1、实验动物(Laboratory animal)指经人工培育或人工改造,来源清楚,遗传背景明确,对其携带微生物和寄生虫、遗传及营养、环境因子实行控制,用于科学研究、教学、生产、检验以及其它科学实验的动物。
2、实验用动物(experiment animal):指用于实验的各种动物,包括实验动物、经济动物、观赏动物和野生动物 3、《广东省实验动物管理条例》于2010年10月1日起颁布实施 供应用的实验动物应当具备下列完整资料: (1)品种、品系及亚系和确切的名称; (2)遗传背景或其来源; (3)微生物检测状况 (4)合格证书
(5)饲育单位负责人签名。
无上述资料的实验动物不得应用。
实验动物福利
1)定义:动物与它的环境相协调一致的精神和生理完全健康的状态。
2)动物五大自由:不受饥渴的自由;生活舒适的自由;不受痛苦伤害和疾病威胁的自由;生活无恐惧和悲伤感的自由;表达天性的自由 3)动物实验设计必须遵循的“3R”原则 1、替代(replacement):尽可能使用低等实验动物或非实验动物替代动物实验进行实验。 2、减少(reduction):不应盲目增大动物样本数或重复实验以获得统计结论,而应提高实验的精确性,应权衡统计学满意程度与伦理学间的关系。 3、优化(refinement):应优化实验设计和操作,以减轻动物的痛苦。
实验动物分类
(1)微生物控制分类:普通动物 2.清洁动物 3.无特定病原体动物 4.无菌动物 5.悉生动物 (2)遗传学控制分类:1、近交系 2、封闭群 3、杂交群 4、突变系 5、转基因动物
二、实验动物环境生态学
1、实验动物环境:人工控制的,供实验动物繁殖、生长的特定场所及相关条件,即围绕实验动物的所有事物的总和。
2、环境因素分类: 因素 种类 适宜条件 对实验的影响 ①影响生长发育和繁殖;②影响代谢;③影响健康和抗感染的能力;④激发应激反应;⑤影响试验结果 高温高湿使得动物蒸发抑制,代P.S 气温过高导致雌性动物性周期紊乱,产仔减少,死胎率增加,泌乳量减少;雄性动物睾丸附睾萎缩;怀孕动物死亡率增加 低温干燥时,大鼠易发生气候因素 温度 20℃ -26℃ 湿度 40%-70% 谢紊乱,机体抵抗力下降,发病率环尾病;低湿时,哺乳母上升;高湿利于病原微生物和寄鼠发生吃仔现象,仔鼠发生虫繁殖 育不良、体重增加停滞 合理组织气流流向和风速能调节温度和湿度,又可降低室内粉尘和有害气体污染,控制传染病的流行。气流速度和散热正相关 换气次数:洁净程度越高,要求换气次数越多。 屏障环境:10-20次/h ;隔离环境:20-50次/h。 压强梯度:洁净区高于污染区 明暗交替时间12/12或10/14h。 气流和风速 0.1-0.2m/s 光照 150-300Lx ①影响视力。 ②影响生理及生殖机能。 噪声 理化因素 粉尘 ≤60db ① 影响神经及心血管系统功能。 ② 影响消化及内分泌系统功能。 ③ 影响繁殖及幼小动物生存。 过敏原,病原微生物的主要载体。 对屏障环境以上级别设施中的空气,必须进行有效过滤。 有害气体:氨、甲基硫醇、硫化氢等。 气体污染:氨浓度> 14mg/m3。 有害气体 空气中的微生物 饲养密度和社会因素 ≤14mg/m3 生物因素 落下菌数:在不饲养动物的状态下每5~10m2放置1个直径9cm的血琼脂培养皿,暴露30min培养48h的菌落数。 0个/皿(隔离环境), ≤ 3个/皿(屏障环境) 饲养室每平方米面积收容的成年实验动物最大密度,大约是小鼠100只,大鼠50只,豚鼠20只,兔4只,犬1只,猴1只 居住因素 ①笼具;②垫食;③给食器;④饮水器等 3、实验动物分类
(1)普通动物:一级动物:不携带人畜共患病和动物烈性传染病的病原。
(2)清洁动物:二级动物:不携带对动物威胁大和对科学研究干扰大的病原。 (3)无特殊病原体动物:三级动物:无特定的病原微生物和寄生虫存在。 (4)无菌动物:四级动物:检不出任何微生物和寄生虫的动物。
4、实验动物设施分与所饲养的动物 普通环境-饲养普通动物。
屏障环境-饲养清洁动物和SPF动物。
隔离环境-饲养SPF动物、悉生动物(Gnotobiotic)和无菌动物(germ free)。
三、实验动物营养学
1、六大营养物质:水、蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质、维生素
2、营养物质分类、作用及影响(选择题) 营养物质 水 生理作用 水约占实验动物体重的50-70%,缺乏时影响 水分减少8%时, 就有失水表常用实验动物需求量 小鼠:4-7ml 是一切组织、细胞和体液的组成成分。体内物质的输送、组织器官形态的维持、渗透压调节和体温调节、生化反应与排泄等活动的进行,都有赖于水的参与。 现, 严重干渴、食欲丧失、黏膜干燥、抗病力下降、蛋白质和脂肪分解加强; 水分减少10%时,会引起严重的代谢紊乱; 水分减少20%, 将导致动物死亡。 肠粘膜和消化腺较早累及,临床表现为消化吸收不良,腹泻;肝脏不能维持正常结构与功能.出现脂肪肝;肌肉蛋白合成不足,而逐渐出现肌肉萎缩,容易疲劳;胶原合成发生障碍,使伤口不易愈合;幼龄时期出现骨骼生长缓慢,智力发育障碍 酶的活性下降:抗体合成减少,抵抗力下降;肾上腺皮质功能减退,很难克服应激状态。 血浆蛋白合成障碍。蛋白质长期摄入不足。可导致逐渐形成水肿。 如合并其他产能营养素的摄入不足,可导致消瘦等问题.严重时导致死亡。 大鼠:40-90ml 豚鼠:85-150ml 兔:60-140ml/kg 狗:25-35 ml/kg 蛋白质、 氨基酸 1、构成生物体组织的基本成分(肌肉,血液)。帮助身体制造新组织以替代坏死的组织,帮助伤口愈合。 低蛋白饲料诱发大鼠骨质疏松模型的制备: 对照组:蛋白质20%、去离子水;实验组:低蛋白8%、去离子水饲喂90天 骨量明显减少,反映骨形成的指标骨形成率明显降低,矿化沉积率有降低的趋势,反映骨吸收指标细胞数量增加 2、构成体内许多有重要生理作用的物质(酶、激素,抗体), 3、体内水分的正常分布,体液酸碱平衡的调节、遗传信息的传递等。 4、供给能量 实验动物必须氨基酸: 异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、 蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸 色氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸 、半胱氨酸、酪氨酸 肥胖模型: 实验动物:刚断乳的SD大鼠,体重50克左右。 方法:高营养饲料喂养 饲料配制: (1)基础饲料:大麦粉20% 玉米粉16% 麸皮16 % 脱水蔬菜10 %豆粉20 % 鱼粉10% 酵母1% 骨粉5% 食盐2% (2)营养饲料:奶粉10克,猪油10克,鸡蛋:只,鱼肝油10滴,豆芽250克 脂肪 脂肪:氧化供能、储存能量、保护机体 磷脂:生物膜成分、血浆脂蛋白成分 胆固醇:酶促反应、调节血脂、生物膜成分等 直接导致必须脂肪酸的缺乏。大鼠脱毛、尾坏死、生长停滞;其他动物则发生生殖能力下降、泌乳量下降、毛发无光泽 结果: 5天后,体重增加一倍 动脉粥样硬化动物模型 (1)兔诱发模型:体重2kg左右,每天喂服胆固醇0.4g和蛋黄,2个月。 (2)小型猪模型:Gottigen系小型猪较为理想,用含l%~2%的高脂食物喂饲 6个月。 (3)灵长类:其损害和人类疾病在成分和解剖部位方面均相似 碳水化合物 (1) 保护蛋白质不被蛋白酶消化 (2)控制细胞膜的通透性 (3)起节省蛋白质的作用 (4)保证脂肪的充分氧化 (5)解毒作用 (6)作为合成生物大分子的前体 (7)提供膳食纤维 维生素 维生素D缺乏性佝偻病动物模型 大鼠:断奶大鼠20-21d,给予不含维生素D的饲料,饲养于避光环境,饲养20-30d制模成功。 矿物质 (1)参与机体组织的结构组成 (2)维持体内电解质平衡和酸碱平衡 (3)作为酶组成成分和催化剂参与体内物质代谢 缺铁性贫血动物模型 实验动物:断乳SD大鼠 ♀♂各半 方法: 对照组:饲喂低铁饲料(4mg/㎏)饮去离子水,补充右旋 糖酐铁5mg 缺铁性贫血组:饲喂低铁饲料、饮去离子水8周 缺锌动物模型 实验动物: 大鼠、小鼠、恒河猴、鸡、家兔 方法: 对照组:饲喂正常饲料 缺锌组:饲喂低锌饲料(1mg/㎏)饮去离子水 3、各种实验动物的营养需要特点(选择题) (1)小鼠:饲料中18%粗蛋白,4~8%粗脂肪。
①小鼠特别需要含亚油酸丰富的日粮。
②若添加0.47%含硫氨基酸可提高小鼠的生长发育和繁殖性能。
③小鼠对钙及维生素A、D需要量较高,但同时又对过量维生素A敏感。维生素A过量可导致小鼠繁殖紊乱和胚胎畸形。
④每公斤饲料中添加维生E 50mg,可显著提高小鼠受孕率、产仔率。
⑤无菌小鼠还应注意补充维生素K。
(2)大鼠:18~20%的粗蛋白
①应特别注意脂肪酸的供给,必需脂肪酸含量占总能量的1.3%,其中亚油酸在饲
料中含量不能低于0. 3%
②在饲料中添加0.4%的蛋氨酸和0.48%的赖氨酸,可提高大鼠的生长速度
③大鼠对钙、磷的缺乏耐受力较强,对镁需要量较多,尤其是妊娠、哺乳时
④每公斤饲料中添加60mg维生素E能提高大鼠繁殖率。 ⑤无菌大鼠还应注意补充维生素B12 。
(3)豚鼠:蛋白含量要求20%左右,粗纤维在16%左右
①粗纤维量不足,豚鼠会出现排粪障碍和脱毛现象。 ②豚鼠体内不能合成维生素C,必须在饲料中添加。豚鼠对维生素C缺乏特别敏感,缺乏时可致坏血病,生殖力下降,甚至造成死亡。每只豚鼠每日需补10mg维生素C,繁殖阶段需补充30mg。
(4)兔:粗蛋白质15%,粗纤维含量不低于15%,
①加入一定量干草,以提高粗纤维比例,这对防止兔腹泻至关重要。。 ②日粮应补充精氨酸和赖氨酸。 ③对缺钙有较强的耐受能力。 ④繁殖时需额外补充维生素K。
(5)犬:粗蛋白含量25-30%,粗纤维相对比例低
①动物性蛋白应占全部蛋白质食物的1/3。
②犬能耐受高脂肪日粮,要求日粮含有一定量的不饱和脂肪酸。 ③犬对维生素A、D、B1、B2需要量较大。
(6)猴 :粗蛋白质含量占24-26%,一般以面粉、豆粉、玉米粉、鸡蛋、食盐等制成饼干作为主食。
①对营养要求比较高。 ②对维生素C特别敏感,缺乏可造成牙龈出血,精神萎靡,长期缺乏或不足会导
致死亡。
③每天定量供给新鲜水果和蔬菜
4、影响营养需求的因素:
(1)遗传因素:ODS大鼠L-谷氨酸氧化酶的缺乏,无法合成维生素C,需补充维生素C。 (2)生理状况:配种、怀孕、带仔的母鼠应提高营养供给,少量多次,足够饮水
(3)环境因素:动物可由镀锌的笼盒表面接触到锌元素,而饲养在平板底网上的动物,就有更多的机会摄取到粪便中的额外养分。
(4)微生物状态:无菌动物因肠道内微生物状态与一般动物不同因此在配制饲料时,必须调整饲料成分及配制方法,以满足动物的需求。
(5)研究条件:对于进行手术外科或饲料中测试物的动物,需给与适口性较好的饲料 (6)营养成分的相互作用:不同的矿物质饲料会竞争同一吸收门户或同一运送系统
5、饲料原料来源:天然饲料原料、加工饲料原料、纯化学物质
6、设计配合饲料时应考虑的因素
(1)必需参考各类动物的营养需要量,并根据饲养实践经验加以应用; (2)尽可能选用营养丰富,价格低廉,本地区来源较充足的原料;
(3)要注意饲料的适口性;
(4)要考虑动物的生理特点选用适宜的饲料。
(5)天然存在或人为带入的污染物会影响实验动物的生理过程,以及实验数据的准确性。
7、颗粒饲料的优点
(1)加工过程中高温作用使蛋白质变性和淀粉α 化,容易消化吸收。 (2)加工过程中高温具有杀菌作用,使细菌数大量减少,饲料不易变质。 (3)加工过程中高温能灭活原料中有害物质。 (4)颗粒饲料便于运输、储存、饲喂。 (5)颗粒饲料适合于啮齿类动物啃咬习性。 (6)易掌握每日摄食量,不易造成浪费
8、饲料的消毒首选γ射线照射消毒
四、实验动物遗传学
1、生物学分类:界、门、纲、目、科、属、种
2、遗传学分类
(1)近交系动物(Inbred strains)——相同基因型 ; (2)杂交F1代动物(F1 --Hybrid)——相同基因型 ; (3)封闭群动物(Closed colony)——不同基因型
3、种(species):是分类学系统上的基本单位。实验动物学中把同一种动物中具有不同遗传特性的动物分成不同的品种(stock)、品系(strain)。习惯上把近交系动物称为品系,封闭群动物称为品种。
4、品系(strain):即“株”,指来源明确,并采用某种交配方法繁殖,而具有相似的外貌、独特的生物学特征和稳定的遗传特性,可用于不同实验目的的动物群体。实验动物学中把基因高度纯和的动物称为品系动物
5、品种(stock):是人们根据不同需要而对动物进行改良、选择,即定向培育,并具有某种特定外形和生物学特性的动物群体,其特性能较稳定地遗传。
6、作为品种、品系的条件
1)相似的外貌特征;2)独特的生物学特性:是一个品系、品种存在的基础;3)稳定的遗传性能 ;4)共同的遗传来源和一定的遗传结构
(一)近交系动物 1、基本概念
1)近交(inbreeding):任何血缘关系相近的个体间进行的交配,属于基因型分离交配,在近交过程中,动物群体的基因不断的分离、纯合,进而使动物群体的基因纯合达到稳定。(多采用兄妹交配进行近交)近交方式:全同胞交配、亲子交配 2)近交程度
近交系数:根据近亲交配的世代数,将基因的纯化程度用百分比来表示 血缘系数:群体中个体之间的基因组成的相似程度用数值来表示
4)近交系动物:至少经过20代以上的连续全同胞交配或亲自交配,品系内所有个体都可以追溯到起源于第20代或以后代数的一对共同祖先的动物群。
近交衰退:近交过程中动物群体中,由于基因的分离与纯合,将发生的一系列不利于动物个体和群体发育的变化和现象近交系动物的命名。如果生育能力增加,则说明有可能发生遗传污染
5) 亚系(substrain):是指育成的近交系在培育过程中,由于杂合子基因的分离,基因突变的产生以及抽样误差导致部分遗传组成改变而形成遗传差异的近交系动物群 6) 支系(subline):当饲养环境改变,或对动物进行某些技术性处理时,也有可能对近交系的某些生物学特征产生影响,这些特征可能是遗传性的,也可能是非遗传性的,这些经过处理的动物可视为这些近交系或亚系的支系。
2、近交系动物的特性: (1)基因纯合性
(2)遗传组成的同源性 (3)表现型的一致性 (4)对外界因素的敏感性 (5)遗传特征的可辨别性 (6)遗传组成独特性 (7)背景资料可查性 (8)国际分布广泛性
3、近交系动物的应用
(1)可以减少动物的使用数量。
(2)可以用来造模(某些涉及组织细胞或者肿瘤移植的实验中,要求个体之间组织相容性的一致)。
(3)可以获得先天性畸形及先天性疾病的动物模型(隐形纯和基因引起)。
(4)某些近交系具有一定的自发或者诱发肿瘤的发病率,并可以使许多肿瘤细胞株在活体动物上传代。
(4)分析不同遗传组成对某些实验的影响实验中具有特殊意义。
(二)封闭群动物 1、概念
1)群体:在自然条件下能够相互交配繁殖后代共享一个基因库的一群动物。
P.S.在群体遗传学中,个体之间的遗传差异来源于等位基因的不同,群体之间的
差异则取决于基因频率的不同。
2)Hardy-Weinberg定律 :在一个大的随机交配的群体内,如果没有突变,选择和迁移因素的干扰,则该群体每一世代基因频率和基因型频率保持不变
3)遗传漂变(Genetic drift)是指当一个族群中的生物个体的数量较少时,下一代的个体容易因为有的个体没有产生后代,或是有的等位基因没有传给后代,而和上一代有不同的等位基因频率。一个等位基因可能(在经过一个以上的世代后)因此在这个族群中消失,或固定成为唯一的等位基因。这种现象就叫“遗传漂变”。
4)封闭群(closed colony):一个群体既不以近交形式进行交配,也不引入任何外来血缘,
在封闭条件下交配繁殖,至少繁殖4代以上,从而保持了群体的一般遗传特征,又具有杂合性,我们称之为封闭群。封闭群可分为远交种(outbred)和突变种。常用的封闭群动物:比格犬、SD大鼠、ICR小鼠、青蓝紫兔
2、封闭群动物的特点及应用 1) 特点
①封闭群动物避免了近亲交配,具有较强的繁殖力和生活力。广泛应用于一般实验及学生的教学实验。
②封闭群动物(远交种)的遗传组成具有很高的杂合性。用于人类遗传学研究、药物筛选、毒物试验,生物制品和化学药品的鉴定等方面。 2) 应用
①由于封闭群动物的遗传组成具有很高的杂合性,所以在遗传学研究中可作为选择实验的基础群体,用于对一些性状遗传力的研究
②封闭群动物的突变种携带的突变基因通常可导致动物某些方面的异常,成为生理学、胚胎学和医学研究的模型。如高血压大鼠(SHR),属于突变种
③由于其可携带大量的隐性有害基因,可用于估计群体对自发或诱发突变的遗传负荷能力
3、封闭群动物繁育方法:随机数字表配对法、分组交配法、循环配对法
(三)杂交F1代动物
1、杂交F1代动物:由两个近交系杂交生育的第一代动物,其遗传组成均等地来自两个近交系,属于遗传均一并具有表现型相同的动物
p.s.杂交F1代动物不是一个品种或品系,因为它不具有育种功能,不能自群繁殖出
与杂交F1代相同基因型的动物,如果进行自群繁殖则在F2时会发生遗传上的性状分离 2、杂交F1代动物的特点及其应用
(1)特点:遗传和表型的一致性;基因型一致;与近交系相比具有杂交优势;国际分布广泛 (2) 应用:干细胞的研究;移植免疫的研究;单克隆抗体研究;细胞动力学研究;作为某些疾病研究的模型
五、转基因动物和克隆动物
1、转基因动物是指用实验导入的方法将外源基因在染色体基因内稳定整合并能稳定表达和遗传的一类动物。
2、克隆(clone,cloning)生物体通过体细胞进行的无性繁殖,以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体组成的种群。
3、克隆动物(cloning animal) 是利用显微外科技术,将一个体细胞核移植到一个去核的卵细胞中,植入母体子宫后,便可不经授精而发育成的一类动物
4、全能性(totipotency)任何一个处于细胞分化临界期之前的细胞,只要处于合适的条件下,既可发育为完整的生物体,也可发育为任何组织、器官及其任何终末细胞
5、嵌合体动物:只有部分组织细胞的基因组中整合有外源基因的动物。 6、转基因动物技术:是指借助基因工程技术将体外重组的结构基因导入受精卵或早期胚胎,培育出转基因动物的技术。
7、转基因技术操作的具体流程 (1)目的基因的设计 (2)重组载体的构建 (3)重组载体的体外验证 (4)基因转移 (6)组建转基因系
8、基因转移的主要方法:雄原核显微注射法(物理)、基因枪(物理)、逆转录病毒介导的转基因(生物)、干细胞法、精子载体介导法、锌指核酸酶技术(ZFN)、TALEN靶向基因操作、体细胞核移植转基因法
9、转基因动物在医学研究中的应用:遗传病的研究、病毒性疾病、高血压病的研究、异种移植、生产药用蛋白、进行药效评价
10、转基因动物研究出现的问题:制作转基因动物效率低、外源基因在宿主基因组中的行为难以控制 、转基因表达水平低
六、实验动物微生物与寄生虫学
1、实验动物的四个“标准化”:遗传控制标准化、微生物控制标准化、环境设施标准化、饲料营养标准化。
2、微生物对实验动物的影响
(1)通过感染或传染影响动物机体健康;
(2)通过寄生、共生,提高动物对环境的适应力和免疫力; (3)无利也无害,不会致病,不影响动物身体健康。
3、控制微生物的意义
(1)预防隐性感染和潜伏感染; (2)防止人畜共患病;
(3)避免对实验结果的影响; (4)生产标准实验动物。 4、
5、实验动物的微生物学等级分类 名称 普通动物 (Conventional animal,简称CV动物) 定义 不带有动物烈性传染病和人兽共患病病原体的动物。 饲养条件 普通开放环境 来源 经微生物学检查不带有上述病原体的动物,或SPF动物降级。 特点 1、微生物学特点 要求不携带所规定的人兽共患病病原和动物烈性传染病的病原。 2、饲养管理 饲养于开放系统。但仍然对温度,湿度,饲料,垫料,饮水,卫生等有一定控制。 3、生理学特点 外观健康,饮食排泄正常,无异常分泌物,无临床症状,脏器无眼观病灶。 应用 可作为生物医学中教学示教 作为某些科学研究为探索方法而从事的预试验 不可用于科研、生产和检定 由于普通级动物繁殖力强,生产量大,生产成本低,适宜作一般性的教学实验和预实验用。 清洁动物 (Clean animal,简称CL动物) 微生物控制级别介于SPF动物和普通动物之间的动物。除普通动物应排除的病院之外,不携带对动物危害屏障系统大规模生产 SPF级动物或无菌动物 (1)微生物特点: 1)清洁级动物比普通动物要求排除的微生物和寄生虫多,但比SPF级动物少; 2)清洁级动物除肉眼观察无病外,尸体解剖时,主要脏器、组织无论是肉眼观看还是病理组织切片应无病变 (2)饲养特点: 1)饲养于温湿度恒定的屏障环境中; 2)其所用的饲料、垫料、饮用水,笼具等都经过消毒灭菌处理; 3)工作人员需换灭菌服、鞋帽、口罩等进入动物室进行操作 大的对科研干扰大的病原 无特定病原体动物 (Specific pathogen free animal,简称SPF级动物) 指不携带普通动物、清洁动物应排除的病原外,不携带主要潜在感染或条件致病和对科学实验干扰大的病原的动物 指用现有的实验手段检测,动物的体表体内不携带其他生命体(包括一切微生物和寄生虫)的实验动物 屏障系统大规模生产/隔离器内保种 将无菌动物/悉生动物转移至屏障系统中饲养繁育 1、微生物特点: 1)SPF级动物除了一、二级动物应排除的病原外,不携带主要潜在感染或条件致病和对研究实验干扰答的病原 2、饲养管理: SPF级动物必须饲养在温湿度恒定的7级空气净化的屏障系统中,实行严格的微生物控制 1、研究工作:药理学、毒理学、肿瘤免疫学、传染病等广泛应用。 2、血清和疫苗制造 3、生物学鉴定:破伤风抗病毒、百日咳菌苗、狂犬病疫苗用SPF级鼠;口蹄病疫苗、结核菌素用SPF豚鼠、白喉抗病毒、热原试验用SPF兔 无菌动物 (Germfree animal,简称GF) 无菌隔离器内 第一代通过无菌剖腹产术,人工哺育获得;以后通过无菌动物雌雄交配繁殖或无菌剖腹术,保姆书代奶扩群 1、微生物特点: 在动物体内外任何部位均检测不出任何活的微生物和寄生虫 2、形态学特点: (1)消化系统:盲肠肥大、肠道肌层薄肠绒毛变细变短、肝脏变小 (2)循环系统:心脏变小、白细胞数变少且数量波动范围小 (3)免疫系统:胸腺,淋巴组织,网状内皮系统发育不良、脾脏小 3、免疫功能 (1)血清中IgG、IgM水平低,几乎不存在丙种球蛋白和特异性抗体 (2)免疫应答速度慢,过敏反应、对异体移植物的排斥反应以及自身免疫现象消失或减弱 4、生长率 (1)不同种属不同 (2)无菌鸟类生长率高于同种普通鸟 (3)无菌大、小鼠与普通鼠差不多 (4)无菌豚鼠和无菌兔比普通的慢 5、生殖 (1)无菌大、小鼠略高于普通大小鼠 (2)豚鼠和兔繁殖能力比普通级低 6、代谢和营养 (1)无菌动物血中含氮量少,肠管对水的吸收率低,代谢周期比普通动物长 (2)体内不能合成维生素B和K,易产生这两种维生素的缺乏症 7、抗辐射能力: 无菌动物抗辐射能力强,抗实验性烫伤和抗休克死亡能力也强于普通动物 8、寿命 无菌动物的寿命普遍长于普通动物 悉生动物 (Gnotobiotic animal,简称GN) 又称已知菌动物,指动物体内带有明确的微生物种类的动物。 无菌隔离器内 人为将已知的微生物植入无菌动物,使其体内带有已知菌 1、微生物特点 体内携带有已知微生物 2、饲养管理 必须饲养在温湿度恒定的5级空气净化的隔离系统中,实行严格的微生物控制。 3、其他 与无菌动物比较,悉生动物肠道内存在细菌,可以合成维生素,不会像无菌动物一样发生维生素缺乏症。抵抗力、生活力较强,易于饲养管理。 1、病因学的研究 如:猫瘟、龋齿的形成 2、微生物学中的研究 (1)微生物间的拮抗作用 (2)微生物和宿主之间关系 (3)病毒学研究 3、免疫学研究中的应用:无菌动物体内既无抗原也无特异性抗体,处于一种“原始状态”,很适合用于各种免疫功能的研究 4、肿瘤学研究 5、老年病学研究 6、营养学的研究 7、放射医学研究 8、毒理学研究 9、心血管病研究 10、宇航中应用 6、微生物学检测对象
A类:导致人畜共患病的主要病原体
(1) 病毒: 淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒(LCMV) ﹑狂犬病病毒﹑猕猴疱疹病毒1型(B病毒) ﹑汉坦病毒(流行性出血热病毒,EHFV)等
(2)细菌: 沙门氏菌 ﹑布鲁杆菌﹑志贺菌﹑结核分枝杆菌等 (3)真菌: 皮肤病原真菌等 (4)寄生虫: 弓形虫等
B类:实验动物主要烈性传染病病原体
鼠痘病毒(小鼠脱脚病病毒) ﹑兔出血症(兔瘟)病毒﹑犬细小病毒(急性出血性肠炎) ﹑犬瘟热病毒﹑传染性犬肝炎病毒等
C类:引起实验动物一般疾病的病原体
(1)病毒: 小鼠肝炎病毒﹑小鼠仙台病毒﹑猴反转录型病毒等。 (2)细菌:多杀巴斯德杆菌﹑泰泽病原体﹑鼠棒状杆菌﹑支原体等。 (3)寄生虫:多种体内寄生虫。 D类:隐性感染和潜伏感染
如:乳酸脱氢酶病毒(LDHV),潜伏感染时会引起乳酸脱氢酶升高,干扰动物的免疫功能,影响
实验结果。绿脓杆菌,在一定条件刺激下会诱发动物患病
E类:通常无致病性
7、微生物感染对人、动物和实验的影响 直接影响:
(1)引起人畜共患病,影响工作人员的身体健康。
(2)引起动物传染病,影响均衡生产,影响动物健康和质量。
(3)严重干扰实验结果的可靠性、准确性、重复性。 (4)污染环境 间接影响:
(1)引用不正确的实验结果可能会导致临床的错误治疗。 (2)用不健康的动物材料制成生物制品可扩散疾病。 (3)重复实验可造成新的人力、物力、才力的浪费。
8、常见人畜共患病毒性疾病:
(1)流行性出血热(Epidemic hemorrhagic fever,EHF)
(2)淋巴细胞性脉络丛脑膜炎(Lymphocytic choriomeningitis,LCM) (3)猴B病毒病(B-Virus of monkey) (4)狂犬病(Rabies)
(5)兔病毒性出血症(Viral hemorrhagic disease of rabbit)
9、常见人畜共患细菌性疾病:沙门氏菌、布氏杆菌(引起怀孕动物流产的主要细菌)
10、常见的实验动物寄生虫病:体外寄生虫病-螨病;体内寄生虫病-弓形虫病
七、常用实验动物介绍
常用实验动物:大鼠、小鼠、豚鼠、仓鼠、兔、犬、猫、猴、鸡、猪
(一)小鼠 生物学特性 一般特性 (1)小鼠体型小,面部尖突,长的触须 (2)性情温顺,容易捕捉,不主动咬人 (3)喜黑暗,昼伏夜出 (4)喜欢群居,雄性好斗 (5)对环境反应敏感,适应性差,汗腺不发达,怕热,高温容易中暑 (6)对多种毒素和病原体易感 繁殖特性 (1)发育迅速,性成熟早(初重1.5g,21日龄离乳,配种最好在65~90日龄) (2)性周期短,繁殖力强(发情周期4~5d,妊娠期19~21d,哺乳期20~22d。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) Ps. 阴道栓的形成: 是因为雄鼠生殖器官中有凝固腺,交配后可分泌腺液并凝固于雌鼠阴道和子宫颈内,形成阴道栓。 解剖学特点 下颌骨形态稳定; 上下颌各有2个门齿和6个臼齿,共16个。 门齿终生生长。小鼠无汗腺,尾有四条明显的血管,其尾有散热、平衡、自卫功能。胃容量小;淋巴系统发达 主要品种品系 近交系 C57BL/6(B6):黑色。乳腺癌发病率低,对放射物质耐受力强,眼畸形,口唇裂的发生率达20%。淋巴细胞性白血病发病率为6%。对结核杆菌、百日咳组织胺易感因子敏感。嗜酒精性高。是肿瘤学、生理学、遗传学研究常用品系。 C3H/He(C3):野生色。乳腺癌发病率为97%,对致肝癌因素敏感,对狂犬病病毒敏感,对炭疽杆菌有抗力。用于肿瘤学、生理学、核医学、免疫学的研究。 BALB/c (C):白化。乳腺肿瘤发生率低,但对致癌因子敏感。肺癌发病率雌性26%,雄性29%。对放射性照射极为敏感。广泛应用于肿瘤学、生理学、免疫学、核医学和单克隆抗体等研究中 DBA/2 (D2):浅灰色。听源性癫痫发作36日龄小鼠为100%,55日龄后为5%。对鼠伤寒沙门氏菌补体有抗力,对百日咳组织胺易感因子敏感。常用于肿瘤学、遗传学和免疫学的研究。 封闭群 KM:白化。该鼠特点是繁殖率高,抗病力强,适应性强。广泛应用于药理、毒理、微生物学的研究以及药品、生物制品的检定。 NIH:白化。特点是繁殖力强,产仔成活率高,雄性好斗。广泛用于药理和毒理研究以及生物制品检定。 突变系 dy(Dystrophia Muscularis) :肌萎症小鼠 Ob(Obese):肥胖小鼠 dw(Dwarf):侏儒小鼠 db(Diabetes):糖尿病小鼠 nu(Nude):裸鼠。是一种11号染色体隐性基因突变,体表无毛、无胸腺、缺少T细胞,存在B细胞但功能缺损,可进行异体肿瘤种植
1、在生物医学中的选择应用:
(1)药理学及药物临床前评价研究:药物筛选、药物效果及副作用研究、毒性试验和安全性分析;
(2)肿瘤学研究: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:(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;感染小鼠白血病病毒可诱发白血病;感染人类腺病毒可诱发小鼠肉瘤及淋巴瘤)、移植性肿瘤(裸小鼠、SCID小鼠)
(3)传染性疾病研究:狂犬病、流感、破伤风、疟疾等。
(4)遗传学和遗传性疾病的研究:家族性肥胖、全身性红斑狼疮、侏儒症等。 (5)老年病学的研究:臭氧诱发衰老模型 (6)计划生育
2、不宜采用小鼠的试验
(1)研究体温变化的试验:小鼠体温变化不稳定.
(2)慢性支气管炎的试验:小鼠气管及支气管腺不发达 (3)催吐试验:小鼠无呕吐反应
(4)动脉粥样硬化试验:小鼠不易形成动脉粥样硬化
3、饲养管理要点
(1)性别辨别:成年鼠雄鼠阴囊明显;雌鼠阴道开口和5对明显的乳头;仔鼠或幼鼠以生殖器与肛门的距离判定:近为雌,远为雄。
(2)健康辨别:皮毛光滑紧贴皮肤,四肢匀称;眼睛明亮有神,反应敏捷;身无伤痕,尾不弯曲,天然孔无分泌物 ; 食欲旺盛,粪便正常。
(3)饲养要点
①小鼠胃容量小,随时采食,应采取少量勤添饲喂。 小鼠常用饮水瓶给水,每周换
水2--3次,保证饮水不中断。应经常清洗并消毒饮水瓶及吸水管。
②笼具应选用国家标准笼具,一般用塑料饲养笼,清洁级以上小鼠的笼具需消毒。隔离器、IVC、层流柜。
③垫料是直接接触动物的铺垫物,有吸湿、保暖、作窝的作用,故应有 强吸湿性、无毒、无刺激性、无粉尘、不可食用并舒适。
(4)生产繁殖:适配年龄:小鼠雄性70日龄以上,雌性60日龄。大鼠原则上90日龄以上
①近交系大、小鼠生产群:实行随机交配方式,交配比例:小鼠一般为:1:1长期同居,大鼠则采用雄雌1:5交配方式。
②远交群生产群:实行随机交配方式
4、外购实验动物注意事项
(1)核对运输箱上的标签:周龄、品系名、性别、数量、供应单位名称、动物的微生物控制等级等与要求是否相符;
(2)动物运输箱表面用消毒液喷雾消毒; (3)打开隔离检疫室或隔离器传递窗外门,将运输箱放入传递窗内,再用消毒液喷雾,关门,开紫外灯,5-8min后,打开传递窗内门,取出动物运输箱
(4)打开动物运输箱,观察动物的一般状态,确认有无异常。 (5)检查动物的性别、数量与标签是否相符。
(二)大鼠
生物学特性 (1)性情温顺,易捉取,捕捉方法不当,攻击人 (2)对营养、维生素、氨基酸缺乏敏感,可发生典型缺乏症状; (3)喜静,夜行,噪声、不适光照影响繁殖; (4)对粉尘、氨气、硫化氢敏感,长期刺激,诱发肺部炎症; (5)对湿度敏感,低于40%,易患环尾病,母鼠食仔 (6)不能呕吐; 解剖学特性 (1)垂体—肾上腺系统功能发达,应激反应灵敏 (2)视觉、嗅觉灵敏 (3)大鼠血压和血管阻力对药物反应灵敏; (4)肝脏再生能力强,切除60-70%的肝仍有再生能力;无胆囊 (5)眼角膜无血管,对炎症反应灵敏; 生理学特点 (1)性成熟:2月龄;性周期:4-5天,产后发情; 适配鼠龄:雄90日龄,雌80日龄;妊娠期19-23天,平均窝产6-14只(只有此标准内大鼠才能用于实验); (2)生长发育状况与:品系、体质、胎次、带仔数、营养、环境有较大关系; (3)成年雄鼠300-600g,雌鼠250-500g,寿命2-3年 主要品种品系 近交系 封闭群 F344:白化; 该品系大鼠可允许多种肿瘤移植生长。 SHR:白色,又称自发性高血压大鼠 Wistar:白色,头部较宽,尾长小于身长。该种群性周期稳定,繁殖力强,产仔多,生长发育快,性情温顺,对传染病的抵抗力较强,自发肿瘤发生率低。 SD:头部狭长,尾身长度接近。抗病能力尤以对呼吸系统疾病的抵抗力强。自发肿瘤率较低。对性激素感受性高。常用作营养学、内分泌学和毒理学研究。 1、在生物医学中的选择应用
(1)生理学研究:大鼠垂体—肾上腺系统发达,垂体摘除比较容易,可用来进行肾上腺、垂体,卵巢等内分泌研究。
(2)营养学、代谢性疾病的研究:大鼠对营养缺乏比较敏感,可发生典型的症状,是研究营养学的首选动物。常用于蛋白质缺乏、氨基酸、维生素和无机离子代谢等研究;用于营养不良和饥饿对身体发育所产生不利影响的研究。
(3)药物学研究:毒理学试验(如急性、亚急性和慢性毒性试验、生殖毒性试验和药物依赖试验等;大鼠也经常用于“三致”试验研究)、药效学(神经系统疾病药物药效评价:特别对影响副交感神经效应器接点的药物研究时,首选大鼠。治疗炎症药物药效评价:大鼠踝关节对炎症反应敏感,用于抗关节炎药物的研究)
(4)肿瘤研究:主要用化学物质诱发大鼠的肿瘤,如形成肝癌、肺癌、胃癌、肺腺癌、食道癌、乳腺癌以及多种肿瘤。
(5)遗传疾病研究:自发性遗传疾病,如白内障、尿崩症、肥胖、高血压、癫痫等 (6)行为学研究:大鼠行为表现多样,情绪反应敏感,具有一定的变化特征,常用以研究各种行为和高级神经活动的表现。如进行迷宫试验,奖励和惩罚试验,成瘾习惯药物的行为学研究
2、饲养管理要点: (1)环境:
①大鼠饲养室要注意避免噪音,强烈的噪音易引起吃仔现象。 ②大鼠饲养室的湿度不得低于40%,避免环尾症的发生。 ③定时换窝,每周2~3次,加强室内通风换气。 (2)饲料和饮水
①饲料按照少量多次的原则,保证饲料质量。 ②饮水为高温高压灭菌水。 (3)笼具和垫料
①笼具必须符合国家标准。
②每周2次更换垫料。因为大鼠体形较大,排泄物多,产生的有害气体也多。
(三)豚鼠
生理学特性 一般特性 (1)草食性动物,有食粪,边吃边排便 (2)性情温顺,不会攀爬,胆小喜欢安静、干燥的华宁 (3)对外界环境刺激极为敏感,经常性搬运和扰动可使其体重下降 (4)短被毛,被毛紧贴皮肤,怕高温、高湿、自动调节体温能力较差,饲养最适温度为18~22℃。 (5)身体短粗,尾巴只有残迹,胃壁簿,盲肠发达。自身不能合成维生素C。 (6)群居,不易单笼饲养 (7)普赖厄反射(听觉耳动反射),表现为耳廓竖起一应答尖锐的声音 繁殖特性 (1)性早熟:雌鼠30-45日龄,雄鼠70日龄。不宜配种(难产率高) 配种时间:达到体成熟,一般为5-6月龄,体重达到:雄鼠600-700g,雌鼠700-800g。 性周期15-17d,妊娠期59-62,产仔3-4只,哺乳2-3周。 (2)新生仔鼠发育完全:牙齿、被毛、睁眼、活动。(晚成性动物) (3)生长快:出生体重约80g,2月龄达350g。 1、在生物医药学中的选择应用
(1)过敏反应或变态反应研究:豚鼠是过敏性休克和变态反应研究的首选动物。常用实验动物接受致敏物质的反应程度不同,顺序为:豚鼠>家兔 >狗 >小鼠 >猫 >蛙
(2)免疫学研究
(3)传染病研究:是结核杆菌的分离、鉴别、诊断以及病理研究的首选动物。
(4)药物学研究:豚鼠对组织胺极敏感,所以很适合做平喘药和抗组织胺药的研究; 豚鼠妊娠期长,适用于药物或毒物对胎儿后期发育影响的试验; 豚鼠可用于研究麻醉药及镇咳药的药效实验;
(5)营养学研究: 豚鼠体内不能合成维生素C,对其缺乏十分敏感,是目前唯一用于研究实验性坏血病的动物
(6)耳科学研究:常用于听觉和内耳疾病的研究。如噪声对听力的影响,药物对听神经的影响等研究。
2、不宜选用豚鼠的研究:
(1)急性实验。因为豚鼠易感染,皮肤厚,不宜注射,血管神经不易分离 (2)慢性支气管炎症实验。因为豚鼠气管、支气管腺体不发达 (3)呕吐实验。因为豚鼠呕吐反应不敏感。
3、饲养管理要点: (1)环境控制:
▲安静,防噪音;清洁卫生消毒
▲对温度变化敏感,过冷过热易诱发疾病,怕缝隙风直吹。 (2)营养控制 ▲纤维素:干稻草 ▲维生素C:
(3)饲养笼具:托盘式笼架。 (4)繁殖:
1雄配3-6雌,长期同居。优点:互相代乳 1雄1雌,定期同居交配。优点:记录清楚
PS.初次配种:一定要达到体成熟,否则难产 繁殖力低,影响种鼠使用年限
(四)家兔
生物学特性 习性与行为 昼伏夜动、胆小怕惊、群居性差、食粪癖、怕潮湿、喜啃咬、草食性、喜穴、寿命:8~10年 解剖学特点 消化系统 ①家兔的回肠与盲肠相连处膨大形成一后壁的圆囊,称为圆小囊,这是家兔所特有的。 圆小囊的作用:一,消化功能,分泌碱性液体,中和盲肠中微生物分解纤维素所产生的各种有机酸。二,免疫功能,是淋巴组织。 ②家兔盲肠发达。 盲肠的作用:一,其中的微生物将纤维素转化为淀粉和其他糖。二,产生软粪,软粪内含有丰富的蛋白质、维生素B。 循环系统 家兔的胸腔内构造与其它动物不同。胸腔由纵膈分为互不相通的左右两部分。肺被肋胸膜和肺胸膜隔开,心脏又被心包胸膜隔开。因此,开胸后打开心包胸膜暴露心脏进行实验操作时,动物不需作人工呼吸。兔后肢膝关节腘窝部有卵圆形淋巴结。 家兔颈部有减压神经独立分支,和迷走神经、交感神经干完全分开。 雄兔的腹股沟宽且短,终生不封闭 雌兔为双子宫,有3~6对乳头 耳大、血管清晰,便于注射和取血。 眼球甚大,虹膜内有色素细胞,眼睛的颜色就是由该色素细胞所决定的。 神经系统 生殖系统 内分泌系统 甲状旁腺分布比较分散且不固定 其他 生理学特点 繁殖特点 兔属于刺激性排卵的哺乳动物。 雌性动物在经雄性动物交配刺激或人工刺激后,才从卵巢中排出成熟的卵子,这种现象叫刺激性排卵。 性周期:8~15天 妊娠期:30~35天 性成熟:♂7个月;♀5个月 利用呼吸散热维持体温平衡 对射线敏感 照射后常发生休克样的特有反应 体温调节 换毛
1、在生物医学研究中的应用 (1)发热及热原实验
原理:家兔体温变化灵敏,易产生发热反应, 发热反应典型、恒定。 ①给家兔注射细菌培养液和内毒素可引起感染性发热 ②给家兔注射化学药品或异性蛋白等可引起非感染性发热
(2)免疫学研究-制备免疫血清(病原体免疫血清、间接免疫血清、抗补体抗体血清、
抗组织免疫血清)
(3)胆固醇代谢和动脉粥样硬化症的研究
(4)生殖生理和避孕药的研究:利用诱发排卵的特点进行各种研究
(5)家兔眼球大,是眼科研究中常用的动物:比如用家兔复制角膜瘢痕模型
(6)心血管和肺心病的研究:家兔颈部神经血管和胸腔的特殊构造,适合做急性心血管实验。
(7)皮肤刺激试验:家兔和豚鼠皮肤对刺激反应敏感,其反应近似于人。
2、饲养管理
(1)保证纤维素的供应。 (2)投料应定时定量。 (3)保证充足的饮水。 (4)保持安静,防止骚扰。 (5)饲养室的温湿度。
(五)犬
生物学特性 习性与行为 杂食动物、较强的母性、保护住地不受侵犯、强烈的群居性、喜近人,易驯养、环境适应力强、智力发达,记忆力强。 (1)皮肤汗腺极不发达,仅趾垫有少许汗腺,天气炎热时,犬张口呼吸,舌头吐出口外散热 (2)狗具有发达的血液循环和神经系统以及大体上和人相似的消化过程,在毒理方面的反应和人比较接近,内脏与人相似。 (3)正常犬鼻呈油状滋润,人以手背触之有凉感,它能灵敏地反映全身的健康情况。 生理学特点 (1)犬有4种神经类型:神经类型不同导致性格不同 多血质(活泼型)—强、均衡的灵活型 粘液质(安静型)—强、均衡的迟钝型 胆汁质(不可抑制型)—不均衡,兴奋占优势的兴奋型 忧郁质(衰弱型)—兴奋和抑制不发达的弱型 (2)有A、B、C、D、E五种血清型,但可交叉输血(无溶血作用)。 (3)视力较弱:①视网膜上无黄斑;是人的1/5或1/3,一般视力范围仅为20-30米。 ②红绿色盲 ③每只眼有单独视野,无立体感。 暗视力发达:对光极为敏感,在微弱的光线下就能看清物体。对移动着的物体感觉却比较灵敏。 繁殖特点 发情季节:春秋两季各一次发情 (1)性成熟: 7-12月龄 (2)发情周期:180天 解剖学特点 (3)妊娠期: 59-65天 (4)哺乳期: 60天 (5)产仔数: 1-12只,平均4-8只 (6)平均寿命:12年 1、在生物医学中的应用
(1)实验外科学:临床上在研究新的手术或麻醉方法时往往是选用犬来作动物试验。 (2)基础医学实验研究:犬的神经系统和血液循环系统发达,特别适合在生理和病理生理等实验研究。
(3)慢性实验研究
(4)药理学和毒理学研究 (5)营养学和生理学研究
2、饲养管理要点
(1)饲养方式:采用散养和笼养:生产群、待用犬可散养;仔犬和实验用犬可笼养。 (3)清洁卫生:保持环境卫生清洁,注意冬天保暖夏天防暑。 (3)饲料营养:颗粒饲料,保证充足的饮水。 (4)检疫
八、实验动物的选择和动物实验的准备
1、动物实验研究中动物选择的基本原则:相似性原则、特殊化原则、标准化原则、规格化原则、经济性原则
(1)相似性原则是指利用动物与人类某些机能、代谢、结构及疾病特点的相似性选择实验动物。在可能的条件内,应尽量选择在结构、功能、代谢方面与人类相近的动物做实验。
(2)特殊性原则是指利用不同种系实验动物机体存在的特殊构造或某些特殊反应选择解剖、生理特点符合实验目的和要求的动物。
PS.(选择题考点)
①大鼠肝脏再生能力很强,切除60%~70%肝叶仍有再生能力,适合肝外科实验研究。 ②大鼠无胆囊,不能选用做胆囊功能的研究,而适合做胆管插管收集胆汁,进行消化功能研究。
③中国地鼠易产生真性糖尿病,血糖可比正常高出2-8倍,胰岛退化,适合于糖尿病的研究。
④豚鼠易于致敏,适于作过敏性实验研究。同时,由于其体内不能合成维生素C,必须从食物中摄取,故作维生素C缺乏症的研究很适合。豚鼠血清中补体含量多,效价高,常用于免疫学和生物制品的研究。
⑤猴等动物的气管腺数量较多,适宜选用它研究慢性支气管炎或祛痰平喘药。 ⑥犬是红绿色盲,不能以红绿信号作为条件刺激来进行反射实验。 ⑦家兔的胸腔适合做开胸和心脏实验。家兔兔对体温变化十分敏感,,适于发热、解热和检查致热源的研究。兔和猫是避孕药研究的常用动物(刺激性排卵)
⑧雌激素能终止大鼠和小鼠的早期妊娠,但不能终止人的妊娠;吗啡对犬、兔、猴和人主要作用是中枢抑制,而对小鼠和猫则是中枢兴奋;家兔对阿托品极不敏感;苯胺及其衍生物对犬、猫、豚鼠和人产生相似的变性血红蛋白等病理变化,对兔则不易发生,对大、小鼠
等啮齿类则完全不发生。
⑨DBA小鼠对声音刺激非常敏感,发生听源性痉挛,甚至死亡,而BALB/c、C57BL小鼠则不会出现;A、C3H、TA2等品系小鼠易致癌,而C57BL、TA1等不易致癌;AKR小鼠白血病自发率达65%,而C3H雌鼠乳腺癌自发率达90%以上。
(3)标准化原则是指动物实验中选择和使用与研究内容相匹配的标准化的实验动物。 如:以群体为研究对象的课题,封闭群动物则更为合适。 (4)规格化原则是指选择与实验要求一致的动物规格
如:通常情况下,实验若对动物性别无特殊要求,则宜选用雌雄各半。但氯仿对小鼠肾脏造成的损害,只在雄性动物中表现,雌性动物则不出现损害。
(5)经济性原则是指尽量选用容易获得、价格便宜和饲养经济的动物。在不影响整个实验质量的前提下,尽量做到方法简便和降低成本
2、医学研究中实验动物的选择 药理学研究 临床前药物代谢动力学研究 必须选用成年健康的动物,常用的有小鼠、大鼠、豚鼠、兔、犬等。 药物动力学参数测定:犬、猴等大动物。 药物分布试验:大鼠、小鼠。 药物排泄试验:首选大鼠 常选用的动物包括小鼠、大鼠、猫、犬等,性别不限。 观察循环和呼吸系统时一般不宜用小鼠和兔。 促智药:健康成年的小鼠和大鼠。 镇静催眠药:健康成年小鼠。 抗痛药:健康成年小鼠或大鼠(雄性为宜)。 镇痛药:成年小鼠、大鼠、兔。 中枢性肌松药:小鼠和猫(因为猫的神经反射极敏感)。 解热药研究首选家兔。 神经节传导阻滞影响的药物:首选猫 研究药物对神经肌肉接点的影响时,常用动物是猫、兔、鸡、小鼠和青蛙。 影响副交感神经效应器接点的药物:首选动物是大鼠。 抗心肌缺血药物研究:犬、猫、家兔、大鼠和小鼠。 抗心律失常药物:豚鼠。 降压药物研究:犬、猫或大鼠,一般不选用大鼠(对强心苷和磷酸二酯酶制剂的强心反应不敏感)。 治疗心功能不全药物研究:犬、猫、豚鼠。 降血脂药物研究:选用大鼠、家兔(WHHL兔) 抗动脉粥样硬化药物:家兔、鹌鹑。 抗血小板聚集药物研究:家兔和大鼠。 抗凝血药物研究:大鼠和家兔。 在研究药物对心脏的作用时,可选择青蛙和蟾蜍。 镇咳药筛选:首选豚鼠。 犬适用于观察药物的镇咳作用持续时间。 兔对化学和机械刺激都不敏感,刺激后发生喷嚏的可能性更多。 一般药理研究 作用于神经系统的药物研究 作用于心血管系统的药物研究 作用于呼吸系统的药物研究 支气管扩张药物研究:豚鼠、大鼠。 祛痰药研究:雄性小鼠、兔或猫。 作用于消化系统的药物研究 作用于泌尿系统的药物研究 作用于内分泌系统的药物研究 计划生育药物研究 胃肠解痉药物研究{}大鼠、豚鼠、兔、犬等。 催吐或止吐药:犬、猫、鸽等。 利尿药物或抗利尿药物的研究:雄性大鼠、犬(不选小鼠、兔)。 肾上腺皮质激素类药物:大鼠、小鼠。 H1受体激动药物或阻断药物研究首选动物是豚鼠 终止中期妊娠药物或子宫收缩药物研究常选用雌性大鼠、豚鼠、家兔、猫。 女用避孕药研究常选用雌性近交系大鼠、地鼠、家兔及猕猴。 男用避孕药研究常选用雄性近交系大鼠或猕猴。 抗焦虑药研究选用成年健康小鼠、大鼠、兔等,长期实验,建议选用雄性。 抗抑郁药:选用小鼠、大鼠,其次为犬、猪 精神药物研究 毒理学研究中的选择 动物的进化程度愈高,对药物的敏感性愈好。毒理学研究要求至少使用两种动物进行试验,而且它们的种属差异越大越好。在实验动物年龄方面,毒理学研究要求选用未成年的较为合适。要求选择雌雄各半为宜。要求数量不宜太少。 3、动物实验设计的基本原则:对照的原则、随机化原则、重复的原则、一致性原则、弹性原则 、最经济原则。
(1)对照(control):是动物实验设计的首要原则,有比较才有鉴别,而对照是比较的基础。对照的意义在于它可以使处理因素和非处理因素的差异有一个科学的对比。分类:组间对照(空白对照、安慰剂对照、实验条件对照、标准对照)、自身对照
(2)随机化(randomization) 除了处理因素外,其它所有可能产生混杂效应的非处理因素在各组中(对照和实验组)尽可能保持一致,保证和提高各组的均衡性,也是资料统计分析时进行统计推断的前提。分类:抽样随机、分组随机、实验顺序随机
(3)重复(repetition) 是消除非处理因素影响的又一重要手段,重复的目的是使均数逼真,并稳定标准差,这样才使统计量(样本指标)代表参数(总体指标),统计推断才具有可靠的前提。重复程度表现为样本含量的大小和重复次数的多少。分类:整个实验的可重复(重现性)、多个受试对象重复、同一对象的重复检测
4、动物实验准备(大题)
动物实验的准备:理论准备、条件准备和预备实验。
(1)理论准备:指了解动物实验的基础理论知识、选题立项和设定假设、研究计划和方案的制订、实验方法的选择、技术参考文献的查阅等等。
(2)条件准备:指仪器设备的备置与校准、药品的配制、器械的准备、实验动物的购入、实验场所的消毒与器具的配套等等。
(3)预备实验:指正式实验的“预演”。
5、动物实验前的理论准备:
(1)了解有关实验动物方面的基础知识:首先要了解实验动物科学方面的基础理论,特别是熟悉实验动物的生物学特性。其次要掌握有关动物实验方法学方面的基础知识和基本技能。
(2)正确选题立项和设定假设:选题应遵循的原则(科学性、目的性、创造性、可行性)、假说是预先假定的答案或解释,亦即是实验的预期结果。
(3)实验研究计划和方案的制订:是指对动物实验研究中涉及的各项基本问题的合理安排。
(4)实验方法的选定:保证可靠性、优越性、创造性
6、动物实验前的条件准备:动物实验前的条件准备主要是指准备好实验仪器、药品、试剂和实验动物等。应根据实验目的、实验规模(实验动物数目)、动物实验周期等来确定。
(1)笼盒及盖至少准备2套,以便换洗;饮水瓶至少准备2套以上,以防被动物咬破。 (2)在实验前应对实验室、笼盒及盖、饮水瓶进行彻底的清洗与消毒。还应准备好笼卡、记录本、垫料、饲料、温度计、湿度计等必需物品。
PS.购入或领取实验动物时,应注意的问题:
(1)购入或领取实验动物前,应进行各项计划的核实,检查各项实验前的准备工作。
(2)购入或领取实验动物时,应向供应部门索取所用动物的遗传背景和微生物质量资料(动物质量合格证),以及动物品系、年龄、体重、胎次等资料。
(3)根据实验观察时间长短的需要,同时购入或领取相应数量的饲料和垫料。
(4)若是从外地购入动物需长途运输时,还应考虑到途中各种因素对动物的影响。尤其注意途中污染和窒息死亡等问题。
(5)若是购入或领取清洁级以上实验动物,应采取带有空气过滤膜的无菌运输罐或带过滤帽的笼盒运输,严格检查其密封状况。
(3)术前准备:术前3天单笼饲养,术前8-24小时禁食、禁水。 (4)适当的适应期。
7、实验的详尽方案和实施
(1)需要准备一个动物实验的日程表,写上简单明了的实验方案,实验过程应该描述清楚,注明对实验动物品种、品系的选择,动物的营养、饲喂方式和时间的选择,样本的采集和安乐死的方式。
(2)详细的草案还应该包括实验者、实验动物和实验技术等几个方面的问题。实验技术如给药途径和方法、术式、麻醉方法和深度、复苏和抢救措施等。
(3)实验结束时收集所有的实验资料,进行各种后续指标的检测,包括运用数学统计的方法分析处理实验数据。
(4)分析结果是否证明了原来的假设。
8、实验时间安排
(1)必须留出足够的时间购买动物。 (2)必须留出必要的检疫期。
(3)充分估计到动物不可预料的死亡或是自然死亡可能给实验带来的影响。 (4)必须留出足够的时间来学习和掌握新的技术。 (6)进行必要的预实验。 (7)得到管理部门的许可。
(8)落实动物实验所需的后勤资源保障:如动物房、饲养人员、实验操作技术人员、
试剂购买、所需配备的特殊设备(层流架、隔离器等)
简答题:如何根据各级动物的特点,结合课题研究水平、内容及目的选择何种微生物等级的实验动物?
答:(1)普通动物所获得的实验结果的反应性差,故主要用于生物医学示教或为某项研究进行探索方法的预实验。
(2)清洁动物是国内科研工作主要要求的标准实验动物,适用于大多数科研实验。 (3)无特定病原体(SPF)动物是理想的健康动物,用它来研究,可排除疾病或病原的干扰,适用于所有科研实验、生物制品生产及鉴定,是国际公认的标准实验动物。
(4)无菌动物是一种非常规动物,仅适用于特殊研究目的,如微生物与宿主、微生物间的相互作用,免疫发生发展机制,放射医学等方面的研究。
九、常见人类疾病动物模型
1、人类疾病动物模型是指生物医学研究过程中所建立起来的具有人类疾病模拟表现的动物实验对象及相关实验材料。
2、人类疾病动物模型意义
(1)充当人类替难者,避免了在人身上进行实验所带来的风险 (2)可严格控制实验条件,排除多种干扰,结果可比性强 (3)提高复制成功率,缩短研究周期,重复性好; (4)便于所需实验样品的采集; (5)有助于更全面认识疾病的本质; (6)提供发病率较低的疾病材料; (7)药物药效学研究和安全性评价
3、人类疾病模型分类(按照产生的原因分类) 自发性动物模型(spontaneous animal model) 概念 指未经任何有意识的人工处置,在自然情况下所发生的疾病;或者由于基因突变的异常表现通过遗传育种保留下来的动物疾病模型。 种类 (1)突变系遗传疾病模型、 (2)近交系肿瘤疾病模型: 优点 人为因素少,更接近自然的人类疾病,其应用价值很高,特别是在遗传性疾病、免疫缺陷病、肿瘤等得到广泛应用。 缺点 种类有限。近交系的肿瘤模型因实验动物种系、品种不同,其肿瘤所发生的类型和发病机制有差异。疾病动物饲养条件要求高,需要一定的时间,操作技术性能强,尚不能普遍应用。 和自然发生的诱发性动物模通过用物理、化学(1)生物因素诱发性模能在短时间型(又称为复制动物模型experimental animal model) 或生物等致病因素人为处置动物,造成动物组织、器官或全身损害,使之出现某些类似人类疾病时的功能、代谢或形态结构方面的改变 应用基因工程技术有目的地干预动物的遗传组成,建立携带(或缺失)特定基因的转基因动物,导致动物新的生物性状的出现,并能有效地遗传下去,形成新的可用于生命科学研究的动物模型 型 (2)物理因素诱发性模型 (3)化学因素诱发性模型: 内复制出大量疾病模型,实验条件易控制,重复性好 人类疾病在某些方面存在一定差异,对实验结果的外推以及进一步的深入研究有一定的局限性。 动物机体基因调控十分复杂,目前基因工程动物模型提供的信息还十分有限 基因工程动物模型 (1)转基因动物:通过实验手段将新的遗传物质导入到生殖细胞或动物胚胎细胞中,并能稳定遗传,由此获得的动物称为转基因动物。 (2)基因敲除动物:指利用细胞内染色体DNA可以和导入细胞的外源DNA在相同序列的区域内发生同源重组的现象,在小鼠胚胎干细胞(ES细胞)中定点破坏内源的基因,然后利用ES细胞发育的全能性,获得从ES细胞发育而来的带有预定基因缺陷的杂合子小鼠,通过遗传育种最后获得目的基因纯合缺陷的动物个体。 (3)基因替换动物 不但能从动物整体水平上研究,而且还可以深入到细胞水平和分子水平研究发病机制、药物筛选和临床学研究提供了比较理想的实验体系 免疫缺陷动物模型 指由于先天性遗传突变或用人工诱导方法建立的一种或多种免疫系统组成成分缺陷的动物。 (1)T淋巴细胞功能缺陷的动物(裸小鼠、裸大鼠) (2)B淋巴细胞功能异常的动物(CBA/N小鼠); (3)严重联合免疫缺陷动物(SCID小鼠和SCID-hu小鼠) 抗疾病型动物模型 生物医学模型 是指特定的疾病不会在某种动物身上发生。因此可借以探讨为何该种动物对该疾病有天然的抵抗力 指利用健康动物的生物学特征来提供人类疾病相似表现的疾病模型 P.S. 转基因动物:通过实验手段将新的遗传物质导入到生殖细胞或动物胚胎细胞中,并能稳定遗传,由此获得的动物称为转基因动物。
(1)转基因动物基本原理:将改建后的目的基因(基因组片段)用显微注射法注入实验动物的受精卵。将该受精卵再植入受体动物的输卵管(或子宫)中。发育成携带外源基因的转基因动物
(2)转基因动物基本方法:
显微注射法;逆转录病毒载体介导法;胚胎干细胞介导法;精子介导法;锌指核酸酶技术(ZFN);TALEN靶向基因操作
(3)转基因动物的应用:
提高动物优良性状,改善动物产品质量;动物抗病育种;生产药用蛋白,如通过牛奶提取;生产人用营养保健(医疗)品;生产可用于人体器官移植的动物器官;建立诊断、治疗人类疾病及新药筛选的动物模型
3、人类疾病动物模型的复制原则:相似性(可比性);重复性;可靠性;适用性和可控性;易行性和经济性
(一)自发性动物模型 自发性乳腺肿瘤 (1)A系小鼠:生育雌鼠高 (2)C3H系小鼠:繁殖雌鼠几乎为100% (3)DBA系小鼠:经产母鼠发病率为60% (4)DD系小鼠:生产雌鼠63% (5)FM系小鼠:生产雌鼠90%以上 (1)A系:18月龄小鼠发病率90% (2)SWR系:18月龄小鼠发病率80% (3)PBA系:12月龄生产雌鼠77% (1)C3H系:C3H/Hc系14月龄雄鼠85% (2)CBA系:CBA/J雄鼠55% (1)AKR系:76-90% (2)C58系:12月龄内95-97% (1)PBA系:35周龄100% (2)C3H/Fg:生育雌鼠98%,雄鼠89% (1)RIII系:17月龄生产雌鼠60% (2)C3H系:C3HeB/Fe19月龄生产雌鼠64% (1)I系:胃肿瘤发病100% (2)BRS:可注入甲基坦蒽后发生 自发性肺脏肿瘤 自发性肝脏肿瘤 自发性淋巴性白血病 自发性淋巴瘤 (淋巴肉瘤) 自发性卵巢瘤 自发性胃肠道肿瘤
(二)循环系统疾病 疾病类型 心肌梗死模型 制备方法 结扎冠状动脉法:在开胸直视下分离冠状动脉,结扎LAD第一对角支下方。 适用于猴、犬、猪等 特点 优点:有助于对结扎点的识别、保证不同动物具有相同的梗塞部位; 缺点:手术复杂、创伤大、无血脂动脉硬化等病变 介入法:通过向动物主动脉根部冠脉起始注射混悬液 虽然创伤小,但是动物容易死,较适用于家兔、犬 少使用 化学法:应用异丙基肾上腺素静脉滴注或腹腔注射,优点:简单方便 静滴一般取异丙基肾上腺素加入500ml生理盐水,缺点:此法复制模型冠状动脉选4h内家兔耳缘静脉(1mg-30mg/kg)匀速滴入;腹择性差,引起心肌弥漫性损伤,而腔注射分为上下午两次注入,剂量分别为10mg/kg和20mg/kg。 适用于兔、鼠等小型动物; 高血压动物模型 神经源性高血压动物模型:在影像技术指导下利用球囊固定法,在延髓左侧腹外侧舌咽神经、迷走神经根入脑干区形成神经血管压迫建立模型。 适用于犬等大型动物 且以心内膜下病变为主,与人类疾病差异较大 优点:接近生理状态 缺点:需要仪器和先进技术 肾血管性高血压大鼠模型:利用肾脏缺血导致肾脏合成分泌肾素增加,进而血紧张素增加导致血压升高的原理,采用两肾一夹法,即用丝线或夹子狭窄左侧肾动脉(50-80%),术后两周血压开始升高,4-5周可形成稳定高血压 应激性高血压动物模型:采用电、声波等慢性刺激中枢神经系统可引起动物高级神经活动紧张,导致血压明显升高。 自发性高血压大鼠模型:自发性高血压大鼠(SHR) 高血脂及动脉粥样硬化症动物模型 高脂饲料诱发高血脂及动脉粥样硬化症模型(不同动物饲料配方不同,需要查阅的同学翻看本文附件1) 人工培育的自发性冠状动脉硬化模型 非喂养法诱发高血脂及动脉粥样硬化症模型 心力衰竭动物模型 心律失常动物模型 手术方法引起心力衰竭动物模型 静脉注射乌头碱诱发大鼠心律失常模型; 醛诱发家兔窦性心律不齐模型 无水乙醇诱发犬房室传导阻滞模型 休克动物模型 低血容量性休克(失血)模型 心源性休克模型 感染性休克模型 过敏性休克模型 (三)神经系统疾病模型 疾病类型 缺血性模型 制备方法 局灶性脑缺血模型:(1)大鼠大脑中动脉缺血模型;(2)沙鼠大脑中动脉缺血模型;(3)兔大脑中动脉缺血模型;(4)犬大脑中动脉缺血模型 全脑缺血动物模型:(1)沙鼠全脑缺血模型;(2)大鼠全脑缺血模型 出血性模型 脑出血动物模型 (1)大鼠尾状核自体血注入脑出血模型;(2)大鼠胶原酶诱导脑出血模型;(3)大鼠微气囊充胀脑出血模型 蛛网膜下隙出血动物模型 (1)大鼠枕大池自体血注入模型; (2)兔蛛网膜下隙出血后症状性血管痉挛模型 药物建模: (1)注射合成红藻氨酸制备大鼠癫痫模型 (2)注射氯化锂*匹罗卡品制备大鼠癫痫模型 (3)穿刺注射海人酸杏仁点燃大鼠癫痫模型 手术建模:正常Wistar大鼠用2%戊巴比妥钠(50mg/kg)腹腔麻醉后,矢状位切开头部皮肤,剥离颅骨外模,左侧顶距失状缝旁3.5mm,冠状缝后4.0mm 癫痫动物模型 处钻直径为3.0mm的骨窗,保持硬脑膜完整,此时接液压打击装置,压强152-202kpa,40-50ms,打击后,缝合头皮,自由进食。 阿兹海默动物模型 (1)前脑基底胆碱能神经元损伤致AD; (2)一侧海马伞切断致老年性痴呆; (3)阻断颈总动脉致血管性痴呆 (1)旋转大鼠模型; (2)N-甲基-4-苯基-1,2,3,6四氢吡啶(MPTP)所致的灵长类动物模型 (四)消化系统模型 疾病类型 急性胃炎动物模型 制备方法 特点 Wistar大鼠,雄性,300g。 大鼠禁食24h,在清醒状态下,用下述试剂或物质灌胃: (1)水杨酸制剂(如20 mmol/L阿司匹林或水杨溶液)按100 mg/kg体重灌胃; (2)2ml 10 mmol/L的醋酸或2ml 不同浓度的盐酸(1,10,100 mmol/L); (3)2ml 同种动物胆汁或2 mmol/L的牛磺胆酸; (4)15%的乙醇; 4h后处死动物,剖检可见胃内发生急性弥漫性炎症改变。胃粘膜表面有浅表糜烂、出血,粘膜层内见中性粒细胞浸润。 原理:碱性肠液倒流入胃,刺激胃粘膜可引起炎症,即胆汁反流性胃炎。常见于原发性或继发性幽门功能紊乱或胃切除术后。本法取上部小肠的碱性肠液注入已结扎幽门的同种大鼠胃内,使之对胃粘膜产生持续刺激,形成胃炎。 帕金森病动物模型 胆汁返流性胃炎模型 Wistar大鼠,雄性,180 ~ 220g。 (1)制备上部小肠液; (2)向胃内注入小肠液,2 ml/只(正常对照组注入2 ml生理盐水)。缝合腹壁,腹腔注射阿托品5 mg/kg体重,以抑制胃液分泌,利于胃粘膜损伤模型的形成; (3)处死大鼠,开腹,结扎贲门,取出胃,沿胃大弯剪开。用滤纸吸干表面水分,立即称量胃重,以胃湿重/体重之比(胃系数)表示胃水肿程度。 (4)肉眼观察并计数整个胃粘膜出血点数,作为损伤指数。 模型组动物胃系数和损伤指数明显增加,肉眼观察模型组胃粘膜充血、水肿,皱襞减少,颜色暗红,并有大量散在出血点。 大鼠慢性萎缩性胃炎模型 (1)胆汁(去氧胆酸钠)+热水+主动免疫 (2)去氧胆酸钠+热糊+主动免疫 (3)去氧胆酸钠+酒精+氨水+吲哚美锌 (4)氨水单因素法 (1) 饮用去氧胆酸钠水;(2)免疫损伤;(3)饮寒凉胆汁;(4)饮食不洁和/或肌饱失常;(5)HP灌胃。 伴有幽门螺杆菌感染的慢性萎缩性胃炎模型 急性胃溃疡动物模型 应激性胃溃疡模型: Wistar大鼠,160-180g,雌雄不限。禁食(不禁水)24h,将动物固定(笼或固定器)。垂直浸于18~20℃的恒温水浴槽中,水面浸至剑突水平。水浸泡7h后取出,处死动物,立即开腹检查。胃的固定及处理。 结果:水浸3h,胃粘膜即发生损伤;7-8h胃粘膜可出现多发性、出血性糜烂小点;20h胃粘膜病变相当严重,但溃疡改变注意事项: (1)水温应保持恒定。 (2)动物禁食期间,如自食粪便会影响实验结果。 (3)应激束缚笼的大小应与动物匹配,松紧度合适。 (4)雌性大鼠更易引起应不超过粘膜肌层,且以腺胃(含胃体和胃窦)为重。 激性溃疡。 (5)受试药物一般在应激前30~60 min给予 注意事项: (1)本法规定大鼠禁食48~72 h。如大鼠体重小于180 g,禁食24~48 h,这样动物可以耐受手术;若大鼠体重超过180 g,禁食48~72 h,可提高胃溃疡发生率。 (2)单笼饲养,防止动物因自食粪便而影响溃疡形成。 (3)在幽门结扎时,勿影响胃壁血管,勿牵扯幽门和用器械钳夹胃壁 (4)观察药物对溃疡的影响时,动物应预先给药或同时给药,若粗制剂可采用灌胃给药,应确认胃内药物已排空后方能结扎幽门。。 (5)给药方法也可以连续给药5 d,每天1次,第3天给药后开始禁食,末次给药后3 h手术结扎幽门。 幽门结扎法:通过手术结扎幽门,使胃内胃酸、胃蛋白酶潴留,对胃粘膜造成侵蚀而形成溃疡。 (1)给药3天。实验前大鼠禁食(24h)不禁水。 (2)自胸骨剑突下沿腹中线切开腹壁,切口约2-3cm。在左侧肋缘部位用手指轻轻上推暴露胃。 (3)在胃幽门下穿结扎线(勿伤及血管)将幽门结扎,注意勿将邻近的其他器官、血管结扎。同时经十二指肠给予受试药。缝合腹壁切口,用纱布包扎切口。 (4) 幽门结扎后,停止供水供食,术后18h处死大鼠,取胃固定、剖检。 (5)沿胃大弯剪开胃壁,洗净胃内容物,将胃壁展开,胃粘膜面向上用大头钉固定在蜡板上。 (6)用肉眼或放大镜观察胃粘膜面,记录每只动物产生的溃疡数、溃疡程度、溃疡面积(或溃疡指数)及病变的情况。 药物法:乙醇、组胺、促胃液素、肾上腺类固醇、水杨酸盐、血清素、利血平、保泰松等 大鼠禁食不禁水24 h; 乙醇:最后1次给予受试药(给药体积为1.0 ml/100g体重)后3 h,灌服无水乙醇1 ml/只;1h后开腹取胃,以10%甲醛液胃腔内固定后检查胃粘膜损伤程度。15分钟即可造成明显的胃粘膜损伤,且时间越长损伤越严重。 利血平:动物禁食不禁水24 h后,灌胃给予受试药后1 h,腹腔注射利血平5 mg/kg体重,18 h后处死动物,取胃按上述方法用10%甲醛液固定,沿胃大弯剪开胃,平铺于白纸上,观察溃疡发生情况。 吲哚美辛:吲哚美辛粉用5%碳酸氢钠溶液配(10 mg/ml),再用蒸馏水稀释成2mg/ml。此溶液为等张,pH(7.5~8.0)大鼠禁食不禁水24h,皮下注射吲哚美辛20~30mg/kg体重;7h后处死动物,观察溃疡情况并测量溃疡指数。 慢性胃溃疡动物模型 醋酸诱发慢性胃溃疡模型: (1)胃粘膜注射法 大鼠禁食24h,自由饮水,乙醚麻醉,常规消毒开腹,暴露胃。 在腺胃部前壁的窦体交界处,用小号注射针在浆膜下注入30%醋酸0.03ml,然后缓慢出针,勿使醋酸溢出。用生理盐水清洗胃壁创面,将胃送回腹腔,缝合腹壁创口。 手术后常规喂养,术后24h按体重随机分组,模型组灌胃给予蒸馏水,给药组给予不同剂量受试药物,每天1次,连续给予10 d。 术后第11天处死动物,剖腹,结扎幽门及贲门,胃内注入10%甲醛液10ml,将胃放入同一浓度甲醛液中再固定10min,使胃的内外层固定以便测量。 (2)胃浆膜浸蚀法 用直径5.5 m的圆形滤纸片蘸满冰醋酸,贴在腺胃部前壁浆膜面30 s,同法重复1次,然后用适量生理盐水清洗掉冰醋酸,将胃送回腹腔,缝合腹壁创口。 也可在腺胃部前壁的窦体交界处将内直径5mm、长30mm的玻璃管垂直放置于浆膜面上,向管腔内加入冰醋酸0.2ml,使其接触浆膜面1.5min,然后用生理盐水棉签蘸去冰醋酸。 急性肝损伤动物模型 (1)四氯化碳急性肝损伤模型: 大鼠用CCl4 0.2ml/100g体重做皮下注射;或用CCl4 0.5ml/kg体重一次性口服。 (2)D-半乳糖胺急性肝损伤模型 (3)刀豆蛋白A急性肝损伤模型 四氯化碳慢性肝损伤模型: 每周皮下注射递增浓度的CCl4(剂量为0.2 ml/kg)1次,浓度由低向高逐渐增加,依次为5%、10%、20%和30%,每2~3周递增一个浓度,连续3个月。末次注射CCl4 48h后,测定血清ALT、AST活性、血清总蛋白、清蛋白及总羟脯氨酸含量。取出大鼠肝脏,称重,计算肝脏系数(g/100 g),并对肝脏进行组织病理学检查。 药物作用的观察多采用预防给药,即从注射CCl4之前3~4 d开始,每日1次,连续3个月。阳性对照药可用联苯双酯0.15 g/kg体重。 四氯化碳肝纤维化肝硬化模型: 皮下注射40%~50% CCl4植物油溶液,首次5 ml/kg体重,以后2 ml/kg体重,每周2次,共10周。动物自由饮水进食。制备肝脏组织石蜡切片,HE和胶原纤维染色,进行病理学检查。第2周:肝小叶中央区出现片状肝细胞变性坏死,未见明显纤维组织增生。 第4周:除肝细胞变性坏死外,肝内开始形成较薄的纤维间隔。 第6周:肝脏纤维间隔进一步增厚,有假小叶形成。 第8周:肝组织正常结构破坏,形成厚的纤维间隔,并分割形成假小叶。 实验中大鼠成活率在60%左右。 注意事项: (1)所用CCl4浓度开始不宜过高,否则易引起动物死亡;CCl4浓度增加的速度可根据动物状态掌握,当大部分动物状态不佳并出现死亡时,不应增加浓度。 (2)采用颈背部皮下注射CCl4,个别动物可出现局部炎症和硬结,因此应每日更换注射部位 原理: 玉米面蛋白质含量只能满足大鼠正常蛋白质需要量的一半,且缺乏色氨酸和蛋氨酸,这些氨基酸均属于趋脂物质,它们的缺乏会导致肝脂肪变,以致纤维化。 饲料中加入胆固醇又增加机体对胆碱的需要量,酒精也增加对胆碱的需要量,从而加速肝脂肪变的发展。高脂食物有利于形成肝细胞脂肪变性,脂肪变性的肝细胞对CCl4损伤作用敏感。酒精能增强CCl4的毒性作用,可直接引起肝细胞线粒体损伤。 慢性肝损伤动物模型 肝纤维化和肝硬化动物模型 急性胰腺炎模型 胆石症动物模牛磺胆酸钠胆胰管逆行注射法 (1)食饵性胆色素结石模型(喂饲低蛋白饲料) 型 (2)感染性胆色素结石模型(大肠杆菌注入胆总管) (3)异物植入性胆色素结石模型(将人的同类型结石或蛔虫碎片或其他异物直接植入兔或犬的胆囊内) (4)食饵性胆固醇结石模型(长期食用高胆固醇和缺乏维生素C的饲料)
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