小鼠、大鼠、豚鼠的生物學特性及應用

1、小鼠、大鼠、豚鼠的生物學特性及應用,生物學特性常用的品種品系生物醫(yī)學中的應用日常飼養(yǎng)管理,小鼠,小鼠（Mus musulus , mouse）屬哺乳綱，嚙齒目(Rodentia)，鼠科(Muridae)，小鼠屬(Mus)。實驗小鼠來源于野生小鼠，從17世紀開始用于比較解剖學研究及動物實驗后，經(jīng)長期人工飼養(yǎng)、選擇、培育，目前已培養(yǎng)成500多個獨立的近交系、200多個遠交種和400多個突變品種品系。小鼠是目前世界上研究最詳盡、用量最大

2、、應用最廣泛的哺乳類實驗動物。,繼人類之后第二個完成基因組測序工程的哺乳類動物,解剖特點,遺傳特性,營養(yǎng)特點,1. 生物學特性,解剖特點,遺傳特性,營養(yǎng)特點,,,,,（1）,喜黑暗、安靜環(huán)境，進食、交配、分娩都在夜間。,體型小，環(huán)境適應能力差，性情溫順。,（2）,（3）,（4）,膽小怕驚，對外界刺激敏感。例如：強光、噪音等刺激。,雄性小鼠具有分泌醋酸胺臭氣的特性。,,① 行為習性,,傍晚、黎明,,食仔,② 解剖學特點,,,,,,,,,,

3、,,,,,,,骨骼系統(tǒng),消化系統(tǒng),心血管系統(tǒng),呼吸系統(tǒng),泌尿系統(tǒng),生殖系統(tǒng),,,,,,下頜骨在各近交系小鼠間形態(tài)和大小有顯著差異，一般環(huán)境因素對其幾乎沒有影響，50日齡后也不再變化，下頜骨形態(tài)分析技術進行近交系小鼠遺傳質量監(jiān)測。,,,純種動物的意義,小鼠的唾液腺分為耳下腺、頜下腺和舌下腺,成年小鼠食管細長約2cm，內壁為角質化鱗狀上皮。,,成年小鼠胃容量?。?-1.5ml，灌胃劑量不能超過1ml）。,,,心尖位于近胸骨段第四肋間，小鼠心

4、臟采血的進針部位。,,,肉眼觀察尾部有四條明顯的血管。左右兩側和腹側注射。,,,桑葚狀，系膜（脂肪墊）包繞，不與腹腔相通，無宮外孕。,雙睪丸，幼年時藏于腹腔內，性成熟后下降到陰囊。,③ 生理特點,,雄鼠5周齡時可在附睪精液中找到活潑的精子，雌鼠在這個時間段即可發(fā)情排卵。,,哺乳期20-22天，每胎產(chǎn)仔6-15只。,計劃生育研究,壽命為2年,,精子和卵子在輸卵管壺腹部受精開始卵裂發(fā)育，受精3天后，胚胎進入子宮。,群體中處于優(yōu)勢的雄性小鼠常

5、常將處于劣勢者的胡須拔光,自己保留胡須,被稱為“理發(fā)師”。,小鼠體重增長的快慢，因品種品系、母鼠健康狀況、仔鼠多少、生產(chǎn)胎次、飼料營養(yǎng)和環(huán)境條件的不同而有所差異。,,,,合籠,,雌鼠性成熟后，卵巢產(chǎn)生卵細胞并分泌雌性激素，出現(xiàn)明顯的發(fā)情周期。根據(jù)陰道涂片所觀察到的陰道上皮細胞變化，可進一步推測卵巢、子宮、激素變化和所處的發(fā)情階段，可以進一步進行同期發(fā)情，或者超數(shù)排卵等方面的實驗。,,配種最好在65～90日齡，交配后10-12小時，雌鼠在

6、陰道口形成一個白色的陰道栓（vaginal plug），有防止精液倒流、提高受孕率的作用，被視為交配成功的標志。陰道栓是雄性小鼠的腺體（精囊腺和凝固腺）分泌物在陰道內凝固而形成的產(chǎn)物。,血配：分娩24小時內又可受孕，形成產(chǎn)后妊娠。,邊哺乳邊懷孕，由于血配的小鼠交配后正處于哺乳期，影響受精卵的正常植入，因而出現(xiàn)數(shù)天甚至是十幾天的受精卵滯育期，故血配的雌性小鼠妊娠期較長，可達28—35天。,,13天半,小鼠沒有汗腺，不能加大喘氣，唾液分泌

7、的能力有限,,小鼠體表面積相對較大，對環(huán)境溫度的波動有明顯的生理學反應。,,,依靠母鼠,,由于小鼠的蒸發(fā)表面與整個身體相比所占的比例大。,,小鼠與人類功能基因的同源性高達90%以上。,大鼠染色體（42）豚鼠染色體（32）,① BALB/c 白色近交系小鼠，1923年即作為近交系培育，國際公認“標準”近交系，1979年從美國引入中國。 特性：乳腺癌發(fā)病率低，但當用乳腺腫瘤病毒誘發(fā)時發(fā)病率增高；與其它品系相比血

8、壓較高，多有心臟損害，常發(fā)動脈硬化；生產(chǎn)性能良好，所需飼料中蛋白質含量要求高，常用于單克隆抗體與免疫學研究。,2.常用的品種品系,② C57BL 黑色，1921年培育，1937年從此系中分離出C57BL/6和C57BL/10兩個亞系。1975年從日本引入中國。 特性：對放射物質耐受性強；補體活性高；對結核桿菌敏感；對鼠痘病毒有一定抵抗力，嗜酒精性高。繼人類之后第二個完成基因組測序工程的小鼠品系，在近交系小鼠中使用量

9、最大，并常作為遺傳工程小鼠背景品系的小鼠。,③ C3H 野生色，1920年白化雌鼠與乳腺腫瘤高發(fā)DBA系雄鼠雜交，再經(jīng)20代以上近交培育而獲得。1985年從美國引入中國。⑥⑦⑧⑨ 主要特性：乳腺癌發(fā)病率高，6-10月齡雌鼠乳腺癌自然發(fā)生率達85-99%。,④ 615小鼠 深褐色，國內育成。1961年中國醫(yī)學科學院血液病研究所用KM種小鼠雌鼠與蘇聯(lián)引進的C57BL雄鼠雜交，爾后又作近交培育而成。1985年被國際小

10、鼠遺傳命名委員會承認。主要用于白血病等的研究。,⑤ DBA淡灰色，1909年在毛色分離實驗中建立，人類最早育成的近交系小鼠品系。1929年在亞系間進行雜交，建立了兩個亞系：DBA/1、DBA/2。DBA/1系：對結核菌敏感，對瘧原蟲感染有抵抗力，對鼠傷寒C5敏感。DBA/2系：36日齡小鼠聽源性癲癇發(fā)作為100%，雄鼠接觸氯仿和乙二醇的氧化物，以及維生素K缺乏時，死亡率高。,白色，系我國培育的近交系。1955年天津醫(yī)學院育成TA1，

11、1963年育成TA2。1985年被國際小鼠遺傳命名委員會承認。 主要特性：TA1為自發(fā)低乳腺癌系，TA2為自發(fā)高乳腺癌系。主要用于乳腺腫瘤的研究。,⑥ TA1(津白1號) 、TA2(津白2號),⑦ NIH 白色，由美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）培育。 主要特性：繁殖力強，產(chǎn)仔成活率高，雄性好 斗，易打傷致殘。免疫反應敏感性比昆明鼠強，是國際通用的封閉群實驗動物。主要用于藥物毒理研究和生物制品檢定。,⑧ KM

12、 抗日戰(zhàn)爭時期從印度進入我國，以后被帶到北京，并被推向全國的一種在我國使用最廣、使用量最大、抗病力、適應性強的白色封閉群小鼠。在生育過的老齡雌鼠中，常有自發(fā)性乳腺癌，發(fā)病率約25%。昆明小鼠適應性強，繁殖力高，受孕率在98%以上，每胎平均產(chǎn)仔9只以上，已廣泛用于各種藥物毒性實驗， 生物效應測定，藥品的檢定。,不宜采用小鼠制作動物模型的實驗研究,體溫變化的試驗,因為小鼠體溫變化不穩(wěn)定。肺分五葉，左肺單葉，右肺四葉，氣管及支氣管

13、腺不發(fā)達，不適于做慢性支氣管炎模型及祛痰平喘藥的療效實驗。催吐試驗，因為小鼠無嘔吐反應。動脈粥樣硬化試驗,因為小鼠不形成動脈粥樣硬化。,3. 生物醫(yī)學中的應用,4. 日常飼養(yǎng)管理,成年小鼠采食量4-7g/天，應少量勤添飼喂，每周添料3-4次，排糞1.4--2.8克/天。成年小鼠飲水4-7ml/天，每周換水2-3次。更換墊料每周1-2次。,生物學特性常用的品種品系生物醫(yī)學中的應用日常飼養(yǎng)管理,大鼠,大鼠是野生褐家鼠的變種，起

14、源于北美洲，于17世紀初期傳到歐洲。18世紀后期開始人工飼養(yǎng)，19世紀，美國費城Wistar研究所開發(fā)大鼠作為實驗動物，目前世界上使用的許多大鼠品系品種均起源于此，是使用量僅次于小鼠的實驗動物。,脊椎動物門哺乳綱嚙齒目鼠科 家鼠屬褐家鼠種,一、生物學特性,解剖特點,營養(yǎng)特點,遺傳特性,1、行為習性,對粉塵和氨氣極為靈敏，長期慢性刺激時，會引起大鼠肺炎和進行性肺組織壞死。,2、生理特點,妊娠期19-23天，雌鼠性周期4-5

15、天。每胎產(chǎn)仔數(shù)平均6-12只。陰栓,新生大鼠體重為5.5-10g,兩耳開始張開,開始長小絨毛,門齒萌出，開始爬行,雙眼睜開,被毛長齊,臼齒萌出,離乳,大鼠的體重變化,大鼠壽命平均為2.5-3年,,,大鼠對各營養(yǎng)素缺乏非常敏感，易產(chǎn)生營養(yǎng)缺乏癥，特別對氨基酸和維生素的缺乏敏感。,,能有效地存儲脂溶性維生素B12，制造維生素C以及通過食糞滿足其對維生素B的大部分需要。,3、營養(yǎng)特點,,營養(yǎng)素缺乏癥研究、營養(yǎng)不良研究,VitE嚴重缺乏時雄鼠

16、可終生喪失生殖能力。,4、解剖特點,,,,,,,,,,,,,,,,,骨骼系統(tǒng),消化系統(tǒng),心血管系統(tǒng),呼吸系統(tǒng),泌尿生殖系統(tǒng),免疫系統(tǒng),,,,,骨骼系統(tǒng),臼齒的解剖形態(tài)與人類相似，供給致齲菌叢和致齲食物可產(chǎn)生與人一樣的齲損，適于建立齲齒的動物模型。,肝分6葉，再生能力強，切除60-70%后可再生。有膽管、無膽囊，膽管直通十二指腸，適宜作膽管插管模型。,,,,,消化系統(tǒng),胃由界限嵴分為前胃和腺胃，食管通過此嵴的一個褶進入胃小彎，此褶是大鼠不

17、會嘔吐的原因。,,,各種動物一次灌胃能耐受的最大容積,,大鼠尾部有四條明顯的血管，但尾部被有短毛和環(huán)狀角質鱗片，皮膚較厚，不如小鼠尾靜脈注射方便。,,,,,,,,泌尿生殖系統(tǒng),右腎比左腎靠近頭側，其頭極在第一腰椎水平，尾極在第三腰椎水平。腎只有一個乳頭和一個腎盞，可有效地進行腎套管插入術研究。,,,胸腺由兩葉組成，似等邊三角形。大小與結構隨年齡而變化，40-60日齡時最大以后停止生長，并逐漸退化。,,二、常用的品種品系,① F344/N

18、大鼠 白色近交系大鼠。1920年由哥侖比亞大學腫瘤研究所Curtis培育，我國從NIH引進。特征：原發(fā)和繼發(fā)性的脾臟紅細胞的免疫反應性低。特殊活動性能高，但與遠交系SD大鼠比較，其NADPH-細胞色素Ｃ還原酶的誘發(fā)力低。該品系大鼠可通過下列腫瘤移植生長：Dunning氏肝癌、肝癌LC-18、 乳腺癌HMC等等。,② Wistar大鼠 白色封閉群大鼠。1907年由美國Wistar研究所育成，現(xiàn)已遍及世界各

19、國的實驗室，是我國引進最早、使用最廣泛、數(shù)量最多的品種。 特點為頭部較寬，耳朵較長，尾長小于身長。性周期穩(wěn)定，繁殖力強，產(chǎn)仔多，生長發(fā)育快，性格溫順，對傳染病的抵抗力較強，自發(fā)性腫瘤發(fā)生率低。,③ SD大鼠 白色封閉群大鼠。1925年美國Sprague dawley農(nóng)場用Wistar培育而成。 特點為：頭部狹長，尾長接近于身長，產(chǎn)仔多，生長發(fā)育較Wistar快。對疾病的抵抗力較強

20、，尤其對呼吸系統(tǒng)疾病的抵抗力強。自發(fā)腫瘤的發(fā)生率較低。,三、生物醫(yī)學中的應用,Add Your Text,Add Your Text,Add Your Text,4,Add Your Text,Add Your Text,藥物學研究,心血管疾病研究,行為學研究,內分泌疾病研究,微生物疾病研究,① 藥物學研究大鼠常作為藥物亞急性試驗的動物，評價和確定最大給藥量、藥物排泄速率和蓄積傾向。藥物慢性實驗，確定藥物的吸收、分布、排泄、劑量

21、反應曲線和代謝，以及服藥后的臨床和組織學檢查。,,過濾網(wǎng),,尿液收集,② 心血管疾病研究 目前已培育出幾種高血壓品系大鼠，如自發(fā)性高血壓大鼠（SHR） 、遺傳性下丘腦尿崩癥高血壓大鼠，都是研究高血壓的首選動物。,1963年Okamoto用Wistar近交育成。白色突變系大鼠，其特征是自發(fā)高血壓，且無明顯原發(fā)性腎臟和腎上腺損傷，10周齡以后動脈收縮壓升高，心血管疾病發(fā)病率升高，對降壓藥有反應，是篩選抗高血壓藥物的良好模型。,

22、,③ 行為學研究 大鼠行為表現(xiàn)多樣，情緒反應靈敏，適應新環(huán)境快，神經(jīng)系統(tǒng)反應方面與人又一定相似性。常用大鼠研究各種行為和高級神經(jīng)活動。如進行水迷宮試驗，獎勵和懲罰試驗，成癮習慣藥物的行為學研究。,,1981年，英國心理學家Morris首次設計應用了這種水迷宮來研究大鼠大腦學習記憶機制。此后該迷宮系統(tǒng)成為評估嚙齒類動物空間學習和記憶能力的經(jīng)典程序，廣泛運用于神經(jīng)生物學、藥學等領域的研究。,成年大鼠的食料量為20-30g/d，

23、應少量勤添飼喂，每周添料3-4次。成年大鼠的飲水量為 45-60ml/d，每周換水2-3次。更換墊料每周1-2次。,四、日常飼養(yǎng)管理,Page ? 72,豚鼠的名稱很多，如荷蘭豬、天竺鼠、葵鼠、海豬、幾內亞豬，在動物學的分類是哺乳綱、嚙齒目、豚鼠科、豚鼠屬。體形短粗、身圓、頭大、頸部和四肢較短，不善于攀登跳躍。前肢四趾，后肢三趾，爪短而銳利，兩眼明亮，耳朵血管鮮紅明顯，上唇分裂。豚鼠有全白、三花及黑色等多種毛色。,豚鼠,Pag

24、e ? 73,一、生物學特性,解剖特點,營養(yǎng)特點,解剖特點,生理特點,營養(yǎng)特點,,,喜群居，其活動、休息、采食多呈集體行為。喜干燥清潔的生活環(huán)境且需較大面積的活動場地。,,,,行為習性,性情溫順，很少發(fā)生斗毆。膽小易驚，對外界突然的響聲、震動和環(huán)境變化十分敏感。,普賴厄反射（聽覺耳動反射）：表現(xiàn)為耳廓豎起以應答尖銳的聲音。,,可引起亂作一團、四處逃散或呆滯不動，甚至引起孕鼠流產(chǎn)。,,,1,性成熟早，雌性30～45天，雄性70天左右。一般

25、五月齡時達到體成熟才可配種繁殖（陰栓）。,性周期平均16天左右；妊娠期較長，在65～70天之間，哺乳期14～20天，產(chǎn)仔數(shù)1～7只。,2,,新生豚鼠出生后即能活動。表現(xiàn)為全身覆蓋被毛，有門齒，耳眼已張開，出生后4小時后就可以行走和采食，3-4天即可獨立生活。由于這一特點，有利于剖腹產(chǎn)后無菌豚鼠和spf豚鼠的人工哺育。泌乳能力強，只有一對乳頭，但都能養(yǎng)活，有互相哺乳習慣，這與其他動物不同。,生理特點,,成年豚鼠體重一般為350～600克，

26、壽命一般為4～5年。,,,過敏原極易引發(fā)豚鼠紫紺、虛脫、支氣管平滑肌痙攣，隨即窒息死亡。,對抗菌素反應較大，常在用藥48小時后引起急性腸炎，甚至導致死亡。,3,4,,,,,,,研究抗原誘導速發(fā)型呼吸過敏反應的良好模型,3,4,,因腸道正常菌叢與抗菌素結合產(chǎn)生內毒素所導致，所以豚鼠的實驗，抗生素要慎用！,豚鼠對麻醉藥物很敏感，麻醉死亡率較高?？谷毖跄芰姡刃∈髲?倍，比大鼠強2倍。,,,,胸腺與其他動物不同，全部在頸部，位于下頜骨至胸

27、腔入口間，分兩葉，淡黃色橢圓形，易摘除。,,肺中淋巴結具有高度反應性，在少量機械或細菌刺激下很快發(fā)生淋巴結炎。,,,,,解剖特點,,淋巴系統(tǒng)較發(fā)達，對侵入的病原微生物極為敏感。,營養(yǎng)特點,體內缺乏左旋葡萄糖內酯氧化酶，不能合成維生素C，它是目前研究壞血病的理想動物，必須在飼料中補充，否則就會出現(xiàn)維生素C缺乏癥。,,如關節(jié)腫脹，行動困難，體質衰弱，并易患急性腸炎等各種感染性疾病。,,人體內儲存的維生素C的半衰期為16天，但豚鼠體內儲存的維

28、生素C 的半衰期僅為4天，所以一定要定期補充,英國種：國內各單位使用的豚鼠多來源于此封閉群，被毛短而光滑，毛色有白、黑、棕、灰等單色，也有黑白雙色或者白棕黑三色等。主要有四個品種，即頓金哈德萊、哈德萊、勃萊特哈德萊、短毛種，其生長迅速，生殖力強，性情溫順，多用于藥物檢定、傳染病學研究。,二、常用的品種品系,,,,,,,,1,2,3,4,5,藥物學研究,免疫學研究,傳染病研究,其他研究,耳科學研究,三、在生物醫(yī)學中的應用,1、藥物學研究,

29、組織胺和其他刺激化學很敏感，常用于平喘藥、抗組織胺藥物和鎮(zhèn)咳藥的實驗。,妊娠期長，胚胎發(fā)育完全，適用于某些藥物或毒物對胎兒后期發(fā)育影響的實驗。,,常用實驗動物對致敏物質的反應程度為：豚鼠-兔-犬-小鼠-貓-蛙。,,特別是老齡雌鼠是實驗動物血清中補體含量最高的動物，非常穩(wěn)定。,,,,,,過敏性休克和變態(tài)反應的研究，豚鼠是首選動物，特別是遲發(fā)性超敏反應與人類極為相似。,2、免疫學研究,,豚鼠耳廓大，易于進入中耳和內耳，內耳微循環(huán)的觀察，用于