常用实验动物生物学特性 与选择应用 山东省实验动物中心 王可洲

1. 常用实验动物生物学特性与选择应用山东省实验动物中心 王可洲

2. “三字经” 人之初，性本善. 性相近，习相远. 苟不教，性乃迁. 教之道，贵以专. 昔孟母，择邻处. 子不学，断机杼. … … … … … … 马牛羊，鸡犬豕. 此六畜，人所饲.

3. 常用实验动物 • 小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠（仓鼠）、 • 兔、犬、猴、猫、猪、鸡等。 • 生物学特性 • 一般特性 • 解剖学特点 • 生理学特点

5. 小鼠的生物学特性及选择应用 一、生物学特性 • 一般特性 • 1.对外界环境反应敏感，适应性差，强光或噪声刺激时，可能导致哺乳母鼠神经紊乱，发生食仔现象。温度过高或多低时，生殖能力下降，严重时会发生死亡； • 2.对多种毒素和病原体易感，百万分之一的破伤风毒素能使小鼠死亡； • 3.对致癌物敏感，自发性肿瘤多。

6. 解剖学特点 1．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测； 2．小鼠无汗腺 ； 3．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。

7. 生理学特点 • 1.小鼠成熟早，繁殖力强，适配鼠龄为出生后 60~90天； • 2.交配后10~12小时，雌鼠在阴道口形成一个白 色的阴道栓，这是受孕的标志； • 3.小鼠生长发育快慢与品系、营养、环境、带 仔数的多少、生产胎次有密切关系； • 4.生育期为一年，寿命达2~3年； • 5.染色体为20对。

8. 主要品系、种群 • 1．近交系 • (1) C57BL／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％。淋巴细胞性白血病发病率为6％。对结核杆菌、百日咳组织胺易感因子敏感。嗜酒精性高。是肿瘤学、生理学、遗传学研究常用品系。

9. (2) C3H／He(C3)：野生色。乳腺癌发病率为97％，对致肝癌因素敏感，对狂犬病病毒敏感，对炭疽杆菌有抗力。用于肿瘤学、生理学、核医学、免疫学的研究。 • (3) BALB／c(C)：白化。乳腺肿瘤发生率低，但对致癌因子敏感。肺癌发病率雌性26％，雄性29％。对放射性照射极为敏感。广泛应用于肿瘤学、生理学、免疫学、核医学和单克隆抗体等研究中。

10. (4) DBA／2(D2)：浅灰色。听源性癫痫发作36日龄小鼠为100％，55日龄后为5％。对鼠伤寒沙门氏菌补体有抗力，对百日咳组织胺易感因子敏感。常用于肿瘤学、遗传学和免疫学的研究。 • (5) CBA：野生色。对麻疹病毒敏感。 • (6) A：白化。对麻疹病毒高度敏感，对X射线非常敏感。肺肿瘤发病率高。常用于肿瘤学、免疫学等的研究。

11. (7) AKR：白化。为高发白血病品系，对百日咳组织胺易感因子敏感。常用于肿瘤学和免疫学等的研究。 • (8) TAl(津白1号)和TA2(津白2号)：白化。TA1为自发低乳腺癌系，TA2为自发高乳腺癌系，为乳腺癌MA737的宿主。 • （9）615：深褐色。肺腺癌发病率高。8月龄后开始出现衰老现象，表现为肥胖、增重。对津638白血病病毒敏感。

12. 2．封闭群 • (1) KM： 白化。该鼠特点是产量高，抗病力强，适应性强。广泛应用于药理、毒理、微生物学的研究以及药品、生物制品的检定。 • (2) NIH： 白化。特点是繁殖力强，产仔成活率高，雄性好斗。广泛用于药理和毒理研究以及生物制品检定。 3．杂交一代动物(F1代)（略）

13. 二、在生物医学中的选择应用 • 在生物医学领域中，小鼠因其自身的特点，是用途最广泛、使用量最大的哺乳类实验动物。 • 药物学研究和毒性试验 • 小鼠广泛用于药品的毒性试验及三致(致畸、致癌、致突变)试验。 • 1.药物筛选试验 小鼠常用于药物对疾病疗效筛选试验,如抗肿瘤药物,抗结核药物,抗疟疾药物等的筛选；

14. 2.药物效果及其副作用研究 如： • 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。 • 3.毒性试验和安全分析 如： • 用于铅、苯、汞、矽、一氧化碳等职业性中毒的急性、亚急性和慢性毒性试验以及半数致死量（LD50)测定。

15. 肿瘤学研究 1.近交系小鼠自发性肿瘤进行研究 如： AKR小鼠白血病发生率可达90％，C3H 小鼠乳腺癌发病率达97％。而C57BL小 鼠乳腺癌发病率极低。结果表明C3H体内 有一种乳汁因子会传给雌性子代，在该乳 汁因子与激素的共同作用下易产生乳腺癌。

16. 2. 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： • 二乙基亚硝胺可诱发小鼠肺癌； • 甲基胆蒽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； • 感染人类腺病毒可诱发小鼠肉瘤及淋巴瘤。

17. 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的肿瘤，其生长速度一致，个体差异小，接种存活率可达100%。 • 这种肿瘤模型经常用在筛选抗肿瘤新药的研究。

18. 3.免疫缺陷小鼠在肿瘤研究中应用 • 免疫缺陷小鼠指由于先天性遗传突变或人工方法造成一种或多种免疫系统成分缺陷的小鼠。 • 1、裸小鼠 • 是一种11号染色体上隐性裸基因（nu）发生突变的小鼠。其生理特征为无胸腺、缺少T细胞、B细胞虽存在但功能缺损，属于免疫缺陷小鼠，可进行异体肿瘤移植。目前已移植人体肿瘤达40种以上。

19. 2、SCID小鼠 是一种16号染色体上SCID基因发生突变的小鼠。其生理特征为既缺少T细胞、也缺少B细胞，血清中缺少免疫球蛋白，属于严重联合免疫缺陷小鼠，可进行异体肿瘤移植。

20. 传染性疾病研究 小鼠对多种病原体特别是病毒极为敏感，常用于研究这些病原体的发病的机理、临床症状及治疗。例如狂犬病、脊髓灰质炎、流感、 脑炎、血吸虫病、疟疾、 破伤风等的研究。

21. 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，可用作人类遗传疾病的动物模型。 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遗传因子。

22. 相关链接： 上海建成转基因和基因剔除小鼠模型研发平台 • 2003年２月９日，上海转基因和基因剔除小鼠模型研发平台新近通过专家验收，将有助于科学家解析人类基因组中所包含的数万条基因的功能，有助于搞清哪些基因具有药用价值、哪些基因有缺损，为生物医药和相关产业的研发提供强有力的技术支撑。 •     截至目前，这个中国国内最大规模的小鼠常规转基因和基因剔除技术平台已培养生产各种类型的转基因小鼠３０种、基因剔除小鼠７种，基本实现了转基因或基因剔除小鼠的规模化生产。这个研发平台已达到每年可研制６０种转基因小鼠和２５种基因剔除小鼠的能力。 •     随着国际人类基因组计划的即将完成，利用基因组结构、个体发育过程、组织细胞结构等与人类相近的小鼠模式生物体系，来建立与功能基因、疾病基因、药物基因相关的动物模型，已成为国际生命科研的热点。有了这类转基因小鼠动物模型，就能更好地揭示人类基因的奥秘。

23. 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。多用于糖质、脂质、胶原和免疫等方面的研究。 计划生育研究 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、抗早孕、抗排卵等实验应用上的首选动物。

24. 免疫学研究 • 免疫缺陷小鼠的作用 SCID小鼠可将人的免疫组织或免疫细胞移植到小鼠身上，使其具有人的部分免疫系统（SCID-hu小鼠），用于研究人类免疫系统的发育过程，以及免疫细胞的分化和功能研究。

25. 使SCID小鼠受到HIV病毒的感染，进行爱滋病相关研究。使SCID小鼠受到HIV病毒的感染，进行爱滋病相关研究。 纯系新西兰黑色小鼠（NZB）其自身免疫缺陷的病因是由于感染C型致瘤RNA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，所以是研究红斑狼疮的极好的动物模型。

26. 近交系在小鼠在单克隆抗体 生产中的应用 单克隆抗体最早通过BALB/C小鼠生产。其方法是将BALB/C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的无性繁殖的细胞系，生产单克隆抗体。

27. 不宜采用小鼠制作动物模型的实验研究 研究体温变化的试验,因为小鼠体温变化不稳定； 慢性支气管炎的试验,因为小鼠气管及支气管腺不发达； 催吐试验,因为小鼠无呕吐反应； 动脉粥样硬化试验,因为小鼠不形成动脉粥样硬化。

28. 大鼠的生物学特性及选择应用 • 生物学特征 • 一般特性 • 1.对营养缺乏非常敏感，特别是维生素A和氨基酸供应不足时，可发生典型的缺乏症状。 • 2.大鼠不能呕吐。

29. 3.对外部环境反应敏感 喜静环境，夜间活动，噪音和不适光照对繁殖影响很大。 对饲养环境中的粉尘、氨气和硫化氢等极为敏感，如果饲养室内空气卫生条件较差，在长期慢性刺激下，可引起肺部大面积的炎症。 对饲养环境中湿度极为敏感，相对湿度低于40％时，易患环尾病，还会引起哺乳母鼠食仔现象发生，一般饲养室湿度应保持在50~65％之间。

30. 解剖学特点 • 1.肝脏共分6叶，再生能力强，部分切除术后仍可再生。 • 2.无胆囊。 • 3.心脏的血液供给既来自冠状动脉，也来自冠状外动脉。 • 4.无扁桃体。 • 5.眼角膜无血管，有棕色脂肪组织。

31. 生理学特点 • 成熟早、繁殖力强。适配鼠龄，雄性为90日龄，雌性为80日龄；一般大鼠生育期为90～300天，寿命为2—3年。 • 染色体共21对。

32. 大鼠主要品系 1．近交系：目前大鼠近交系达上百种。 • (1)ACI：黑色，腹部和脚白色。有自发肿瘤倾向，该品系大鼠血压低。 • (2)F344：白化。该品系大鼠可允许多种肿瘤移植生长。 • (3)LEW：白化，可移植多种肿瘤，高脂肪食物容易引起肥胖症。

33. (4)LOU／C和LOU／M：两系大鼠均为白化，分别为浆细胞瘤的高发系和低发系。(4)LOU／C和LOU／M：两系大鼠均为白化，分别为浆细胞瘤的高发系和低发系。 • (5)SHR：白化。由Okamoto和Aoki选育成功，自发性高血压，10周龄以后动脉收缩压雄鼠为： 200~350mmHg(26.7~46.3KPa)，雌鼠为：180~200mmHg(24.0~26.7KPa)，心血管疾病发病率高。对降压药物有反应，可作为高血压动物模型用于药物筛选。

34. 2．封闭群 • (1)Wistar：头部较宽。该种群性周期稳定，繁殖力强，产仔多，生长发育快，性情温顺，对传染病的抵抗力较强，自发肿瘤发生率低。 • (2)SD：头部狭长，抗病能力尤以对呼吸系统疾病的抵抗力强。自发肿瘤率较低。对性激素感受性高。常用作营养学、内分泌学和毒理学研究。 • 3．杂交一代动物(Fl代)（略）

35. 在生物医学中的选择应用 • 生理学研究 大鼠垂体一肾上腺系统发达，垂体摘除比较容易，可用来进行肾上腺、垂体，卵巢等内分泌研究。 利用大鼠对新环境易适应，有探索性，易训练，对惩罚和暗示敏感等特性进行行为学研究和高级神经活动的研究。 大鼠无胆囊，但胆总管较粗大，可采用胆总管插管收集胆汁进行消化功能的研究。

36. 营养学研究 大鼠对营养缺乏比较敏感，可发生典型的症状，是研究营养学的首选动物。 常用于蛋白质缺乏、氨基酸、维生素和无机离子代谢等研究； 用于营养不良和饥饿对身体发育所产生不利影响的研究；

37. 用于代谢性疾病的研究 自发高血压肥胖大鼠SHR/N-CP 用于研究Ⅱ型糖尿病； 自发糖尿病大鼠“BB”Wistar用于研究Ⅰ型糖尿病； 盐敏感大鼠Ds用于高盐对生理因素的影响。

38. 药物学研究 • 大鼠由于繁殖力强、易饲养、体型大小合适、给药容易、采样方便、畸胎发生率低、行为多样化，被广泛用于药物毒力、药效评价、新药筛选等研究。 • 1.药物毒理学试验 • 大鼠广泛应用在各种药物的毒理学研究中，如急性、亚急性和慢性毒性试验、生殖毒性试验和药物依赖试验等; • 大鼠也经常用于“三致”试验研究。

39. 2.药物药效研究 神经系统疾病药物药效评价。特别对影响副交感神经效应器接点的药物研究时，首选大鼠。 心血管疾病药物的药效评价，大鼠的血管阻力和血压对药物的反映均很敏感，与人类或大动物的反映均较一致。例如SHR大鼠是研究高血压药物的极好的动物模型。 治疗炎症药物药效评价，大鼠踝关节对炎症反应敏感，用于抗关节炎药物的研究。

40. 肿瘤学研究 有些大鼠品系具有较高的肿瘤自发 率。实验中主要用化学物质诱发大鼠的 肿瘤,如形成肝癌、肺癌、胃癌、肺腺癌、 食道癌、乳腺癌、白血病、垂体肿瘤、 鼻炎癌以及多种肿瘤，易研究癌变机理。

41. 遗传疾病研究 有些大鼠品系具有自发性遗传疾病，如白内障、尿崩症、肥胖、高血压、癫痫等，这些疾病具有与人类相似的特征， 可作为人类这些遗传性疾病良好的动物 模型。

42. 传染病研究 多种病原体可使大鼠产生与人相似的 疾病，因此，大鼠被用于这一领域的研 究。例如，慢性支气管炎、病毒性肝炎、 血吸虫病、钩虫病等的研究。

43. 环境污染与人类健康的研究 大鼠对空气污染非常敏感，常被用作空气污染对人和动物健康影响的研究。重金属污染也可导致大鼠的病理改变，常作为这方面研究的动物模型。此外，大鼠还可用于职业病的研究。

44. 口腔医学研究 用变异链球菌接种大鼠口腔，然后喂给含蔗糖食物，大鼠牙齿上的珐琅质蛀损在宏观和微观上同人的蛀齿相似，可用来研究龋齿。 心血管疾病研究 SHR大鼠是研究心血管疾病的首选动物，因为它和人类自发性高血压有很多相似之处。目前已培育出多种不同类型的高血压的大鼠品系。

45. 不宜采用大鼠制作动物模型的实验研究 研究体温变化的试验,因为大鼠体温变化不稳定； 慢性支气管炎的试验,因为大鼠气管及支气管腺不发达； 催吐试验,因为大鼠无呕吐反应； 胆囊功能试验,因为大鼠无胆囊。

46. 豚鼠的生物学特性及选择应用 一、生物学特性 • 1.豚鼠为草食性动物，喜食纤维素多的饲料； • 2.豚鼠对外界刺激极为敏感。 • 听觉发达、易惊-----怕噪音； • 短被毛紧贴皮肤----怕高温、高湿； • 喜活动、爱群居----不宜单笼饲养。

47. 3.身体短粗，尾巴只有残迹，胃壁簿，盲肠发达；3.身体短粗，尾巴只有残迹，胃壁簿，盲肠发达； • 4.晚成动物，孕期比大、小鼠长，产仔少，所以品系少； • 5.自身不能合成维生素C； • 6.自动调节体温能力较差，饲养最适温度为18~22°C； • 7.易引起变态反应，产生大量补体。染色体为32对.

48. 主要品种、品系 • 豚鼠按毛的长短可分为短毛豚鼠，长毛和刚毛豚鼠3种。一般实验用豚鼠多为短毛豚鼠。 • 1.英国种，亦称荷兰种：其特点是毛短而光滑，此品种生长快，抗病力强，繁殖性能好;此外还有秘鲁种、阿比西尼亚种和安哥拉种。 • 2.近交系2：对结核杆菌抵抗力强； • 3.近交系13：体型较大，对结核杆菌抵抗力弱。

50. 在生物医学中的选择应用 • 免疫学研究 豚鼠血清中含有丰富的补体，是所有实验动物中补体含量最多的一种动物,其补体非常稳定，免疫学实验中所用补体多来源于豚鼠。 豚鼠是过敏性休克和变态反应研究的首选动物，特别是迟发型超敏反应与人相似。