动物实验基础知识.pdf

目 录 基本概念 常用实验动物简介 影响动物实验质量因素 人员、物品和动物进出动物房流程 动物实验一、基本概念1、实验动物(I aboratory animal):经人工培育对其携带微生物和寄生虫实行控制遗传背景明确或者来源清楚用于科学研究、教学、生产、检定以及其他科学实验的动物2、实验用动物(Experimental Animal):一切可用于实验的动物包括实验动物、经济动物和野生动物实验动物与其他动物的区别A遗传控制不同；A微生物寄生虫控制等级不同;A培育性质和目标不同动物种类人工培育繁殖遗传背景物种来源微生物寄生虫用途实验动物严格人工明确明确人工控制科学实验野生动物未经自然不明确不明确自然选择生态保护经济动物一定程度人工一般一般一般发展经济（食用）观赏动物一定程度人工一般一般一般观赏3、实验动物学(Laboratory Animal Science)是以实验动物为主要研究对象，并将培育的实验动物应 用于生命科学等研究领域的一门综合性基础学科。包括：实验动物繁育和实验动物应用。关联学科动物学 畜牧学 医学=7、动物实验（animaexper iment)以实验动物为载体进行科学实验，研究实验动物生物 学特征、动物实验技术、动物实验过程中实验动物的反应 及发生发展规律，从而获得新知识、发现新规律的科学实 验活动地点 实验室内目的 获得新知识或解决具体问题（生物学、医学等方面）进行的科学研究对象 实验动物人员经过培训、具备研究学位、专业技术能力或在其指导下进行5、实验动物品种、品系种-一生物学分类的基本单位。在实验动物学中，它是指可以相互交配且后代有繁殖能力的同一种类 动物。品种-一指具有一些容易识别和人们所需要的性状，而且可以基本稳 定遗传的动物群体。(stock,breed)一般用于封闭群。如新西兰兔、Wistar大鼠、KM小鼠 等。品系-一基因高度纯合的实验动物。(st ra i n)常指近交系和突变系。6、实验动物的分类表1常用实验动物在动物学的分类学位置目 科 属 实验动物 目 科 属 实验动物臼讣 臼讣仓鼠昆沙鼠-线棉幽爪田猫犬猪羊 黑 长属属属属属属属属属.tRP.tRP 仓棉豚沙田猫犬猪羊、“、L、一、【、厂、厂 一!17 4，17 17 17 17 1了 鼠鼠 猪 鼠鼠豚仓鼠猫犬野牛目 目 目 齿 肉蹄 啮 食 偶鼠狼很猩兔鼠-鼠_地 袋舜被猩兔鼠为小一黄属属属属属属属属属 鼠猴獴猩兔鼠鼠鼠 袋舜被猩兔鼠大小仓d,77f 7 3;V BN 17-f-7 If IT V 7 患J猩一兔 kJL被猩A鼠鼠鼠鼠 耳目 目 目 袋长 形齿 有灵 兔啮引自：施新猷医用实验动物学有删改。表2按实验动物遗传特点分类分类及概念常用种类近交系全同胞兄妹之间或亲代与子代之间连 续交配繁殖达20代以上的动物BALB/c小鼠C57BL/6J 小鼠封闭群以非近亲交配方式繁殖生产的一个种 群，在不从外部引入新血缘的条件下，至少连续繁殖4代以上的动物。昆明种小鼠SD大鼠杂交群两个近交品系动物之间有计划地进行 交配所繁殖的第一代动物。F1种小鼠BCF1小鼠表3、按微生物和寄生虫质量控制等级划分等级概念及常用种类一级：不携带所规定的人兽共患病病原、寄生虫和动物烈性传染病的病基础级（如鼠痘病毒、流行性出血热病毒等）。如比格犬、豚鼠、地鼠、家兔。无基础级大、小鼠。二级：除普通级动物应排除的病原和寄生虫外，不携带对动物危害大和清洁级对科学研究干扰大的病原和寄生虫（如不鼠肝炎病毒、仙台病毒等）如清洁级大、小鼠、豚鼠、地鼠、家兔。无清洁级犬和猴。三级：除清洁级动物应排除的病原和寄生虫外，不携带主要潜在感染或无特定病原条件致病和对科学实验干扰大的病原和寄生虫（如绿脓杆菌）。体(SPF)如SPF大、小鼠、豚鼠、地鼠、家兔。四级：无可检出一切生命体。无菌级如无菌大、小鼠、豚鼠、地鼠、家兔。没有无菌级犬和猴。二二、常用实验动物1.小鼠2.大鼠3.仓鼠5.兔6.犬7.猪4.豚鼠 8.非人灵长类小鼠1、分类学脊椎动物门哺乳纲啮齿目鼠科小家鼠属动物生物学特性1)一般特性:多种毛色，寿命达2-3年生活习性：胆小怕惊，对刺激敏感，强光噪声致母鼠神经紊乱；喜居光线暗的安静环境，习于昼伏夜动；多在夜间进食、交 配分娩体形小，性情温顺，易于饲养管理；雄鼠好斗解剖学特点面尖、嘴长，触须（19根），门齿终身生长（喜啃咬）。体、尾长度基本相等，尾部（左、右、背侧各一静脉，腹侧为动脉）,尾有平衡、散热和自卫等功能无汗腺，尾散热。下颌骨：喙状突发达，？状突发达。-形态有品系特征，遗传力极高，不 受环境影响（下颌骨形态分析技术监测遗传质量）。脾脏有贮血、造血功能，含造血细胞，包括巨核细胞（易误认为癌细胞）、原始造血细胞等组成造血灶。骨髓为红骨髓，无黄骨髓，终生造血。淋巴系统发达BO生理学特性生殖生理和性周期性成熟：3642日龄（早3550、金4560）体成熟：早6575日龄、金7080日龄性周期：45天，有阴道栓（交配后1012小时）妊娠期：21天，哺乳期21天，产仔数516不等。次生长发育第一天肉红，无毛，闭眼，双耳与皮肤粘连，体重仅15克，体长约20cm。第二天皮肤红色（比第一天淡一些），腹部左侧可见白色奶块第四天一只耳朵张开，竖立第五天两只耳朵张开，竖立第六天皮肤变厚（可见皱纹），腹部左侧奶块消失第七天皮肤开始长绒毛第八天开始爬动，被毛逐渐浓密，下门齿长出第九到十一天有听觉，被毛长齐第十二天睁眼第十四天上门齿长出，开始采食和饮水不同日龄小鼠体重情况（单位：克）品系性 别初生1周2周3周4周5周6周7周8周昆明2.015.828.3514.8022.6033.2539.2539.9040.05早1.955.547.9013.552L3527.9032.8034.0734.80BALB/c1.463.505.607.4012.4516.1017.4018.6520.25早1.403.355.507.3211.6014.7515.6016.1018.16C57BL/681.443.505.606.9012.5718.1020.5021.6022.40?1.403.425.556.4012.2016.9018.4019.0020.25615&1.584.647.969.8319.0022.5825.9627.9628.83早1.584.647.969.8315.7520.7521.8823.1224.16C3H1.444.407.709.7013.3017.2020.0021.2022.30早1.444.407.709.7012.1015.2017.8018.0019.27引自：方喜业医学实验动物学4)主要品系、种群近交系(DC57BL/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%。BALB/c(C):白化。/乳腺肿瘤发生率低，但对致癌因子敏感。/对放射性照射极为敏感。(光敏试验)BALB/cAC3H、DAB封闭群:ICR、CFW.LACAKM：白化（特点是繁殖率高，抗病力强，适应性强NIH：白化（特点是繁殖力强，产仔成活率高，雄性 好斗）杂交一代动物（F1代）突变系、其他db（D i abetes）:糖尿病小鼠裸鼠SCID侏儒症、肥胖症、肌肉萎缩症应用药物筛选 安全性和毒性试验 生物效应测定和药物效价比较 镇咳药研究：必需 肿瘤、白血病：自发性肿瘤（AKR小鼠、C3 H小鼠）、诱发性肿瘤（二乙基 亚硝胺诱发肺癌、甲基胆诱发胃癌和宫颈癌？）、移植性肿瘤（裸小鼠、SCID小鼠）微生物和寄生虫病学研究 免疫学研究 遗传性疾病研究 计划生育研究、内分泌疾病、老年学研究（胶原老化）上麻（二）大鼠1、分类学脊椎动物门哺乳纲啮齿目鼠科大鼠属动物r生物学特征1）一般特性 性情温顺，捕捉方法不当时攻击人；对营养缺乏敏感，可发生典型缺乏症状；喜静，夜行；对粉尘、氨气、硫化氢敏感，长期刺激，诱发肺部炎症;对湿度敏感，低于40%,易患环尾病；不能呕吐；仅在爪垫有汗腺，尾巴是散热器官。生理学特性性成熟：雄鼠2月龄、雌鼠2.5月龄 成年雄鼠30 0-60 0 g,雌鼠250-50 0 g,寿命2-3年。性周期：45天，妊娠期2/23天。3）解剖学特性无胆囊解剖学特性新生：约5.510 g,无毛，耳贴连皮肤，耳孔闭合。34天：耳与皮肤分离，长出体毛。810天:长出门齿。1417天：睁眼。16天：被毛张齐。19天：生出第一臼齿。21天：生出第二臼齿。35天：后生出第三臼齿SD(Sprague Dawley)大鼠 3 日龄SD(Sprague Dawley)大鼠 1 日龄SLAC CopyrightSLAC CopyrightSD(Sprague Dawley)大鼠 4 日龄SD(Sprague Dawley)大鼠 8 日龄SD(Sprague Dawley)大鼠 9 日龄SD(Sprague Dawley)大鼠 6 日龄SLAC Copyright二.275LAC CopyrightSD(Sprague Dawley)大鼠 11 日龄SLAC CopyrightSD(Sprague Dawley)大鼠 13 日龄SLAC CopyrightSD(Sprague Dawley)大鼠 15 日龄SLAC CopyrightSD(Sprague Dawley)大鼠 19 日龄SD(Sprague Dawley)大鼠 22 日龄SD(Sprague Dawley)大鼠 17 日龄常见品系近交系:ACK WKY、LEISF3 44：白化，可允许多种肿瘤移植生长。SHR：白化，自发性高血压。封闭群:Wistar:头部较宽，尾长小于身长。生长发育快，性情温顺，对传染病的抵抗力较强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。杂交一代动物（FI代）突变系：白内障大鼠、肥胖症大鼠等应用神经-内分泌营养、代谢性疾病药物学肿瘤传染病多发性关节炎和化脓性淋巴腺炎行为表现中耳疾病和内耳炎畸胎学和避孕药放射医学肝脏外科遗传学老年学和老年病学心血管疾病（三）仓鼠（地鼠）1、分类学脊椎动物门、哺乳纲、真兽亚纲、啮齿目、仓鼠科、仓 鼠亚科的小型动物。2、生物学和解剖学 温度低于9时可出现冬眠（中国地鼠除外）杂食动物，有贮存食物习性，口腔内两侧各有一个颊囊，一 直延伸到耳后颈部，容量可达IOcm3。地鼠对皮肤移植的反应特别，封闭群内皮肤移植可存活并生存，不同群体间移植则100%排斥。.9金黄地鼠：叙利亚地鼠中国地鼠：黑线仓鼠、背纹仓鼠山西医科大学的山医群体近交系中国地鼠,军事医学科学院的A：CHA白化黑线仓鼠突变群。、应用 肿瘤学应用：颊囊的肿瘤增殖，诱发支气管肺癌和肺肿瘤 生理学：生殖生理和计划生育研究 遗传性：糖尿病：中国地鼠自发产生糖尿病。牙科 营养学 药物学、毒理学、致畸等 冬眠和冬眠机制 金黄地鼠制备及检定狂犬疫苗、乙型脑炎疫苗。组织移植（四）豚鼠1、分类学脊椎动物门、哺乳纲、啮齿目、豚鼠科、豚鼠属。又名“天竺鼠、荷兰 猪、海猪等”2、生物学和解剖学 寿命5-7年。草食性动物，喜食纤维素多的饲料；自身不能合成维生素C 豚鼠对外界刺激极为敏感；听觉发达、易惊-怕噪音，强噪声可致孕鼠流产；耳蜗管敏感，便于做听力实验 短被毛紧贴皮肤-怕鬲温、鬲湿；喜活动、爱群居不宜单笼饲养。身体短粗，尾巴只有残迹 自动调节体温能力较差 易引起变态反应，产生大量补体 出生体重约80g,2月龄达3 50g;一般5-6月龄体重达到：雄鼠600-700g,雌鼠 700-800g主要品种按毛的长短可分为短毛（多用）、长毛和刚毛豚鼠3 种。1）Hart Iey 纯白色短毛豚鼠。中国药品生物制品 检定所动物中心从美国引进英国种：又称荷兰种。1919年从日本引入中国东北，早期在民 间饲养。国内大多数实验动物繁育单位饲养的多 为此品种。其特点是被毛短而光华。毛色有白、黑、棕、灰、淡黄、巧克力 等单色，也有白与黑、白与棕、以及白应用1）免疫学 补体的获得 过敏反应或变态反应 对抗生素敏感（豚鼠家兔犬小鼠猫 蛙）2）传染病3）血液学：血管反应敏感4）药理学 平喘药和抗组织胺药 局部皮肤毒物作用 镇咳药 胎儿后期发育影响 抗生素和青霉素研究模型 麻醉药的药效试验（五）兔1、分类学脊椎动物门、哺乳纲、兔形目、兔科。2、生物学和解剖学 草食性动物，性情温顺，群居性差；喜干怕热；喜磨牙和啃咬。有食粪特性；反射性排卵；生育年龄56年。平均寿命8年。对致热物质反应敏感，适于用作热源实验 年龄性换毛：30天乳毛长齐，100天左右第一次换毛，1 3 0T90天第二次换毛,此后换毛就意味着发育到成年 季节性换毛：春、秋季换毛，换毛期间抵抗力差，易发疾病。耳大，血管清晰，便于注射和取血；眼球大，虹膜内有色素细胞，眼睛的颜色是由该色素细胞 决定；白色家兔眼睛的虹膜完全缺乏色素，眼内由于血管内 血色的透露，所以看起来是红色的；盲肠处有圆小囊 睾丸可自由下降到阴囊或缩回腹腔，注意性别鉴定3、主要品种日本大耳白兔（上）新西兰兔（下）应用 发热及热源实验 皮肤刺激试验 计划生育 免疫学：免疫血清 心血管疾病：高胆固醇血 症、动脉粥样硬化模型 微生物学：天花、脑炎、狂犬病、弓形虫、血吸虫 等感染模型。眼科学 急性实验：失血性休克、阻塞性黄疸遗传性研究口腔科(六)犬1、分类学脊椎动物门、哺乳纲、食肉目、犬科、犬属。2、生物学特性 血液循环和神经系统发达，消化过程与人相似，毒理反应与人较相近,内脏与人相似，比例近似；听觉灵敏，反应灵敏，对外界环境适应性强，易于驯养调教；视力很差，却对移动物体感觉灵敏，视野仅203 0m,红绿色盲。嗅脑、嗅觉器官、嗅神经发达，嗅觉极为灵敏；性成熟280-400天；寿命1020年。正常体温39(3 8.5-3 9.5)C。比格犬：又称小猎兔犬，属小型犬，短毛。-公认的实验用犬。亲近人，温驯易捕，对环境适应力强，抗病力强；-体型小，利于实验操作；-遗传性能稳定且优良，一 般没有遗传性神经性疾病四系杂交犬：由四个品系动物杂交而成，适用于外科手术用，具有体型大 脏大，耐劳，不爱吠叫。华北犬和西北犬：适合做烧伤，放射损伤等研究。狼犬：用于胸外科及脏器移植等研究。宠物犬 实验外科 基础医学 药理、毒理学 疾病：先天性白内障遗传性耳聋、血友病等。（七）小型猪1、分类学脊椎动物门、哺乳纲、偶蹄目、野猪科、猪属。2、生物学特性和解剖生理特点猪和人的皮肤组织结构相似；猪的血液学、血液化学各种常数和人近似;猪的脏器重量近似于人脾脏猪（胰脏50kg）和 睾丸人（70kg）眼部分脏器重甲状腺量比较肾上腺其他器官0.15:0.210.12:0.1 00.65:0.4 50.27:0.4 30.618:0.02 90.006:0.2983:9.4_主要品种：家猪、野猪、版纳微型猪：云南农业大学的曾养志经24年 的连续高度近交的近交系 五指山猪：老鼠猪体型小、增重十康慢、19871989年，中国农业科学院冯书堂等在海南和广州定 点饲养观察后，引入北京。巴马小型猪：七里香猪、芭蕉猪，“两头乌”的背毛特点1987年广西农业大学的王爱德等 近交选育成的封闭群贵州小型猪：贵阳中医学院实上初守所从 贵州省从江县山区引种小册、驯化、纯化培育而成。1987年，鉴定定名o具有高度遗传特性的独立群体。、应用肿瘤心血管疾病皮肤烧伤免疫学糖尿病畸形学和产期生物学遗传性和营养性疾病外科手术（八）非人灵长类1、分类学脊椎动物门、哺乳纲、灵长目、猴科、舔援属2、生物学特性和解剖生理特点,杂食性动物 进化程度高，接近人类；,彳弥猴最易感人的志贺菌和结核分枝杆菌；有较发达的智力和神经控制，能用手操纵工具;不能体内合成维生素C,需从食物中摄取两颊有颊囊，可贮存食物;血型分两类：1)同人的A、B、。和Rh型相同，2)舜猴属特有；性成熟：雄性3岁，雌性2岁，月经周期28(2135)天。适配年龄：雄性4.5岁，雌性3.5岁，寿命为2030年。主要品种1）旧大陆猴：使用量最多，瘠猾猴属恒河猴3食蟹猴;熊猴（阿萨那 9断尾猴;台湾岩猴；平顶猴（猪一T非洲绿猴:破猴（囊猴）:研究。f其他品种树葩：主要用于病毒性肝炎研究。夜猴：主要用于视觉和疟疾研究。松鼠猴：主要用于视觉、脑神经和药理研究L，猴肾细胞广泛用于病，毒培养（:ADIS）、传染性肝炎、出血热 毒、马尔堡病障）、寄生虫、甲型肝炎懒猴：用于视觉生理研究。、应用 传染病 营养、代谢和老年病 生殖生理 行为学和精神病及神经生物学 环境卫生公害 人工智能和认知科学三、影响动物实验质量因素四大因素：环境控制：光照、温湿度,垫料和饮用水 微生物和寄生虫控制 营养控制 遗传（繁殖）洁净度，维持性消毒，饲料、2012年2月28日 星期二(-)环境控制主要内容：1.光照、温湿度控制2.动物房内空气洁净度控制3.设施内环境维持性消毒4.饲料、垫料储存，水控制动物房环境技术指标标准动物实验间项目指标小鼠、大鼠豚房卜地鼠犬、猴、猫、兔、小型猪鸡障境 屏环隔离 环境普通 环境障境 屏环隔离 环境普通 环境屏障 环境隔离 环境隔离 环境温度（）20-2618-2920-2616-2620-2616-26最大日温差（）4相对湿度（%）L270最小换气次数（次/h）215a208b15a208b15a20动物笼具处气流速度（m/s）W0.2相同区域的最小净压差（Pa）1050c1050c1050c50c空气洁净度（级）75或7d75或7d75或7d5沉降菌最大平均速度（CFU/O.5h 90mm 平皿）3无检 出无检出无检出3无检 出无检出氨浓度(mg/m3)14噪声(dB(A)相同区域的 最小净压差（Pa）温度（）相对湿 度（）噪声(dB(A)SPF环境动物：工作人员更换垫料（2次/周）、添加饲料和饮用水。特殊需要需提前告知。实验人员需经常观察动物状态，及时更换垫料、添加饲料和（检查）饮用水。普通环境动物：犬、猪：工作人员清洗笼具、添加饲料和饮用水（2次/天）。兔：工作人员清洗笼具、添加饲料和检查饮用水（厂2次/天）。豚鼠：工作人员添加饲料和检查饮用水（厂2次/天）、青饲料（1次/天，更 换笼具（2次/周）。小鼠饲养盒应放入小鼠饲养架大鼠架小鼠架使用代谢笼需预约代谢笼小鼠固定器小鼠固定器注意不 能用酒精 清洗消毒（三）动物逃脱、死亡处理1、动物逃脱号即报告并捕捉大动物捕捉后，经检查状态良好者消毒后放回饲养笼小动物逃脱时间小于12小时，状态良好的放回饲养；超过12小时，且受污染或受伤等应予放弃逃出设施外的动物不再进入饲养室，捕捉后根据实验人员指示处理2、死亡及其他 发现动物死亡，立即取出并报告研究人员。尸体装入一次性塑料袋并标识相应信息，存于冰箱。研究人员根据需要剖检或其他处理。,疑似患传染病的动物立即报告动物管理负责人，确认后据相关规定处理。出现外伤动物动物（咬伤、抓伤或给笼具夹伤等）SPF环境：伤势轻微时可分笼饲养或治疗。普通环境动物可原笼治疗。伤势严重时根据实验人员指示处理（四）动物试验 试验期间：-由实验人员自行负责手术、给药和观察等-特殊饲养要求需自行添加饮用水、饲料每次实验结束：清洁、整理桌面动物移出动物房-提前1个工作日通知，-异常死亡动物装入专用垃圾袋及时放入临时存放处-记录动物移出记录每项（整个）实验结束-带出试验相关的所有物品、记录纸山冉劈号瞬勤物中0g