为科学献身的实验动物们.pptx
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1、它们为科学献身 它们和其他动物没有什么不同,却常常从事“科学活动”。因为它们不光贡献身体,尤其还慷慨地像研究者提供方法、概念和质疑,迫使他们不断地提出新问题。在集体从事的伟业中,它们既扮演角色又是绝妙的搭档,参与生物知识的创立。Catherine Bousquest主要内容常见实验动物 小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠(仓鼠)、兔、犬、小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠(仓鼠)、兔、犬、猴、猪等猴、猪等特点在生物医药研究中的应用小鼠Mouse (Mus musculus)生物学特性小鼠对外界环境的改变反应敏感,强光或噪声可小鼠对外界环境的改变反应敏感,强光或噪声可致哺乳母鼠食仔;致哺乳母鼠食仔;夜间活跃,其进食、交
2、配、分娩多发生在夜间;夜间活跃,其进食、交配、分娩多发生在夜间;啮齿类动物,有啃咬习惯;啮齿类动物,有啃咬习惯;群居动物,群饲生长发育也快。性成熟的雄鼠放群居动物,群饲生长发育也快。性成熟的雄鼠放在一起易发生互斗。在一起易发生互斗。解剖学特点小鼠下颌骨的喙状突较小,髁状突发达,运用下小鼠下颌骨的喙状突较小,髁状突发达,运用下颌骨形态的分析技术,可进行近交系小鼠遗传监颌骨形态的分析技术,可进行近交系小鼠遗传监测;测;小鼠无汗腺小鼠无汗腺 ;淋巴系统发达,外界刺激可使淋巴系统增生,因淋巴系统发达,外界刺激可使淋巴系统增生,因此易患淋巴系统疾病。此易患淋巴系统疾病。生理学特点性成熟:雌鼠性成熟:雌鼠
3、35355050日龄,雄鼠日龄,雄鼠45456060日龄日龄 性周期:性周期:4 45 5天天 妊娠期:妊娠期:19192121天天 哺乳期:哺乳期:20202222天天 体温:体温:36.536.5 心率:心率:600600(328328780780)次)次/分分 血压:血压:10.810.818.1Kpa18.1Kpa(8181113mmHg113mmHg)呼吸率呼吸率:163(84:163(84230)230)次分次分 在生物医药研究中的应用(一)药理学及药物临床前评价研究 1.1.各种药物筛选性试验;各种药物筛选性试验;2.2.药物效果及其副作用研究药物效果及其副作用研究,如:如:利用
4、声源性惊厥小鼠来评价抗痉挛药物;利用声源性惊厥小鼠来评价抗痉挛药物;利用小鼠角膜和耳廓反射评价镇定药物;利用小鼠角膜和耳廓反射评价镇定药物;小鼠常用于药物对疾病疗效试验。小鼠常用于药物对疾病疗效试验。3.3.毒性试验和安全分析毒性试验和安全分析,如:如:急毒、慢毒、半数致死量的测定等试验急毒、慢毒、半数致死量的测定等试验(二)肿瘤学的研究 1.1.近交系小鼠自发性肿瘤进行研究,如近交系小鼠自发性肿瘤进行研究,如AKRAKR小鼠白小鼠白血病发生率可达血病发生率可达9090,C3HC3H小鼠乳腺癌发病率达小鼠乳腺癌发病率达9797。而而C57BLC57BL小鼠乳腺癌发病率极低。结果表明小鼠乳腺癌发
5、病率极低。结果表明C3HC3H体内有一体内有一种乳汁因子会传给雌性子代,在该乳汁因子与激素的共种乳汁因子会传给雌性子代,在该乳汁因子与激素的共同作用下易产生乳腺癌。同作用下易产生乳腺癌。2.2.进行肿瘤模型的复制:小鼠对致癌物质、进行肿瘤模型的复制:小鼠对致癌物质、射线及某些病毒敏感,可诱发各种肿瘤,如:射线及某些病毒敏感,可诱发各种肿瘤,如:二乙基亚硝胺可诱发小鼠肺癌;二乙基亚硝胺可诱发小鼠肺癌;甲基胆葸可诱发小鼠胃癌和宫颈癌等;甲基胆葸可诱发小鼠胃癌和宫颈癌等;感染小鼠白血病病毒可诱发白血病;感染小鼠白血病病毒可诱发白血病;感染人类腺病毒可诱发小鼠肉瘤及淋巴瘤。感染人类腺病毒可诱发小鼠肉瘤
6、及淋巴瘤。3.3.移植性肿瘤模型移植性肿瘤模型 将各种实体瘤、腹水瘤、白血病等一定数量的将各种实体瘤、腹水瘤、白血病等一定数量的瘤细胞或无细胞的滤液(病毒性肿瘤)接种于相关瘤细胞或无细胞的滤液(病毒性肿瘤)接种于相关品系的小鼠,就可以使该品系的一群小鼠带有相同品系的小鼠,就可以使该品系的一群小鼠带有相同的肿瘤,其生长速度一致,个体差异小,接种存活的肿瘤,其生长速度一致,个体差异小,接种存活率可达率可达100%100%。这种肿瘤模型经常用在筛选抗肿瘤新。这种肿瘤模型经常用在筛选抗肿瘤新药的研究。药的研究。(三)传染性疾病研究 小鼠对多种病原体特别是病毒极为敏感,常小鼠对多种病原体特别是病毒极为敏
7、感,常用于研究传染病的发病机理、临床症状及治疗。用于研究传染病的发病机理、临床症状及治疗。例如狂犬病、脊髓灰质炎、流感、脑炎、血吸虫例如狂犬病、脊髓灰质炎、流感、脑炎、血吸虫病、疟疾、破伤风等的研究。病、疟疾、破伤风等的研究。(四)遗传学和遗传性疾病的研究 许多小鼠具有遗传疾病:如小鼠黑色素瘤、糖尿病许多小鼠具有遗传疾病:如小鼠黑色素瘤、糖尿病肥胖、遗传性贫血、尿崩症、肌肉萎缩症、骨骼硬化症、肥胖、遗传性贫血、尿崩症、肌肉萎缩症、骨骼硬化症、自身免疫缺陷症等。这些疾病与人类发病相似,可用作自身免疫缺陷症等。这些疾病与人类发病相似,可用作人类遗传疾病的动物模型。人类遗传疾病的动物模型。转基因小鼠
8、:将人类基因导入小鼠基因组中,研究转基因小鼠:将人类基因导入小鼠基因组中,研究导入基因的作用,寻求目前还无法了解的遗传性疾病的导入基因的作用,寻求目前还无法了解的遗传性疾病的遗传因子。遗传因子。新西兰黑色小鼠(新西兰黑色小鼠(NZBNZB)其自身免疫缺陷的病)其自身免疫缺陷的病因是由于感染因是由于感染C C型致瘤型致瘤RNARNA病毒与引起人的红斑狼病毒与引起人的红斑狼疮的病因一样,病症特征与人类很相似,所以是疮的病因一样,病症特征与人类很相似,所以是研究红斑狼疮的极好的动物模型。研究红斑狼疮的极好的动物模型。近交系在小鼠在单克隆抗体生产中的应用单近交系在小鼠在单克隆抗体生产中的应用单克隆抗体
9、最早通过克隆抗体最早通过BALB/CBALB/C小鼠生产。其方法是将小鼠生产。其方法是将BALB/CBALB/C小鼠的骨髓瘤细胞和经过免疫的脾细胞融小鼠的骨髓瘤细胞和经过免疫的脾细胞融合,形成杂交细胞,再经克隆技术产生单一纯化合,形成杂交细胞,再经克隆技术产生单一纯化的无性繁殖的细胞系,生产单克隆抗体。的无性繁殖的细胞系,生产单克隆抗体。(五)老年病学的研究 小鼠寿命短,传代时间短,随着鼠龄的增加,机小鼠寿命短,传代时间短,随着鼠龄的增加,机体内的一些生理生化指标不断发生变化,特别是高龄体内的一些生理生化指标不断发生变化,特别是高龄鼠中老年病明显增多,是老年学研究的极好材料。多鼠中老年病明显增
10、多,是老年学研究的极好材料。多用于糖质、脂质、胶原和免疫等方面的研究。用于糖质、脂质、胶原和免疫等方面的研究。(六)计划生育研究 小鼠繁殖力强,性周期和妊娠期短,生长快,适小鼠繁殖力强,性周期和妊娠期短,生长快,适合计划生育研究。如常用小鼠做抗生育、抗着床、抗合计划生育研究。如常用小鼠做抗生育、抗着床、抗早孕、抗排卵等实验应用上的首选动物。早孕、抗排卵等实验应用上的首选动物。(七)不宜采用小鼠的试验 1.1.研究体温变化的试验:因为小鼠体温变化研究体温变化的试验:因为小鼠体温变化不稳定不稳定 2.2.慢性支气管炎的试验:因为小鼠气管及慢性支气管炎的试验:因为小鼠气管及 3.3.支气管腺不发达催
11、吐试验:因为小鼠无呕支气管腺不发达催吐试验:因为小鼠无呕吐反应吐反应 4.4.动脉粥样硬化试验:因为小鼠不易形成动动脉粥样硬化试验:因为小鼠不易形成动脉粥样硬化脉粥样硬化大鼠(rat,Rattus norvegicus)生物学特点啮齿类动物,夜间活跃啮齿类动物,夜间活跃对外界环境的改变反应敏感,嗅觉灵敏,易引发对外界环境的改变反应敏感,嗅觉灵敏,易引发呼吸道疾病;呼吸道疾病;对湿度要求高;对湿度要求高;群居动物;群居动物;对维生素和氨基酸缺乏敏感;对维生素和氨基酸缺乏敏感;不能呕吐;不能呕吐;汗腺在爪垫,不发达,尾巴是散热器官汗腺在爪垫,不发达,尾巴是散热器官解剖学特点肝脏共分肝脏共分6 6叶
12、,再生能力强,部分切除术后仍可再叶,再生能力强,部分切除术后仍可再生。生。无胆囊。不会呕吐。无胆囊。不会呕吐。心脏的血液供给既来自冠状动脉,也来自冠状外动心脏的血液供给既来自冠状动脉,也来自冠状外动脉。脉。无扁桃体。无扁桃体。眼角膜无血管,有棕色脂肪组织。眼角膜无血管,有棕色脂肪组织。生理学特点 性成熟:性成熟:6060天,天,成年雄鼠成年雄鼠300-600g 300-600g 性周期:性周期:4 45 5天,成年雌鼠天,成年雌鼠250-500g250-500g妊娠期:妊娠期:2121天,天,寿命寿命2-32-3年年 哺乳期:哺乳期:2121天天体温:体温:37.537.5心率:心率:3803
13、80(300300500500)次)次/分分 血压:血压:121215.40Kpa15.40Kpa(9090116mmHg116mmHg)呼吸率呼吸率:90(63179):90(63179)次分次分应用(一)内分泌研究 大鼠垂体大鼠垂体-肾上腺系统发达,应激反应灵敏,肾上腺系统发达,应激反应灵敏,适宜作应激模型。适宜作应激模型。内分泌疾病研究上,可找到相应的自发或诱内分泌疾病研究上,可找到相应的自发或诱发模型,如尿崩症、糖尿病、甲状腺机能衰退和发模型,如尿崩症、糖尿病、甲状腺机能衰退和甲状旁腺功能低下造成的新生儿强直性痉挛等。甲状旁腺功能低下造成的新生儿强直性痉挛等。(二)营养、代谢性疾病研究
14、 大鼠对营养物质缺乏敏感,可发生典型缺乏大鼠对营养物质缺乏敏感,可发生典型缺乏症,是营养研究最早、最多的动物。大鼠体温调症,是营养研究最早、最多的动物。大鼠体温调节不稳定,实验时应予以注意节不稳定,实验时应予以注意。(三)药物学研究1 1、药物毒理学:、药物毒理学:大鼠常作为药物亚急性实验的动物,评价和确定大鼠常作为药物亚急性实验的动物,评价和确定最大给药量、药物排泄速率和蓄积倾向。最大给药量、药物排泄速率和蓄积倾向。用于药物致畸试验。用于药物致畸试验。在评价药物对副交感神经在评价药物对副交感神经-神经效应研究中,药物神经效应研究中,药物刺激和抑制效应都通过大鼠的一些体征表现进行刺激和抑制效应
15、都通过大鼠的一些体征表现进行判断。判断。评价药物对肾功能的影响及药物副作用的研究。评价药物对肾功能的影响及药物副作用的研究。2 2、药物药效研究、药物药效研究神经病药物的评价,利血平、阿朴吗啡神经病药物的评价,利血平、阿朴吗啡心血管疾病药物的评价心血管疾病药物的评价治疗炎症药物的筛选评价治疗炎症药物的筛选评价(四)肿瘤学大鼠对化学致癌物质敏感,可复制成各种肿瘤模大鼠对化学致癌物质敏感,可复制成各种肿瘤模型,是肿瘤实验研究最常用的实验动物之一。型,是肿瘤实验研究最常用的实验动物之一。它的特点是易患肝癌,可用二乙基亚硝胺、二甲它的特点是易患肝癌,可用二乙基亚硝胺、二甲基偶氮苯复制大鼠肝癌模型。用甲
16、基苄基亚硝胺基偶氮苯复制大鼠肝癌模型。用甲基苄基亚硝胺诱发复制食管癌。用诱发复制食管癌。用3-3-甲基胆蒽诱发肺鳞状上皮甲基胆蒽诱发肺鳞状上皮癌和胸膜间皮瘤等。癌和胸膜间皮瘤等。(五)传染病支气管炎的研究是研究支气管肺炎、副伤寒的重要实验动物。是研究支气管肺炎、副伤寒的重要实验动物。用幼年鼠进行流感病毒传代、进行厌氧菌等细菌用幼年鼠进行流感病毒传代、进行厌氧菌等细菌实验。实验。(六)肝胆研究大鼠肝再生能力强,切除大鼠肝再生能力强,切除606070%70%的肝叶仍有再生的肝叶仍有再生能力。枯否氏细胞能力。枯否氏细胞90%90%有吞噬能力,肝胆外科实验有吞噬能力,肝胆外科实验常用大鼠。常用大鼠。大
17、鼠无胆囊,可从胆管直接收集胆汁,可用于胆大鼠无胆囊,可从胆管直接收集胆汁,可用于胆道疾患、消化功能及急性肝功衰竭模型。道疾患、消化功能及急性肝功衰竭模型。(七)行为学研究大鼠行为多样,情绪反应敏感,适应新环境快,探索性强,可大鼠行为多样,情绪反应敏感,适应新环境快,探索性强,可人为唤起或控制其动、视、触、嗅等感觉,神经系统反应与人人为唤起或控制其动、视、触、嗅等感觉,神经系统反应与人相似,常用于行为正常或异常研究。相似,常用于行为正常或异常研究。1.1.迷宫训练:测试大鼠学习和记忆能力。迷宫训练:测试大鼠学习和记忆能力。2.2.奖励和惩罚效应:采用特殊的电击装置,测试大鼠记忆判奖励和惩罚效应:
18、采用特殊的电击装置,测试大鼠记忆判断和回避惩罚的能力。断和回避惩罚的能力。3.3.药物效应:测试大鼠饲以酒精、咖啡因、鸦片后的行为。药物效应:测试大鼠饲以酒精、咖啡因、鸦片后的行为。产生酒精依赖性后,去掉酒精,会产生形态症状包括强直阵发产生酒精依赖性后,去掉酒精,会产生形态症状包括强直阵发性痉挛乃至引起死亡。性痉挛乃至引起死亡。4.4.高级神经活动:神经官能症、狂郁精神病及精神发育阻滞。高级神经活动:神经官能症、狂郁精神病及精神发育阻滞。(八)系血管疾病的研究对心血管药物反应敏感,血压反应好,心电图各对心血管药物反应敏感,血压反应好,心电图各期间较明显且平稳,但无期间较明显且平稳,但无S-TS
19、-T段,适宜于直接描述段,适宜于直接描述血压,进行降压药及心血管疾病的研究。心电图血压,进行降压药及心血管疾病的研究。心电图上无上无STST段,与心率快无关,主要与动物种系遗传段,与心率快无关,主要与动物种系遗传有关。有关。(九)计划生育的研究致畸实验、去除卵巢或睾丸模型、避孕药物筛选致畸实验、去除卵巢或睾丸模型、避孕药物筛选及毒性实验、老年病学研究。及毒性实验、老年病学研究。血虚、阴虚、阳虚、阴阳失调、血瘀等动物模型。血虚、阴虚、阳虚、阴阳失调、血瘀等动物模型。(十)中医药研究豚鼠Guinea Pig生物学特性草食性啮齿动物;草食性啮齿动物;豚鼠对外界刺激极为敏感,听觉发达、易惊;豚鼠对外界
20、刺激极为敏感,听觉发达、易惊;豚鼠性情温顺,不会攀登,较少斗殴豚鼠性情温顺,不会攀登,较少斗殴 ;短被毛紧贴皮肤,怕高温、高湿;短被毛紧贴皮肤,怕高温、高湿;群居。群居。豚鼠自身不能合成维生素豚鼠自身不能合成维生素C C,对饲料改变敏感,爱,对饲料改变敏感,爱吃含纤维质较多的禾本科嫩草。吃含纤维质较多的禾本科嫩草。解剖学特点齿:齿:2020脊椎骨脊椎骨3636,肋骨,肋骨1313对。前脚趾对。前脚趾4 4个,后脚趾个,后脚趾3 3个。个。耳蜗发达,听力敏锐,耳壳较薄,血管鲜红明显。耳蜗发达,听力敏锐,耳壳较薄,血管鲜红明显。肺肺7 7叶(右叶(右4 4左左3 3)。肝)。肝5 5叶。叶。嚼肌发
21、达,胃壁很薄。肠管长,盲肠大。嚼肌发达,胃壁很薄。肠管长,盲肠大。雄性精囊明显,雌鼠在左右两个完全分开的子宫雄性精囊明显,雌鼠在左右两个完全分开的子宫角。角。应用豚鼠对许多病原微生物都十分敏感,常用于这方豚鼠对许多病原微生物都十分敏感,常用于这方面研究,尤其是结核杆菌高度敏感,感染后酷似面研究,尤其是结核杆菌高度敏感,感染后酷似人类的病变,是结核杆菌分离、鉴别、疾病诊断人类的病变,是结核杆菌分离、鉴别、疾病诊断以及病理研究的首选动物。幼龄动物用于研究支以及病理研究的首选动物。幼龄动物用于研究支原体感染后的病理和细胞免疫。原体感染后的病理和细胞免疫。(一)传染病的研究(二)免疫学研究过敏性休克和
22、变态反应的研究,豚鼠是首选动物。过敏性休克和变态反应的研究,豚鼠是首选动物。特别是迟发型超敏反应与人相似。特别是迟发型超敏反应与人相似。常用动物对致敏物质的反应程度顺序为:常用动物对致敏物质的反应程度顺序为:豚鼠豚鼠 兔兔 狗狗 小鼠小鼠 猫猫是常用动物血清中补体含量最多的动物。制备补是常用动物血清中补体含量最多的动物。制备补体。体。(三)药理学研究豚鼠皮肤对毒物刺激反应灵敏,并近似于人类,豚鼠皮肤对毒物刺激反应灵敏,并近似于人类,可用于局部皮肤毒物作用的实验。如研究化妆品可用于局部皮肤毒物作用的实验。如研究化妆品和外用药物对局部皮肤的刺激作用和外用药物对局部皮肤的刺激作用由于妊娠期长,胎儿发
23、育完全,适用于药物或毒由于妊娠期长,胎儿发育完全,适用于药物或毒物对胎儿后期发育的影响实验。物对胎儿后期发育的影响实验。平喘药、镇咳药、麻醉药的研究。平喘药、镇咳药、麻醉药的研究。(四)坏血病的研究体内不能合成体内不能合成VCVC,一旦缺乏则引起一系列坏血病,一旦缺乏则引起一系列坏血病症状,是研究坏血病的良好动物。症状,是研究坏血病的良好动物。(五)内耳实验研究豚鼠耳壳大,易于进入中耳和内耳,耳蜗和血管豚鼠耳壳大,易于进入中耳和内耳,耳蜗和血管伸至中耳内,可以进行内耳循环的观察。豚鼠听伸至中耳内,可以进行内耳循环的观察。豚鼠听力特别敏锐。力特别敏锐。(六)肺水肿研究切断颈部两侧迷走神经可以引起
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