常用实验动物的特点及其应用
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药理学实验常用动物的种类及特点一.小白鼠(mouse)小白鼠属哺乳纲,啮齿目,鼠科。
其温顺易捉,繁殖力强,价格低廉,对实验动物同种、纯种、性别和年龄的要求比较容易满足,生活条件也容易控制,因此是药理学实验最常用的动物,特别适用于需要大样本的实验,如药物筛选、药物半数致死量的测定等。
小白鼠对多种疾病有易感性,可以复制多种疾病模型,如癌症、肉瘤、白血病、血吸虫病、败血症、癫痫、药物依赖性、痴呆症等。
二.大白鼠(rat)大白鼠亦属哺乳纲,啮齿目,鼠科,受惊时有攻击性,易对实验者造成伤害,应注意防护。
大白鼠也可用于多用实验和复制多种动物模型,如复制水肿、炎症、缺氧、休克、发热、胃溃疡、高血压以及肾衰等动物模型;大白鼠的垂体-肾上腺功能很发达,常用来作应激反应、肾上腺及垂体等内分泌功能实验。
大白鼠的高级神经活动发达,因此,也广泛用于脑功能定位、神经元细胞外记录等实验中。
三.家兔(rabbit)家兔属哺乳纲,啮齿目,兔科。
其特点是性情温顺,易于饲养。
常用于与呼吸功能、泌尿功能、心血管功能有关的实验中,如呼吸运动的调节及呼吸衰竭的处理、血压的调节和心衰的处理等。
因家兔对致热源敏感,故常用于研究解热药和检查热源。
此外,因家兔耳长大,血管清晰,便于静脉注射和采血,故也广泛用于药物的血管刺激性及溶血性的研究。
四.豚鼠(guinea-pig)豚鼠又称天竺鼠,荷兰猪。
属哺乳纲,啮齿目,豚鼠科。
其特点是性情温顺,对组胺和结核菌敏感。
常用于复制哮喘、组胺过敏、结核病模型,以研究平喘药、抗组胺药以及抗结核药的作用。
也用于药物安全性试验中的全身主动过敏性试验。
五.猫(cat)猫属哺乳纲,食肉目,猫科。
与兔相比,猫对外科手术的耐受性强,血压相对稳定,但极具攻击性。
常用于去大脑僵直、下丘脑功能以及血压方面的实验。
六.犬犬常用于观察动物对冠状动脉血流量的影响、心肌细胞电生理研究、降压药及抗休克药的研究等;经过训练,可与人合作,很适用于慢性实验,如条件反射试验。
常用实验动物介绍1.小鼠(Mus musculus)小鼠是最常见和广泛使用的实验动物之一、它们具有以下优点:体型较小,易于养殖和繁殖,生命周期短,可以进行大规模的基因操作和遗传研究。
小鼠的基因组也已经被完整测序,因此具有强大的遗传研究价值。
此外,小鼠与人类的基因和生理相似性较高,对于疾病模型和药效评估具有重要意义。
2.大鼠(Rattus norvegicus)大鼠在实验室中被广泛用作科学研究的模型动物。
与小鼠不同,大鼠体型较大,更接近人类。
它们也具有较高的繁殖能力和易于驯化的特点。
由于大鼠具有相似的生理和解剖结构,能更好地模拟人类疾病,因此在药物筛选、分子生物学和生理学的研究中得到重要应用。
3.猴类(Macaca)猴类作为体型最接近人类的实验动物之一,被广泛用于神经科学、心理学等领域的研究中。
它们具有高度发达的大脑、复杂的社会行为和与人类相似的生理特征,能够更好地模拟人类疾病,研究神经系统发展、认知和行为等。
然而,由于技术难度和伦理问题的存在,猴类的使用受到严格的监管。
4.兔子(Oryctolagus cuniculus)兔子是常用的实验动物之一,尤其在毒理学和皮肤研究中被广泛应用。
兔子的皮肤较为敏感,与人类相似,因此在皮肤刺激和过敏性反应等方面的研究中具有重要价值。
此外,兔子的相对较大的体型和较长的寿命,使其在一些慢性疾病的研究中具有优势。
5.豚鼠(Cavia porcellus)豚鼠是一种小型啮齿动物,常用于研究心血管、消化系统、免疫功能等方面。
它们的解剖学和生理学特征与人类相似,且易于养殖和繁殖。
豚鼠对药物的代谢和毒性反应也较为敏感,使其成为一种常用的实验动物。
总结起来,常用实验动物包括小鼠、大鼠、猴类、兔子和豚鼠。
它们各具优势和特点,在不同领域的研究中扮演着重要角色。
通过研究这些动物,可以更好地理解人类的生理与病理过程,加速科学研究的进程,提高药物的研发效率。
然而,随着伦理问题的关注不断增加,对于动物实验的道德问题也需要持续关注和探讨,推动替代方法的发展,以减少动物实验对动物的伤害。
常用实验动物的实验基本操作技术第一节常用实验动物的生物学特征1.蛙(或蟾蜍)的生物学特点是什么?主要用于哪些实验?属于两栖变温动物,皮肤光滑湿润,有腺体无外鳞。
蛙的心脏有两个心房,一个心室,心房与心室区分不明显,动静脉血液混合,有冬眠习性。
生存环境比哺乳动物简单,在机能学实验中有多种实验选择该动物。
如:①离体蛙心实验,常用来研究心脏的生理功能及药物对心脏活动的影响。
②蛙的腓肠肌和坐骨神经可用于观察外周神经及其肌肉的功能,以及药物对周围神经、骨骼肌或神经肌肉接头的影响。
③缝匠肌可用于记录终板电位。
脊休克、脊髓反射、反射弧分析、肠系膜微循环等。
在临床检验中,可用雄蛙作妊娠反应实验。
2.小白鼠的生物学特征是什么?主要用于哪些实验?小白鼠性情温顺,易于捕捉,胆小怕惊,对外来刺激敏感。
它胃容量小,不耐饥渴,随时采食。
在机能学实验中常选用该动物。
故适用于大量的实验动物,如:某些药物的筛选实验、半数致死量(LD50)测定、药效比较、毒性实验、妊娠期20天左右,常用于避孕药实验及抗癌药实验。
3.大白鼠的生物学特征是什么?主要用于哪些实验?大白鼠性情温顺,行动迟缓,易于捕捉,但受惊吓或粗暴操作时,会紧张不安甚至攻击人。
大鼠嗅觉发达,对外界刺激敏感,抵抗力较强。
大鼠无胆囊,肾单位表浅,肝再生能力强。
大鼠的血压反应比兔稳定,可用它作血压实验,也可用于慢性实验、抗炎、降脂、利胆、子宫实验及心血管系统的实验。
药典规定该动物为催产素效价测定及药品指控中升压物质检查指定动物。
4.豚鼠生物学特征是什么?主要用于哪些实验?豚鼠性情温和,胆小,饲养管理方便,可群养。
豚鼠耳蜗管发达,听觉灵敏,存在可见的普赖厄反射(听觉耳动反射),乳突部骨质薄弱。
豚鼠对组织胺、人型结核杆菌很敏感。
能耐受腹腔手术,使用于肾上腺机能的研究。
其自身不能制造维生素C,是研究实验性坏血症的唯一动物。
5.家兔生物学特征是什么?主要用于哪些实验?家兔属于草食性动物,性情温顺但群居性差,听觉、嗅觉十分灵敏,胆小易惊,具夜行性和嗜睡性。
常用实验动物的生物学特性引言实验动物是科学研究中常用的模型生物,它们具有很多特殊的生物学特性,使得它们在科研实践中发挥着重要的作用。
本文将介绍几种常用的实验动物及其典型的生物学特性。
1. 小鼠(Mus musculus)小鼠是最常用的实验动物之一,广泛应用于遗传学、生理学、毒理学等领域的研究。
以下是小鼠的几个典型生物学特性:•生命周期短:小鼠的生命周期大约为2年左右,相对较短,这使得研究者可以更快地获得实验结果,并进行连续多代的繁殖实验。
•易于繁殖和饲养:小鼠的繁殖周期短,雌雄个体繁殖能力强,孕期相对较短,这使得小鼠在实验室条件下易于繁殖和饲养。
•基因工程技术发达:小鼠的基因工程技术相对成熟,可以通过选择性基因敲除、基因敲入等手段,制造特定的突变体,进一步研究基因功能和疾病模型。
•解剖结构相似:小鼠的解剖结构与人类类似,对于人类疾病的研究有一定的代表性。
2. 斑马鱼(Danio rerio)斑马鱼是一种热带淡水鱼类,近年来被广泛应用于发育生物学、遗传学以及药物筛选等领域。
以下是斑马鱼的几个典型生物学特性:•透明胚胎:斑马鱼的胚胎发育过程是透明的,便于观察和图像记录。
这一特点使得斑马鱼在发育过程研究以及药物筛选中具有独特优势。
•繁殖能力强:斑马鱼的繁殖周期短,雌鱼每次可产千余个卵子,适合大规模实验和遗传分析。
•高度可塑性:斑马鱼具有较高的可塑性,可以在实验条件下容易地进行基因敲除和基因敲入等技术,研究基因功能和疾病机制。
•遗传工具齐全:斑马鱼的基因组已经被测序完整,具有完善的遗传工具和资源,包括突变体库、基因敲除技术等。
3. 大鼠(Rattus norvegicus)大鼠是实验室中常用的大型实验动物之一,主要应用于生理学、行为学和神经科学等研究领域。
以下是大鼠的几个典型生物学特性:•运动能力强:大鼠的运动能力和机动性较强,有利于行为学研究。
•更接近人类:大鼠的生理结构和代谢特征更接近人类,对人类相关疾病的研究有较高的代表性。
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 1.8 5 4.0 10 6.0 15 11.020 15.0 25 21.0 30 25.0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closed colony)又称远交群(outbred stock)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。