少群殴打斗，喜群居而和平相处。4、大鼠汗腺也不发达，仅爪垫上有汗腺，尾巴是散热器官。在高温环境下，靠流出大量唾液来调节体温。5、嗅觉灵敏6、大鼠对温度和湿度要求严格。7、下丘脑-垂体-肾上腺轴发达，对噪音敏感，应激反应强烈，行为表现多样。8、大鼠的肝脏有多叶。再生能力强，如切除60－70%还能再生，3周后便能恢复原状。9、有胆管而无胆囊。不能呕吐。10、对缺乏营养非常敏感。大鼠体内缺乏维生素A时，经常咬人，或二鼠咬斗致死。能合成Vc。12、血液成分呈动态性变化，大鼠一昼夜血液内激素和酶水平具有动态性变化。13、除叫声交流外，还有散发信息激素来相互交流。14、大鼠子宫也是双子宫型。15、大鼠与小鼠一样，心电图中没有明显的S－T段。初生仔鼠无毛、闭眼、耳孔闭合、6-7克耳朵张开开始长毛被毛明显8-10天下门齿长出14-17天开眼19天第一对臼齿长出21天第二对臼齿长出、可以断乳15、性成熟早，雄鼠60日龄，雌性75日龄；成年体重雄性300－800克，雌性250－400克。但长骨长期有骨髓线存在，不骨化。16、最佳配种日龄为85-110天。17、寿命2.5－3年，染色体2n＝21。二大鼠在医学生物学中的应用大鼠应用广泛仅次于小鼠。在实验动物中使用数量占20%以上。药物学研究大鼠在药理学研究方面的应用极为广泛，几乎所有药物的药理研究都使用大鼠。大鼠易诱发神经病，则测试神经病药物效力；大鼠血压和血管阻力对药物反应敏感，则评价心血管药效；大鼠踝关节对炎症反应敏感，则常用以筛选抗关节炎药物。行为学研究大鼠体形大小合适，行为表现多样，情绪反应敏感，对新环境易适应，具有探索性、易训练、对惩罚和暗示有敏感性等特性，所以在行为学和行为异常的研究中用得很多。如学习和记忆的能力研究、吸毒或灌酒后上隐行为、进行性神经官能症、狂郁精神病研究等。肿瘤学研究具有自发肿瘤的大鼠品系远较小鼠少，但容易诱发各种大鼠肿瘤，是肿瘤研究最常用的实验动物之一。内分泌学研究和内分泌疾病研究