实验动物学考试

一、绪论1、实验动物：是指经人工饲养、对其携带的微生物、寄生虫实行控制，遗传背景明确或来源清楚的，永无科学研究、教学、生产、鉴定及其他科学研究的动物。

2、实验用动物：凡是以研究、实验、教学、药品生产为目的而使用的动物，统称实验用动物。

如，包括实验动物、野生动物、经济动物、观赏动物和其他动物。

3、实验动物学：是综合实验动物资源研究、质量控制和利用实验动物进行科学实验的一门学科。

概括地讲，实验动物学是研究实验动物和动物实验的一门学科。

4、实验动物的应用：蛀牙以各学科的研究目的为目标，研究实验动物的选择、动物实验的设计、试验方法与技术、动物模型的建立、影响动物实验结果各因素的控制，以及在实验中实验动物反应的观察和结果外延分析等，以保证科研、教学和检定活动中动物实验的质量。

5、实验动物的遗传学分类：近交系：是指一群体中有选用遗传学上血缘关系较近的雌雄个体，进行交配。

通过近交使一个种群遗传基因达到接近完全纯合程度，即所有同源染色体的相对位置都具有相同基因的状态。

近交系动物又称纯系动物，采用近交方式培育出来的品系动物。

其近交系数可达98.6 %。

杂交群：两个近交系动物之间进行有计划交配所获得的第一代动物，称为杂交群动物（Hybrid strain），简称F1动物,如AKR与DBA/2小鼠交配产生的AKD2F1。

封闭群：以非近亲交配方式进行繁殖生产的一个实验动物种群，是在不从其它外部引入新个体的条件下，至少繁殖4代以上的群体，就称为封闭群，也称远交系。

6、微生物学控制分类：普通动物、清洁动物、SPF（无特定病原体）动物和无菌动物、SPF动物：除清洁动物应排出的病原体外，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。

7、比较医学：比较研究动物与人类生命现象的异同，特别对各种人类疾病进行类比研究，采用其异同点，通过建立实验动物疾病模型来研究人类相应的疾病8、3R原则： 3R即替代(replacement）、减少（reduction）和优化(refinement）。

3R原则的推进，最终将使实验动物的使用量逐渐减少，动物实验结果的准确性、可靠性不断提高。

二、常用实验动物的特点和应用1、小鼠生物学特性：属于脊椎动物们，哺乳纲，啮齿目，鼠科；体型小，易于饲养管理；出生时体重仅1.5g，体长2cm，一月时体重达12-19g，体长10-15cm。

成熟早，世代间隔短，繁殖能力强（6-15,6-9胎）；性成熟：雌鼠35-60日龄，雄鼠45-60日龄；性周期：4-5天；妊娠期：19-21天；性情温顺，胆小怕惊；不耐饥饿、冷、热，出汗易得病死亡，对外来刺激极为敏感，为外界环境适应能力差；便于提供同胎和不同品系动物；喜居于光线暗的安静环境，习与昼伏夜动；成年雌鼠在发情周期不同阶段，阴道粘膜可发生典型变化；染色体为20对，寿命达2-3年；小鼠无汗腺，胃容量小，约1-1.4ml，功能较差，不耐饥饿，长道短，盲肠不发达；雌性为双子宫，呈“Y”型。

应用：药理学及药物临床前评价研究；肿瘤学研究；传染性疾病研究；遗传学和遗传性疾病的研究；老年病学的研究；计划生育研究；不宜采用小鼠的实验：研究体温变化的实验、慢性支气管炎的实验、催吐实验、动脉粥样硬化实验。

2、大鼠生物学特性：大鼠属哺乳纲，啮齿目，鼠科；繁殖快（6-14只）；性成熟60天，寿命2-3年；成年雄鼠600g，性周期4-5天；成年雌鼠250-500g，妊娠期21天，哺乳期21天；喜啃咬、夜间活动；性情较凶猛、抗病力强，噪音和不适光照对其繁殖影响很大；无胆囊；肝脏再生能力强；雌鼠子宫为“Y”型双角子宫；汗腺不发达，仅分布于爪垫上，主要通过尾巴散热，靠流出大量唾液调节体温。

视觉、嗅觉及应激反应灵敏。

应用：内分泌研究；营养，代谢性疾病研究；药物学研究；肿瘤学；传染病研究、支气管肺炎研究；肝胆研究；心血管疾病研究；计划生育研究；中医中药研究。

三、遗传学控制1、常用近交系小鼠：BALB/c小鼠、C57BL/6J小鼠、C3H小鼠、615小鼠。

常用封闭群小鼠：NIH小鼠、CD-1小鼠、KM小鼠。

2、常用近交系大鼠：F344大鼠、LEW大鼠、Lou/CN大鼠、Lou/MN大鼠。

常用封闭群大鼠：Wistar大鼠、SD大鼠、Long-Evens大鼠。

3、突变系动物：通过自然突变和人工定向诱导突变的方法，使正常染色体基因发生了变异，并具有各种遗传缺陷的动物。

4、免疫缺陷动物：指由于先天遗传突变或人工方法造成免疫系统某种或多种成分缺陷的动物。

5、是衡量动物近交程度的一个指数，有个体和群体之分。

个体的近交系数指个体的两个相同基因源于同一祖先的概率；对于群体来说，假定一个大的随机交配群体，某一个后代在亲代中随机取得同源等位基因的概率就是群体的近交系数。

四、微生物控制及分类1、普通级动物（Conventional Animal CV）是在微生物学控制上要求最低的动物，它要求不携带人兽共患病和动物烈性传染病的病原。

应用于医学生物学中的教学示范和科学实验的预实验；2、清洁级动物（ Clean animal ， CL ）是指除普通动物应排除的病原体外，不携带对动物健康危害大和对科学研究干扰较大的病原的动物，如鼠痘病毒、鼠肝炎病毒、仙台病毒、体外寄生虫等，饲养于屏障环境。

，仅适合于短期或部分科研试验；3、无特定病原体动物（Specific Pathogen free, SPF) ）是指动物机体内无特定的（潜在）病原微生物和寄生虫存在的动物。

除清洁级动物应排除的病原外，不携带主要潜在感染和对科学实验干扰大的病原（肺炎病毒和呼肠狐病毒III型）的动物，又称SPF动物。

饲养于屏障环境。

国际上公认SPF动物适用于药物安全评价、老年病学研究、免疫学研究等科研试验，是目前国际标准级别的实验动物，疫苗生产必须应用SPF动物；4、无菌动物（Germ-Free Animal, GF）是指用现有的监测技术在动物体内外的任何部位，均检测不出任何活的微生物和寄生虫的动物。

饲养于隔离环境，属四级动物，应用在微生物学、免疫学、放射医学、营养代谢、老年病学研究中。

5、微生物学控制及分类：1.引起实验动物的疾病和死亡；2.干扰实验结果；3.人兽共患病；4.影响生物制品的质量。

五、生物医学研究中实验动物的选择与应用1、实验动物选择的基本原则：据课题研究的目的、内容、水平选用相匹配的标准化动物；必要的预实验有助于选择与本课题相适应的实验动物；充分利用与人具有某种相似性的实验动物；群体分布的相似性；生态或健康状况的相似性疾病特点的相似性；操作实感的相似性；差异性原则；易化原则；相容或匹配原则易获性原则重复性、均一性原则；选用与实验要求相适应的实验动物；尽量选择研究对象的功能、代谢、结构及疾病性质与人类相似的动物；注意有关国际规范和动物福利。

六、免疫缺陷动物1、免疫缺陷动物：指由于先天遗传突变或人工方法造成免疫系统某种或多种成分缺陷的动物。

2、免疫缺陷动物分类：先天性免疫缺陷动物：T淋巴细胞功能缺陷动物（裸鼠）；B淋巴细胞功能缺陷动物（CBA/N小鼠）；NK细胞功能缺陷动物（Beige小鼠）；联合免疫缺陷小鼠（SCID小鼠）。

获得性免疫缺陷动物模型:小鼠AIDS模型;猴AIDS模型;黑猩猩的HIV感染模型。

3、裸小鼠的特征及应用：特征：毛发生长异常，全身无毛；无胸腺，T细胞不能正常分化，缺乏成熟的T细胞的辅助、抑制及杀伤功能，不能执行正常T细胞功能；B细胞功能正常，较高的NK细胞活性。

应用：在微生物学方面：研究病毒和细菌感染机制的极好模型动物。

裸鼠对麻风杆菌高度易感。

在免疫学方面：可有效研究淋巴细胞的功能。

裸鼠不排斥杂交瘤，腹水产量高，效价高。

在寄生虫学方面：可用于多种寄生虫感染模型的研究，如复制卡氏肺囊虫模型。

在遗传学方面：裸鼠的遗传因素、免疫缺陷指标及组织学特征均与人类免疫缺陷病相似，是研究这些疾病的发病机理和遗传规律的重要模型。

肿瘤学方面: 制备人体肿瘤移植模型。

4、SCID-hu小鼠的应用：病毒学方面：主要用于HIV、肝炎病毒和致瘤病毒等的致病性和抗病毒药物的筛选及疫苗的研制。

免疫学方面：用于研究人类免疫系统的发育过程及功能，包括疾病如何产生和发展、免疫细胞如何发挥作用等。

还可制备人单抗以解决目前尚不能用人进行的人体免疫的问题。

肿瘤学方面：Furukawa等以人脾细胞接种于SCID小鼠进行免疫重建后，再以人结肠癌细胞接种动物，肿瘤生长受到抑制。

Murphy等以抗CD3抗体或IL-7激活的人外周血淋巴细胞等移植于预先接种结肠癌细胞的SCID小鼠，均显著抑制了肿瘤生长。

Sabzevari等将人黑色素瘤细胞M24与人PBL共同培养后，建立了对M24细胞具有杀伤作用的细胞毒细胞，此CTL移植于SCID小鼠后特异性抑制了M24细胞的转移。

血液方面：给SCID-hu小鼠输入人骨髓干细胞，在其循环血液中可使人类各种血细胞得以发育，故可用于研究人类镰刀性贫血、白血病及地中海贫血等。

其它医学研究：移植人肝组织于SCID-hu小鼠，即可用于人肝炎感染的研究，也可进行人肝细胞正常功能的研究，如肝细胞是如何产生胆固醇的研究。

糖尿病孕妇流产的胎儿组织也可植入SCID小鼠，以揭开糖尿病基因组成之谜。

5、SCID小鼠的特征：SCID小鼠外观与普通小鼠无异，体重发育正常。

唯胸腺、脾脏、淋巴结的重量仅为正常小鼠重量30%以下；胸腺、脾脏、淋巴结中的T淋巴细胞和B淋巴细胞大大减少，细胞免疫和体液免疫功能缺陷，但巨噬细胞和NK细胞功能未受影响；骨髓结构正常，外周血中的白细胞和淋巴细胞减少；容易死于感染性疾病，必须饲养于屏障环境中；两性均可生育，每胎产仔3-5只，寿命达1年以上。

6、裸鼠肿瘤移植模型具有的优缺点优点：裸鼠体内免疫缺陷机制恒定，其它鼠类需另加去免疫措施，其条件恒定性受个体差异的影响；可以控制肿瘤的致癌性，使人体肿瘤移植后良好生长；接种成功的瘤组织具有原肿瘤的结构特点，有利于体外培养的瘤细胞株的鉴定；研究肿瘤在体内的生长行为与过程，探讨肿瘤与宿主免疫间的相互关系。

缺点：不能完全接受异种移植物，例如人体肿瘤和淋巴组织，而且不同起源的人肿瘤在裸鼠身上的可移植性差异很大。

七、转基因动物1、定义：指通过实验手段将新的遗传物质导入到动物胚细胞中，该遗传物质能够稳定遗传，由此获得的动物。

2、应用：研究外源基因表达、调控；医用或使用蛋白生物反应器；提高动物育种效率和获得优良新品种；建立人类疾病的动物模型。

八、实验动物分子影像学1、定义：应用影像学方法，对活体状态下的生物过程进行细胞和分子水平的定性和定量研究。

2、分类：光学成像、核素成像、磁共振成像和超声成像、CT成像五大类。

3、分子影像学技术优点：在药物开发方面，影像学技术可提供即时，定量和动态的药效学研究工具；利用分子影像学技术的功能成像技术可研究活体的多种生物功能和结构。