實驗動物選擇

關(guān)于實驗動物選擇

第一節(jié)人類與各種動物的特性比較生物學(xué)特性比較

人類與實驗動物染色體數(shù)目動

物

學(xué)

名英文名

染色體數(shù)2n人黑猩猩獼猴犬貓豬兔豚鼠金黃地鼠中國地鼠大鼠小鼠長爪沙鼠

PantroglodytesMacacamulattaCanisfamiliarisFeliScatu$SusscrofaOryctolaguscuniculusCaviaporceUusMesecricetusauratusCricetulusbarabensisRuttusnorvegicusMusmusclusMerionesunguiculatus

pansatyrusmonkeysdogcatswinerabbitguineapiggoldenhamsterChinesehamterratmousemilneedwauds

46484278383844644420424044

第2頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

動物壽命(年)

犬與人的年齡對應(yīng)物種猩猩犬大鼠小鼠兔田鼠猴豚鼠豬最長37205315330727

平均2010428210516犬123456789101112131415人152428343640444852566064687276第3頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第4頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

子宮結(jié)構(gòu)動物特點大鼠雙角子宮，雙子宮頸，無子宮體。兔雙角子宮，雙子宮頸，無子宮體。豚鼠雙角子宮，單子宮頸，單子宮體。犬雙角子宮，單子宮頸，單子宮體。靈長類無子宮角，單子宮體。第5頁,共57頁，2024年2月25日，星期天生理學(xué)特性比較

人與實驗動物臨床觀察指標(biāo)動物種類

血壓(kPa)收縮壓舒張壓呼吸頻率（次/min）

心率（次/min）

體溫（℃）人16.710.717.57536.8猴21.1013.354015038.5犬15.997.9918.012038.5兔14.6610.6651.020539.0豚鼠11.607.5390.028038.2大鼠13.0710.1385.532838.2小鼠14.7910.8012860038.0第6頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

人與實驗動物代謝指標(biāo)動物種類飼料量[g/(d.只)]飲水量[ml/(d.只)]排便量(g/d)排尿量(ml/d)發(fā)熱量[J/(h.只)]人5002750100—3001.5-2.0L猴226.825—35113—34065—400312-585犬226.825—35113—34065—400312-585兔28.4--85.160—14014.2--56.740—100132.6豚鼠14.2--28.485—15021.2-85.015—7521.84大鼠9.3—18.720—457.1—14.210—1515.60小鼠2.8—7.04--71.4—2.81--32.34第7頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)實驗動物選擇原則選擇與人體結(jié)構(gòu)、功能、代謝和疾病特點相似的實驗動物。選擇標(biāo)準(zhǔn)化的實驗動物。選用對實驗因素最敏感的實驗動物。選用解剖、生理特點符合實驗?zāi)康囊蟮膶嶒瀯游?。盡量選擇結(jié)構(gòu)、功能簡單又能反映研究指標(biāo)的實驗動物。第8頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)實驗動物個體選擇年齡、體重實驗動物解剖、生理特征和反應(yīng)性隨年齡而明顯變化。應(yīng)注意動物間，動物與人的年齡對應(yīng)。實驗動物年齡與體重呈正相關(guān)性。第9頁,共57頁，2024年2月25日，星期天性別性別不同，藥物敏感性差異較大。一般實驗宜采用雌雄各半。生理狀況健康狀況第10頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

第四節(jié)常見醫(yī)學(xué)實驗中的動物選擇一、藥效學(xué)研究1.臨床前藥物代謝動力學(xué)研究常用的有大鼠、小鼠、兔、豚鼠、狗等。首選動物及其性別應(yīng)盡量與藥效學(xué)或毒理學(xué)研究所用動物一致。藥物動力學(xué)參數(shù)測定，最好使用狗、猴等大動物，可在同一動物上多次采樣，用小動物可能要采用多只動物的合并樣本，應(yīng)盡量避免。第11頁,共57頁，2024年2月25日，星期天藥物分布試驗時：一般選用大鼠或較為方便。藥物排泄試驗：一般也首選大鼠，其膽汁采集可在乙醚麻醉下作膽管插管引流。2.一般藥理研究

常選用的包括小鼠、大鼠、貓、狗等，性別不限，但觀察循環(huán)和呼吸系統(tǒng)時一般不宜用小鼠和兔。第12頁,共57頁，2024年2月25日，星期天二、心血管系統(tǒng)疾病研究1.動脈粥樣硬化癥

雞和鴿能自發(fā)主動脈粥樣硬化，研究病變與早期代謝變化具有重要價值。

兔飼料誘發(fā)可發(fā)生粥樣硬化病灶，但病變的局部解剖學(xué)與人類不同。

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非人靈長類，可發(fā)生廣泛的的心冠、腦、腎和股等處動脈的粥樣硬化癥，是良好模型動物。小型豬可自發(fā)動脈粥樣硬化，用高脂飼料可加速粥樣硬化的形成。病變特點及分布與人類相似。第14頁,共57頁，2024年2月25日，星期天2.高血壓研究常用動物是犬和大鼠。兔的血壓不夠穩(wěn)定。犬與人類的高血壓有許多相似之處。

①高血壓早期血壓波動大，以后逐漸升高，并維持在高水平；②環(huán)境和緊張刺激引起血壓明顯升高；③高血壓發(fā)展過程中出現(xiàn)高級神經(jīng)活動障礙；④部分動物血中兒茶酚胺含量增加。第15頁,共57頁，2024年2月25日，星期天自發(fā)性高血壓大鼠(SHR)①遺傳因素占主要地位。②在高血壓早期無明顯器質(zhì)性改變。③血壓升高隨年齡增加而加劇，6個月后，上升到最高水平。④緊張刺激和大量食鹽等環(huán)境因素加重高血壓的發(fā)展。⑤血壓上升早期或高血壓前期有高血流動力特征。⑥發(fā)生繼發(fā)性心血管損害，出現(xiàn)心腦腎合并癥。第16頁,共57頁，2024年2月25日，星期天第17頁,共57頁，2024年2月25日，星期天實驗性高血壓

①以刺激中樞神經(jīng)系統(tǒng)反射性而成。

②注射加壓物質(zhì)。

③分次手術(shù)結(jié)扎腎動脈，誘發(fā)腎原性高血壓。

第18頁,共57頁，2024年2月25日，星期天3．心肌缺血研究

冠狀動脈阻塞實驗：犬、豬、貓、兔和大鼠。

犬心臟的解剖與人類近似，占體重的比例很大，冠狀血管易操作，心臟抗心紊亂能力較強(qiáng)。豬心臟的側(cè)枝循環(huán)和傳導(dǎo)系統(tǒng)血液供應(yīng)類似于人的心臟，側(cè)枝循環(huán)不如犬豐富，易于形成心肌梗塞，室顫發(fā)生率高。大鼠心肺灌流測定心肌耐缺氧，可同時測定心臟的各種血液動力學(xué)變化，如心輸出量、血壓、靜脈壓、心房壓等。而小鼠和兔不能。第19頁,共57頁，2024年2月25日，星期天4．心律失常研究

大鼠、豚鼠、兔及貓的心臟較小，心室纖顫有自發(fā)恢復(fù)的可能

①大鼠對強(qiáng)心甙不敏感

②豚鼠心臟對心血管藥物的感受性與人類近似。

第20頁,共57頁，2024年2月25日，星期天犬、猴及豬等動物的心臟較大。這些動物的心室顫很難自然恢復(fù)。

用犬、兔、豚鼠、小鼠、大鼠及雞的胚胎及新生或成年動物的心肌細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，可形成各種有自發(fā)節(jié)律的細(xì)胞，建立心肌損傷及節(jié)律失常實驗?zāi)Ｐ汀?/p>

第21頁,共57頁，2024年2月25日，星期天三、生殖系統(tǒng)研究

動物生殖周期犬是春秋二季，季節(jié)性單發(fā)情；貓是春秋二季，季節(jié)性多次發(fā)情；小鼠、大鼠及豚鼠，全年間隔一定時間有動情周期循環(huán)，是常年多發(fā)情動物，恒河猴有月經(jīng)周期。

第22頁,共57頁，2024年2月25日，星期天雌性動物的排卵狗、大鼠、小鼠、猴等屬自發(fā)性排卵，即不交配也排卵；兔、貓等屬誘發(fā)性排卵，即只有經(jīng)過交配或一定刺激后才排卵。性周期的雌激素及孕激素調(diào)節(jié)第一型：性周期前半期由雌激素控制，排卵形成黃體，分泌孕激素。狗、猴等。第二型：發(fā)情期排卵形成黃體，但不分泌孕激素。小鼠、大鼠、地鼠等。第三型：不交配則不排卵，不形成黃體，成熟卵泡退化。如交配，則排卵并形成黃體，分泌孕激素。兔、貓等第23頁,共57頁，2024年2月25日，星期天避孕藥物作用機(jī)制研究抑制排卵藥物研究，采用雌性家兔抗著床、早孕藥物研究，采用大鼠、小鼠、倉鼠、豚鼠第24頁,共57頁，2024年2月25日，星期天四、消化系統(tǒng)研究消化道瘺管觀察犬的消化系統(tǒng)發(fā)達(dá)，與人相似適于消化系統(tǒng)的慢性實驗；對唾液腺、食道、胃、膽囊可作瘺管，觀察胃腸運(yùn)動的變化；胰腺炎研究雌性小鼠可造成膽堿缺乏，誘發(fā)出血性胰腺炎；犬胰腺小，適與摘除；大鼠胰腺分散，位于胃和十二指腸彎曲處；第25頁,共57頁，2024年2月25日，星期天乙型肝炎研究黑猩猩是理想的模型動物樹鼠句對人乙型肝炎感染率高，可形成一定的肝臟病理改變，但不能長期攜帶；豚鼠可作為乙型肝炎慢性化、免疫耐受、乙肝疫苗防治、抗病毒化療藥物篩選的模型材料；疫苗防癌人體需20-30年，豚鼠僅需2-4年。第26頁,共57頁，2024年2月25日，星期天五、抗炎與免疫研究免疫系統(tǒng)種系發(fā)生動物細(xì)胞淋巴器官免疫反應(yīng)

分類名稱淋巴細(xì)胞漿細(xì)胞胸腺脾臟細(xì)胞免疫體液免疫

IgMIgGIgAIgEIgD

圓口類鰻

+-+--+----

魚類油鮫

+-++-+----

鯉魚++++-+----

兩棲類蠑螈

++++-+----

青蛙+++++++---

爬行類龜、蛇

++++？++---

鳥類雞

++++++++--

哺乳類鼠、人

++++++++++無脊椎動物僅為原始的細(xì)胞吞噬作用第27頁,共57頁，2024年2月25日，星期天抗體從母體到幼體的傳遞存在兩種傳遞方式：

1、出生前在胎盤、卵黃囊或羊膜內(nèi)完成。

2、出生后從初乳獲得。動物胎盤類型轉(zhuǎn)移途徑抗體轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移時間

出生前出生后

小鼠血性絨毛膜腸（主要）卵黃囊+++妊娠到17d

大鼠血性絨毛膜腸（主要）卵黃囊+++妊娠到20d

豚鼠血性絨毛膜卵黃囊（主要）腸++++妊娠到2d

兔血性絨毛膜卵黃囊+++-妊娠到15d

靈長類血性絨毛膜胎盤+++-妊娠到3個月犬內(nèi)皮絨毛膜腸-++出生到8d第28頁,共57頁，2024年2月25日，星期天IgE和IgA在母子傳遞中不進(jìn)入體液循環(huán)，IgM只在出生后傳遞。大、小鼠、豚鼠、兔、猴幼仔血清母源抗體效價比母體高。大、小鼠、犬、貓、兔、猴從妊娠期開始向胎兒移行，更多以母乳轉(zhuǎn)移。第29頁,共57頁，2024年2月25日，星期天抗炎試驗關(guān)節(jié)炎

1、大鼠踝關(guān)節(jié)敏感，多發(fā)性關(guān)節(jié)炎與風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎接近，但不同品系、年齡、免疫狀態(tài)影響發(fā)病率。

2、豬霉形體關(guān)節(jié)炎也可用于人關(guān)節(jié)炎研究。過敏性哮喘

1、犬與人類似，由IgE介導(dǎo)。

2、豚鼠接受致敏物質(zhì)靈敏度最高。

3、大鼠也可產(chǎn)生由IgE介導(dǎo)的超敏反應(yīng)。

4、小鼠遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)不典型第30頁,共57頁，2024年2月25日，星期天H-2與小鼠疾病

疾病易感品系單倍體型非易感品系單倍體型鼠痘DBA/1H-2dC57BL/6H-2bDBA/2BALB/cA

白血病C58H-2KC57BLH-2b/乳腺癌AKRC57LC3H129/J第31頁,共57頁，2024年2月25日，星期天六、內(nèi)分泌系統(tǒng)研究

糖尿病

db/db肥胖型糖尿病小鼠(TheDiabeticmouse)

糖尿病基因(db)于１９６６年JacksonLaboratory發(fā)現(xiàn)于C57BL/Ks小鼠第4染色體隱性基因突變。C57BL/KsJ-db/db是目前研究人類糖尿病最好的動物模型。

體重：純合子有過度肥胖癥傾向，3至8周齡時，體重加速增重，可達(dá)約４５g（正常約１２-２０g）。然后體重開始減輕至發(fā)病致死。

血糖濃度：4周齡為300mg/100ml。12周齡至500mg/100ml

。當(dāng)血糖含量超過250mg/100ml，臨床癥狀呈顯，如糖尿(glycosuria)、多尿(polyuria)、和劇渴(polydipsia)等。正常小鼠140-180mg/100ml。

第32頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

胰島素含量：幼鼠血中各有差異，先升高，至8周齡左右，再漸漸下降到正常含量。12周齡之后，其含量只正常量25%，直到發(fā)病致死。

壽命較短，共約4至6個月，因而病理變化較少出現(xiàn)于腎臟、肺、心臟和眼睛。只胰臟內(nèi)蘭氐小島的?細(xì)胞呈現(xiàn)退化及顆粒遞減的現(xiàn)象。第33頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

非肥胖性糖尿病小鼠(nonobesediabetic,NOD)

ICR/Jc小鼠近交第6代時,從白內(nèi)障易感亞系分離出非肥胖糖尿病品系(nod)和非肥胖正常品系(NOD)。近交第20代時,首先發(fā)現(xiàn)NOD雌鼠有胰島素依賴性糖尿病。

1臨床癥狀：與人類Ⅰ型糖尿病類似。90-120日齡(相當(dāng)于人類青春期)聚起發(fā)病有下列癥狀:酮尿、糖尿、高血糖、高膽固醇過多、煩渴、多尿、貪食。糖尿病發(fā)病與免疫系統(tǒng)異常有關(guān)。

對自發(fā)性之自體免疫（第Ｉ型）糖尿(insulindependentdiabetesmellitus,IDDM)有易感性。用于研究糖尿病的治療。

第34頁,共57頁，2024年2月25日，星期天

2特征：糖尿病形成中產(chǎn)生胰島炎(insulitis)癥狀，即胰臟小島中產(chǎn)生白血球的浸潤物。約12周齡，母鼠有明顯的胰臟島素降低；而雄鼠則于后幾周也發(fā)生此現(xiàn)象。糖尿病開始時有明顯的中度糖尿病癥,最好在１０周齡時即開始監(jiān)測糖尿病癥。

3易感受性與其影響因子：

NOD小鼠對IDDM之易感受性由多基因控制。主要的易感結(jié)構(gòu)是唯一MHC單型(H-2g7chr17)。飼養(yǎng)環(huán)境，健康及飼料均影響小鼠糖尿病的發(fā)展。30周齡時糖尿病累計發(fā)病率雌雄分別為60%-80%和10%-70%,睪丸切除可增加糖尿病發(fā)病率,而卵巢切除減少發(fā)病率。第35頁,共57頁，2024年2月25日，星期天KK小鼠高血清胰島素型，I型糖尿病模型，8月齡雄鼠100%，12月齡雌鼠88%出現(xiàn)顯性病癥。飼料、飼養(yǎng)、打斗及其它緊張因素可減少發(fā)病率。BBWistar大鼠低血清胰島素型，I型糖尿病模型，發(fā)病率90%，發(fā)病日齡58-123日齡。癥狀：高血糖、糖尿癥、酮尿癥、酮癥、胰島素缺乏、高血糖素亢進(jìn)、體重下降第36頁,共57頁，2024年2月25日，星期天GK大鼠(Goto-Kakizakidiabetespronerat)

1975年由日本TohokuUniversity培育。在遠(yuǎn)交系WISTAR大鼠中篩選高血糖個體而成。

應(yīng)用于非胰島素依賴型糖尿病(NIDDM)研究，II型糖尿病。在糖尿病癥發(fā)作后，快速出現(xiàn)高血糖、胰島素分泌減弱等，后期并發(fā)視網(wǎng)膜病、微血管病、神經(jīng)病、腎病。和其它嚙齒類II型糖尿病動物模型相反，

GK大鼠是非肥胖的。

第37頁,共57頁，2024年2月25日，星期天肥胖癥(Obeseob)

肥胖小鼠(Obesemice)1臨床癥狀：

純合子4周齡增重加速，是正常鼠體重3倍。體重可達(dá)60g，表現(xiàn)為單純肥胖而不伴有糖尿病。幼年時血糖和免疫活性胰島素?zé)o明顯增加，5～6月齡后，肥胖趨向穩(wěn)定，胰島素和葡萄糖水平上升。不受外來胰島素的影響，但節(jié)制食物可增加對胰島素的敏感性及延長其壽命。所有的雌鼠無生殖力，必須用雜合子交配保持基因。雌鼠卵巢和子宮萎縮，若節(jié)制飲食，雄鼠偶爾能繁殖。第38頁,共57頁，2024年2月25日，星期天2生理特征：

Langerhans島的增生與胰島素分泌增加有關(guān)，腎小球發(fā)生腎結(jié)節(jié)狀脂肪玻璃樣病變。肥胖小鼠的皮下、后腹膜和性腺的脂肪增多，是脂肪細(xì)胞數(shù)目和體積增加的結(jié)果，被稱為肥大性-增生性肥胖癥。其肥胖癥與人類的肥胖癥很相似。第39頁,共57頁，2024年2月25日，星期天成年肥胖和糖尿病(Adultobesityanddiabetes)小鼠該小鼠的肥胖癥體重相當(dāng)于正常鼠的兩倍，與ob/ob型一樣，通常不育，7～10周齡時表現(xiàn)出高血糖和糖尿病。NZO(NewZealandObese)小鼠該鼠通常具有生殖能力，所有的小鼠均發(fā)生肥胖，但脂肪沉積主要是在腹內(nèi)，于2～4月齡時即可發(fā)現(xiàn)脂肪沉積，最終達(dá)到總體重的70％，高血糖不明顯，但胰島素的水平升高。在快速增重期間，食物的攝入量明顯增加。從小鼠的肥胖癥知道，肥胖癥有不同的遺傳性。這對研究人類肥胖癥的一系列問題頗有助益。第40頁,共57頁，2024年2月25日，星期天侏儒癥(Dwarfdw)dw鼠或稱矮小畸形鼠

這種畸形又稱垂體性侏儒癥(PituiaryDwarfism)，因為其缺乏腦下垂體前葉的生長素和促甲狀腺激素，故使生長發(fā)育障礙。純合子dw/dw小鼠在12～13日齡時即可被識別，表現(xiàn)為短尾和短鼻。成熟日齡時，其體積為正常鼠的1/4，8周齡時體重為8～10g，多數(shù)能存活到成熟期，可出現(xiàn)繼發(fā)的粘液性水腫。由于該鼠兩性均不育，只能用雜合子保持基因，得到25%的矮小畸形鼠。9日鼠齡時，將正常垂體全移植到這種鼠的腎臟，雄鼠可長大到近于正常小鼠體形并可繁殖(但在雌鼠收不到效果，原因不明)。第41頁,共57頁，2024年2月25日，星期天甲狀腺功能低下hyt甲狀腺功能低下癥小鼠第12對染色體的隱性突變基因?qū)е掠资?6日齡出現(xiàn)甲狀腺發(fā)育不全。Hyt/hyt小鼠與人類嬰兒甲狀腺功能低下相似性80%，可用于人類嬰兒甲狀腺功能紊亂研究的動物模型。第42頁,共57頁，2024年2月25日，星期天七、神經(jīng)系統(tǒng)研究癲癇

35日齡DBA/2N小鼠，聽源性癲癇發(fā)病率100%，是良好的模型材料。腦梗塞

沙鼠腦椎底動脈環(huán)后交通枝缺損，結(jié)扎一側(cè)頸總動脈出現(xiàn)腦梗塞。是研究中風(fēng)、術(shù)后腦貧血、腦血流量的實驗材料。第43頁,共57頁，2024年2月25日，星期天八、微循環(huán)研究外周微循環(huán)小鼠耳廓：表皮薄，血管呈平面分布，適于慢性全身性疾病對微循環(huán)影響的長期連續(xù)觀察。金黃地鼠頰囊：囊壁薄而色淡，微血管清晰。頰囊伸縮性大，牽拉刺激對微循環(huán)影響小。了解在感染、創(chuàng)傷、移植性腫瘤等病理狀態(tài)下微循環(huán)的變化。第44頁,共57頁，2024年2月25日，星期天內(nèi)臟微循環(huán)常選用蛙、大、小鼠、豚鼠、兔、貓、犬的腸系膜、大網(wǎng)膜和腸壁。或頭顱、腹腔、胸膜開窗，觀察腦、肺、心微循環(huán)?；孛げ磕c系膜小而局限，無腸蠕動，脂肪少。第45頁,共57頁，2024年2月25日，星期天九、藥物安全性評價急性毒性試驗概念：是觀察1天內(nèi)單次或多次給藥后，在7天或14天中連續(xù)觀察動物所產(chǎn)生的毒性反應(yīng)和死亡情況。方法：小動物半數(shù)致死量（lethaldose50，LD50）,常用封閉群動物，如ICR、NIH、KM。大動物近似致死量(approximatelethaldose，ALD)，常用動物如SD、Wistar。

注意：動物質(zhì)量、體重差異、不良外環(huán)境均可產(chǎn)生不正確的數(shù)據(jù)。第46頁,共57頁，2024年2月25日，星期天長期毒性試驗概念：是對動物反復(fù)多次給藥（14天以上連續(xù)給藥）后，觀察藥物對動物的毒性反應(yīng)和死亡情況。方法：實驗應(yīng)設(shè)高、中、低三個劑量組和對照組。高劑量應(yīng)產(chǎn)生明顯毒性反應(yīng)或個別動物死亡。中劑量應(yīng)產(chǎn)生輕微或中等的毒性反應(yīng)。低劑量應(yīng)高于最佳有效劑量，不出現(xiàn)毒性反應(yīng)。長期毒性試驗需兩種以上動物，一種為大鼠如SD、Wistar，3個月內(nèi)試驗用6-8W，3個月以上用5-6W的動物。另一種為犬、小型豬、猴，Beagle犬以4-12月齡為宜。第47頁,共57頁，2024年2月25日，星期天注意：

長毒試驗持續(xù)時間長，高、中劑量為中毒劑量，要獲得真正的藥物毒性結(jié)果，必須保證動物的質(zhì)量和適宜環(huán)境。第48頁,共57頁，2024年2月25日，星期天生殖毒性試驗分類：第一類——生殖毒性試驗：在交配前給藥，判斷雌、雄動物連續(xù)給藥后生殖細(xì)胞在接觸藥物后，對受孕能力、生殖系統(tǒng)和子代有無影響。第二類——致畸敏感期毒性試驗：在器官發(fā)生期前、后給藥，揭示藥物的胚胎毒性和致畸性。第三類——圍產(chǎn)期毒性試驗：在圍產(chǎn)期和哺乳期給藥，判斷雌性動物在產(chǎn)前及產(chǎn)后給藥對子代的影響第49頁,共57頁，2024年2月25日，星期天方法：至少使用兩種以上實驗動物。嚙齒類有大、小鼠和地鼠，非嚙齒類有兔、犬、雪貂和靈長類。常用大鼠和兔。第50頁,共57頁，2024年2月25日，星期天致突變試驗包括：微生物回復(fù)突變