實驗動物學重點

一、實驗動物學緒論1.動物：指經人工飼育，對其攜帶的微生物實行控制，遺傳背景明確或者來源清楚的，用于科學研究、教學、生產、檢定以及其他科學實驗的動物。2.實驗動物的分類按遺傳學控制分類：①近交系②封閉群或遠交系③雜交群按微生物寄生蟲控制分類：①普通動物②清潔動物③無特定病原體動物④無菌動物3.實驗動物與實驗用動物的區(qū)別動物類別人工培育繁育遺傳背景或來源微生物寄生蟲實驗動物法規(guī)/質量技術標準用途實驗動物實驗用動物野生動物經濟動物觀賞動物嚴格可能未經專項培育專項培育人工人工或自然自然人工人工必須明確可不明確不明確可不明確可不明確人工控制無要求無控制一般一般法規(guī)標準適用/有法規(guī)適用/無標準不適用/無不適用/無不適用/無科學實驗多種實驗生態(tài)保護發(fā)展經濟觀賞4.國家層面法規(guī)：1988年10月31日經國務院批準，國家科委（現(xiàn)國家科技部）頒布《實驗動物管理條例》。5.管理體系國家科學技術委員會(現(xiàn)國家科技部）主管全國實驗動物工作。省、自治區(qū)、直轄市科學技術委員會（科技廳、局）主管本地區(qū)的實驗動物工作。國務院各有關部門負責管理本部門的實驗動物工作。6.中華人民共和國野生動物保護法禁止獵捕、殺害國家重點保護野生動物。因科學研究、馴養(yǎng)繁殖、展覽或者其他特殊情況，需要捕捉、捕撈國家一級保護野生動物的，必須向國務院野生動物行政主管部門申請?zhí)卦S獵捕證；獵捕國家二級保護野生動物的（如恒河猴/食蟹猴），必須向省、自治區(qū)、直轄市政府野生動物行政主管部門申請?zhí)卦S獵捕證。需要出售、收購、利用國家二級保護野生動物或者其產品的，必須經省、自治區(qū)、直轄市政府野生動物行政主管部門或者其授權的單位批準。7.實驗動物發(fā)生疫情時，應當按照國家和本市有關規(guī)定辦理。從事實驗動物工作的單位和個人，應當對實驗動物的尸體和廢棄物進行無害化處理。8.許可證從事實驗動物及相關產品保種、繁育、生產、供應、運輸和有關實驗動物商業(yè)性經營的組織或個人應當向市科委申領《實驗動物生產許可證》。使用實驗動物及相關產品進行科學研究、教學、生產、檢定藥品及生物制品、檢驗食品及化妝品等工作的組織或個人應當向市科委申領《實驗動物使用許可證》實驗動物許可證的有效期為5年9.實驗動物從業(yè)人員是指從事實驗動物和動物實驗的科技人員、專業(yè)管理人員和技術工人。10.軍隊從事實驗動物科技人員的培訓和考核管理辦法總后勤部負責管理全軍從事實驗動物科技人員的培訓與考核工作。全軍實驗動物管理辦公室“動管辦”負責日常管理工作本辦法所稱的實驗動物科技人員是指從事實驗動物和動物實驗工作的醫(yī)療（含護理）教學、科研、業(yè)務管理和專業(yè)技術人員以及與實驗動物工作有關的人員。從事實驗動物工作的科技人員須經培訓并獲取“軍隊實驗動物從業(yè)人員崗位證書（崗位證書）”方可上崗“崗位證書”有效期五年。持證人在期滿前須經培訓和考核，合格的換發(fā)新的“崗位證書”。11.實驗動物福利概念：實驗動物福利是指人類保障實驗動物健康和快樂生存權利的理念及其所提供的相應的外部條件的總合。五項基本權利：①生理福利：享有不受饑渴的自由；②環(huán)境福利：享有生活舒適的自由；③衛(wèi)生福利：享有不受痛苦傷害和疾病威脅的自由；④行為福利：享有表達天性的自由；⑤心理福利：享有生活無恐懼和悲傷感的自由。3Rs的概念及內涵：①Replacement（替代）是指使用其它方法而不用動物所進行的試驗或其他研究課題，以達到某一試驗目的?；蛘呤鞘褂脹]有知覺的試驗材料代替以往使用神志清醒的活的脊椎動物進行試驗的一種科學方法。②Reduction（減少）是指在科學研究中，使用較少量的動物獲取同樣多的試驗數(shù)據(jù)或使用一定數(shù)量的動物能獲得更多實驗數(shù)據(jù)的科學方法。③Refinement（優(yōu)化）是指在符合科學原則和實驗目標的基礎上，通過精練動物實驗生物粒子則以細菌（非致?。?shù)為指標。在5~10m2面積放置1只9cm直徑的培養(yǎng)皿，放置30min，經培養(yǎng)48h，計算落下菌落數(shù)應在3～30個以下。普通環(huán)境≤30個/皿，屏障環(huán)境≤3個/皿，隔離環(huán)境無檢出。五、實驗動物微生物學、寄生蟲學質量控制1.實驗動物等級的劃分普通級動物（CV）：不攜帶主要人獸共患病原和動物烈性傳染病的病原。清潔級動物（CL）：不攜帶對動物危害大和對科學研究干擾大的病原。無特定病原體動物（SPF）：除普通級、清潔級動物應排除的病原外，不攜帶主要潛在感染或條件致病和對科學實驗干擾大的病原。無菌動物（GF）：無可檢出的一切生命體。悉生動物（GN）：是指在無菌動物體內，移入一種或幾種已知微生物或寄生蟲后的動物。2.實驗動物傳染病流行的基本環(huán)節(jié)①傳染源②傳播途徑③易感動物3.微生物寄生蟲感染的危害性①影響實驗結果隱形感染常導致動物生理生化指標的改變，使實驗得不到應有的結果，或得出錯誤的結論；或因實驗處置，動物抵抗力下降，使隱形感染顯性化，導致疾病的發(fā)生。另外，隱形感染所造成的組織學改變也影響實驗結果的判定。②影響生產因微生物和寄生蟲感染而引起的傳染病，會導致動物大批死亡，從而給動物的生產和實驗的正常進行帶來嚴重影響。③威脅人類健康許多實驗動物傳染病為人獸共患性疾病，這些傳染病可在人和動物之間傳播流行，因而對飼養(yǎng)管理人員和動物實驗人員的健康構成威脅。特別是那些在動物呈隱形感染、而對人類呈致死性感染的病原微生物，應引起高度重視。④污染實驗材料如病原微生物污染了細胞培養(yǎng)物、腫瘤移植物或以動物組織和細胞為生產原料的生物制品，不僅干擾實驗，而且還可將病原擴散，以至危害人類的健康。4.人獸共患病原菌沙門菌、志賀菌、布魯桿菌、結核分枝桿菌等。病原真菌：大多為人獸共患病原。包括淺部真菌(侵害毛發(fā)、皮膚、趾甲等淺表部位)、深部真菌和條件致病真菌。5.重要的人獸共患病=1\*GB3①流行性出血熱=2\*GB3②弓形蟲病=3\*GB3③淋巴細胞脈絡從腦膜炎=4\*GB3④沙門菌病=5\*GB3⑤狂犬病=6\*GB3⑥猴B病毒感染=7\*GB3⑦猴結核病6.犬必須檢測項目、要求免疫的病毒①狂犬病病毒②犬細小病毒③犬瘟熱病毒④傳染性犬肝炎病毒7.主要的烈性傳染病①鼠痘：又稱小鼠脫腳病，是由鼠痘病毒（Ect.)引起的以四肢、尾和頭部腫脹、潰爛、壞死甚至腳趾脫落為特征的烈性傳染病。小鼠是自然宿主，不同品系小鼠的易感性差異較大。經創(chuàng)傷、消化道、呼吸道、吸血昆蟲傳播。死亡率高。②兔出血癥（兔瘟）六、動物實驗技術1.動物的購入購入或領取實驗動物時，應向供應部門索取所用動物相應等級的質量合格證書，若是購入或領取清潔級以上實驗動物，應采用帶有空氣過濾膜的無菌運輸罐或帶過濾帽的籠盒運輸，并嚴格檢查其密封狀況。2.動物的抓取與固定方法目的：限制動物的活動，持安靜狀態(tài)，以便正確操作和記錄要求：=1\*GB3①不損傷實驗動物②不影響觀察指標③實驗者不被動物咬傷④保證實驗順利進行動物經過3~7天的隔離飼養(yǎng)期后才能被拿來進行實驗，其目的是為了使之適應環(huán)境的改變，并觀察其是否健康，適合實驗。3.顏料標記①5%苦味酸(黃)②2%硝酸銀③0.5%中性品紅④煤焦油＋酒精4.脫毛劑①8%Na2S，常用于兔及小鼠等小型動物的脫毛。②10%Na2S，常用于狗、豬等較大動物的皮膚脫毛。③硫化鹼，常用于實驗狗的皮膚脫毛。5.實驗動物的給藥劑量D2=D1×K2/K1×3W1/W2D:藥物劑量(μg?kg-1?d-1)W:動物體重(kg)K:常數(shù)6.各種動物一次給藥能耐受的最大容量(ml)動物種類給藥途徑口服皮內皮下肌肉腹腔靜脈小鼠0.90.11.50.210.8大鼠50.150.524兔2000.2102510貓1500.2102510猴3000.35031020狗5000.31004--1007.血樣的采集方法心臟、胸主動脈、股動脈、靜脈、割(剪、刺)尾（少量多次采樣常用剪尾方式多）、眼眶、斷頭。8.麻醉目的：防止動物掙扎，保持安靜防止意外損傷，便于操作局部麻醉：1%鹽酸普魯卡因，局部注射；2%鹽酸可卡因，粘膜表面麻醉麻醉之前要準確稱量動物體重，給藥要少量多次，動物要禁食8~12h。9.安樂死概念：使動物在較短時間內盡量減小痛苦的死亡。常用方法：化學藥物：二氧化碳，三氯甲烷

乙醚，氯化鉀，乙醇

脫臼斷髓：頸椎脫臼(小鼠、沙鼠)急性失血：全身麻醉/股動脈放血（麻醉劑使用量為全身麻醉正常量的5~10倍）七、實驗動物遺傳質量控制1.近交系概念：在一個動物群體中，任何個體基因組中99%以上的等位位點為純合時定義為近交系。特點：=1\*GB3①遺傳基因位點的純合性：近交系動物中任何一個基因位點上純合子的概率高達99%，因而也能繁殖出完全一致的純合子后代，品系內個體相互交配不會出現(xiàn)性狀分離。=2\*GB3②遺傳組成的同源性：品系內所有動物個體都可追溯到一對共同祖先，也就是同一個品系內每只動物的個體在遺傳上都是同源的，基因型完全一致。=3\*GB3③長期的遺傳穩(wěn)定性：近交系雖然殘留雜合基因或突變會導致個體遺傳變異，但這種幾率非常小。通過嚴格遺傳控制，品系的遺傳特征可世代相傳。=4\*GB3④遺傳特征的可辨性：即每個近交系都有自己的標準遺傳概貌（包括毛色基因、生化基因和免疫學性狀等），選用適當?shù)倪z傳監(jiān)測方法，即可分辨各近交系。=5\*GB3⑤表型一致性：基因型的一致決定了近交系內個體的表型相同，特別是像毛色、組織型、生化同工酶以及形態(tài)學特征等可遺傳的生物學特征。=6\*GB3⑥遺傳組成的獨特性：經過近交培育之后，每個品系從物種的整個基因庫中只能獲得極少部分的基因，這部分基因構成了品系的遺傳組成，所以各品系之間具有不同的基因型和表型。=7\*GB3⑦國際分布廣泛性：任何一個近交系個體均攜帶該品系全部基因庫，引種非常方便，便于在不同國家、地區(qū)建立幾乎完全相同的標準近交系，是各國研究結果具有可比性。=8\*GB3⑧背景資料的完整性：由于近交系具有長期穩(wěn)定性而是每個品系都具有一份完整的研究背景資料。這些背景資料給研究者設計實驗和分析實驗結果帶來了許多有價值的參考信息。2.轉基因動物：通過非同源重組、逆轉錄病毒感染插入或者同源插入等方法，把一個外源DNA片段整合或者插入到目的小鼠的基因組中形成的小鼠。3.封閉群：以非近親交配方式（如隨機交配法、循環(huán)交配法、最佳避免近交法等）進行繁殖生產的實驗動物種群，在不從外部引入新個體的條件下，至少連續(xù)繁殖4代以上，成為一個封閉群（每代個體之間近交系數(shù)≤1%）。八、常用實驗動物（此部分知識點多，希望大家再看看PPT）1.小鼠特性：無汗腺、雌性小鼠受精后形成陰道栓、無嘔吐反應主要品種、品系：=1\*GB3①主要近交系：C57BL／6（B6）、C3H／He(C3)、BALB／c(C)、DBA／2(D2)、CBA、615=2\*GB3②封閉群：KM、NIH、ICR免疫缺陷小鼠指由于先天性遺傳突變或人工方法造成一種或多種免疫系統(tǒng)成分缺陷的小鼠。不宜采用小鼠的試驗:=1\*GB3①研究體溫變化的試驗：因為小鼠體溫變化不穩(wěn)定=2\*GB3②慢性支氣管炎的試驗：因為小鼠氣管及支氣管腺不發(fā)達=3\*GB3③催吐試驗：因為小鼠無嘔吐反應=4\*GB3④動脈粥樣硬化試驗：因為小鼠不易形成動脈粥樣硬化2.大鼠特性：無膽囊主要品種、品系：=1\*GB3①主要近交系：F344、SHR、LOU/C=2\*GB3②封閉群：Wistar、SD不宜采用大鼠的試驗:=1\*GB3①研究體溫變化的試驗,因為大鼠體溫變化不穩(wěn)定；=2\*GB3②慢性支氣管炎的試驗；=3\*GB3③催吐試驗，因為大鼠無嘔吐反應；=4\*GB3④膽囊功能試驗，因為大鼠無膽囊。大鼠對營養(yǎng)缺乏比較敏感，可發(fā)生典型的癥狀，是研究營養(yǎng)學的首選動物。3.豚鼠特性：自身不能合成維生素C、耳蝸管敏感，便于做聽力實驗、不能嘔吐應用：=1\*GB3①過敏反應研究：豚鼠是過敏性休克和變態(tài)反應研究的首選動物常用實驗動物接受致敏物質的反應程度不同，順序為：豚鼠>家兔>狗>小鼠>貓>蛙=2\*GB3②免疫學研究：免疫學實驗中所用補體多來源于豚鼠。=3\*GB3③傳染病研究：豚鼠對多種病原體敏感，是結核桿菌的分離、鑒別、診斷以及病理研究的首選動物。4.倉鼠特性：口腔內兩側各有一個頰囊，因此對外來組織不產生免疫排斥反應，可用于異體移植；主要品種、品系：金黃地鼠、中國地鼠主要應用：地鼠的頰囊可移植正常組織或腫瘤的組織細胞，適用于腫瘤的相關研究。5.兔特性：有食糞特性、兔是反射性排卵（交配時排卵）的動物、屬恒溫動物，對致熱物質反應敏感，適于用作熱源實驗。主要品種、品系：大耳白兔（日本白兔）、新西蘭兔、青紫蘭兔、中國白兔主要應用：=1\*GB3①免疫學研究：生產抗體，制備高效價和特異性強的免疫血清，其制品廣泛地用于人類各類抗血清和診斷血清的研制。=2\*GB3②生殖生理和避孕藥研究=3\*GB3③眼科研究：兔眼球大，幾乎成圓形，便于進行手術操作和觀察。也常用于眼科藥物篩選和療效研究。=4\*GB3④發(fā)熱、解熱和檢查致熱源研究。不宜采用兔實驗：=1\*GB3①觀察嘔吐的試驗,因為兔對嘔吐反應不敏感。=2\*GB3②放射病試驗,因為兔對射線非常敏感，射線照射后，常發(fā)生休克或死亡。=3\*GB3③咳嗽試驗,因為兔缺乏咳嗽反射。=4\*GB3④甲狀旁腺切除術,因為兔的甲狀旁腺分布分散，位置不固定。6.貓?zhí)匦裕捍碳ば耘怕?、對嘔吐反應靈敏主要品種：短毛貓主要應用：藥理學研究7.犬特性：紅綠色盲、陰莖上有陰莖骨品種：比格犬主要應用：實驗外科學8.豬特性：豬和人的皮膚組織結構很相似、臟器重量也近似于人主要品種：小型豬（國際公認四個品種：哥廷根小型豬、辛克萊小型豬、漢福德小型豬、尤卡坦小型豬）主要應用：皮膚燒傷研究、心血管病研究9.獼猴特性：不能體內合成Vc，需從食物中攝?。谎头謨深?，一類同人的A、B、O和Rh型相同，另一類是獼猴屬特有的。主要品種：恒河猴、食蟹猴（作為實驗動物主要品種）；非洲綠猴、狨猴(囊猴)、樹鼩（其他種類）主要應用：①傳染病研究和疫苗試驗：在制造和鑒定脊髓灰質炎疫苗時，獼猴是唯一的實驗動物。②生殖生理學研究10.長爪沙鼠主要應用：=1\*GB3①腦神經病的研究：利用它建立腦缺損模型較容易，是研究人類腦血管疾病的理想模型。=2\*GB3②病毒學研究：沙鼠對流行性出血熱病毒敏感，是研究流行性出血熱理想的實驗動物模型。=3\*GB3③寄生蟲病研究：近年在對絲蟲病的研究中發(fā)現(xiàn)沙鼠對絲蟲特別敏感，因而被廣泛應用于絲蟲病及抗絲蟲病藥篩選的研究。11.實驗用禽類主要品種：SPF雞和雞胚主要應用：=1\*GB3①疫苗生產和鑒定=2\*GB3②老年學研究12.實驗用魚類常用魚類的種類:斑馬魚、劍尾魚主要應用：=1\*GB3①生物發(fā)育學研究=2\*GB3②環(huán)境監(jiān)測=3\*GB3③轉基因動物研究九、實驗動物飼料和營養(yǎng)1.七大類營養(yǎng)物質：蛋白質、脂肪、碳水化合物、維生素、礦物質、水和纖維素2.日糧的分類：=1\*GB3①天然組分日糧=2\*GB3②純養(yǎng)分日糧=3\*GB3③化學合成日糧3.營養(yǎng)需要概念：指動物群體每天對蛋白質、脂肪、碳水化合物、水分、礦物質和維生素等各種營養(yǎng)物質的平均需要量。分類：①維持營養(yǎng)需要②生長營養(yǎng)需要③繁殖營養(yǎng)需要4.飼養(yǎng)標準：根據(jù)動物的不同種類、性別、年齡、體重和生理階段等特點，結合能量與物質代謝實驗和飼養(yǎng)實驗結果，科學地規(guī)定每只動物每天應給予的能量和各種營養(yǎng)物質數(shù)量。（飼料不可添加藥物、抗生素、酶類）十、醫(yī)學實驗動物的選擇及應用1.實驗動物選擇的基本原則=1\*GB3①相似性原則②可靠性原則=3\*GB3③重復性原則=4\*GB3④可控性原則=5\*GB3⑤經濟性原則2.動物模型：是指在生物醫(yī)學研究中所建立的可模擬人類疾病表現(xiàn)或異常功能狀態(tài)的動物實驗對象和材料。3.動物模型的復制原則=1\*GB3①相似性②可靠性=3\*GB3③重復性=4\*GB3④適用性和可控性=5\*GB3⑤易行性和經濟性4.誘發(fā)性疾病模型：指動物的疾病是健康動物經實驗因素誘發(fā)而成。如：藥物性糖尿病模型。特點：=1\*GB3①模型復制時間短②實驗條件便于控制=3\*GB3③可根據(jù)研究需要進行設計或改進缺點：=1\*GB3①某些誘發(fā)劑，如四氧嘧啶，人體攝入后對肝、腎、胰均有損害，且伴有有惡心嘔吐等副作用。②幾乎沒有誘發(fā)性疾病模型能夠完全模擬人類相應疾病的病因、病程和病理。5.自發(fā)性疾病模型：利用動物自然發(fā)生的遺傳變異（突變）作為人類疾病的模型。如：自發(fā)性高血壓大鼠。特點：自發(fā)性疾病模型通常是同源性模型，動物的疾病的表型表現(xiàn)與相應的人類疾病相似。模型動物對治療的反應與人類患者相似。缺點：=1\*GB3①受損的基因或基因序列常常導致其他基因的激活，從而動員代償代謝機制。②具有自發(fā)性疾病的近交系動物的保種和繁殖困難，價格較貴。=3\*GB3③有些自發(fā)性疾病模型不便于應用。利用近交系動物自發(fā)性腫瘤模型進行治療研究，常常要觀察1年才有腫瘤發(fā)生。6.遺傳修飾動物：指某些遺傳性狀通過基因工程手段而被人為改造的動物。=1\*GB3①轉基因動物②基因敲除動物=3\*GB3③基因敲入動物=4\*GB3④大規(guī)?；蛘T捕=5\*GB3⑤基因干涉動物7.免疫缺陷動物：指由于先天遺傳突變或人工方法造成免疫系統(tǒng)某種或多種成份缺陷的動物。8.免疫滲漏：少數(shù)SCID鼠在生長發(fā)育過程中，會出現(xiàn)極小程度的免疫功能恢復。這種現(xiàn)象稱為免疫滲漏。免疫滲漏的特征不遺傳，但與小鼠的年齡、品系和飼養(yǎng)環(huán)境有關。9.幾種免疫缺陷動物的特點比較hairthymusT-cellsB-cellsNK-cellsNudemice－－－＋＋SCID＋＋－－＋NOD-SCID＋＋－－－Beige＋＋——－Nude-rat－－－＋＋CBA/N-Xid＋＋＋－＋10.動物自發(fā)性腫瘤的優(yōu)點=1\*GB3①自發(fā)性腫瘤通常比用實驗方法誘發(fā)的腫瘤與人類所患的腫瘤為相似，有利于將動物實驗結果推用到人：②自發(fā)性腫瘤發(fā)生的條件比較自然，有可能通過細致