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1、Good is good, but better carries it.精益求精,善益求善。实验动物学总结-1实验动物:经人工培育,对其携带的微生物及寄生虫实行控制,遗传背景明确或来源清楚,用于科学研究、教学、生物制品或药品鉴定以及其它科学实验的动物。2、实验用动物:用于实验的动物的统称,它包括实验动物、家畜、家禽和野生动物。实验动物来源于野生动物或家畜家禽,但又不同于野生动物和家畜家禽。3实验动物内容:包括实验动物和动物实验两大部分。4、洁净区人、物的移动路向:1)人员的移动路向:一更衣淋浴二更衣风淋清洁走廊(内准备间)饲养室或动物实验室亚清洁走廊更衣外部;2)物品的移动路向:物品高压灭菌(
2、包装的消毒物品可以经传递窗、笼具泡有消毒液的渡槽)清洁准备室(内准备间)清洁物品储藏室饲养室或动物实验室废物经包装处理亚清洁走廊外部3)实验动物的移动路向:外来实验动物验证检疫室(经检疫后)传递窗清洁走廊内准备间饲养室或动物实验室亚清洁走廊外部;5、实验动物学任务:实验动物学是研究实验动物培育和应用的科学。它的任务是研究怎样以优质的实验动物和精确的实验方法,使动物经实验处理后,能获得良好的反应重复性。范畴:包括实验动物和动物实验两大部分。(1)实验动物遗传学(2)实验动物生物学(3)实验动物生态学(4)实验动物医学(5)实验动物比较医学(6)实验动物方法学3.实验动物与医学研究.6、小鼠的生物
3、学特征:无汗腺,尾有散热、平衡、自卫等功能。胃容量约11.5毫升。雄性脾脏大于雌性约50%。淋巴系统发达。雌性为双子宫,乳腺发达,繁殖力强,生长期短,成熟早,为全年多发情动物。性情温駲,对环境敏感,喜黑暗安静环境。染色体20对,寿命约23年,成年体长约110毫米,体重1840克。体温3739。呼吸140210次/分,平均163次/分。心率310840次/分。雌性发情期45天、孕期1921天。三、在医学中应用:药物评价,毒性试验,肿瘤研究,传染病研究,遗传学及遗传病研究,免疫学,老年病,计划生育研究等。7、大鼠一、生物学特物性分类:哺乳纲、啮齿目、鼠科、大鼠属。由褐家鼠变种而来。齿式1003/1
4、003。性情温顺,忧郁,易于调教,嗅觉发达,味觉差,对营养缺乏敏感,喜安静,噪声和不适光照对繁殖影响大,对环境敏感。汗腺不发达;无胆囊。肝再生能力强,不能呕吐。染色体12对,寿命2.53年。妊娠期1923天,性周期45天。体温39(38.539.5)。心率475(370580)次/分。呼吸85.5(66114)次/分。二、常用品种品系.封闭群:SD、Wistar。2.近交系:F344、ACL、SHR及WKYSD8、兔分类:哺乳纲、兔形目、兔科、兔属。(由野生穴兔驯化而成)齿式:2033/1023。染色体22对。草食性动物,性温柔,听觉、嗅觉灵敏,有夜行性和嗜眠性。喜干怕热,有啮齿动物行为和食粪
5、性。刺激排卵,孕期约30天。甲状旁腺分布较散,眼球巨大,耳大血管清晰。体温38.539.5,对致热物质反应敏感。有特殊的血型和唾液型。9、豚鼠分类:啮齿目、豚鼠科、豚鼠属。又名荷兰猪、天竺鼠、海猪。齿式:1013/1013。染色体32对。属草食动物,盲肠发达,胃壁薄,胆小温顺,对外界刺激敏感,喜群居,听觉发达,喜安静干燥清洁环境。孕期6570天,胚胎发育完全,寿命45年。常用于免疫学、传染病、药物学、营养学、耳科学等研究等10、犬:属于食肉目、犬科、犬属。齿式:乳齿:3140/3120成年齿:3142/3142。嗅觉、听觉灵敏易于驯养调教。环境适应能力强、视力差,对移动物体感觉灵敏,红绿色盲。
6、喜食肉类,雄性好斗。汗腺不发达。性成熟810个月、孕期5863天,春秋季发情,寿命1020年,染色体39对。国际上专用于实验的品种主要为毕格犬(Beagle)。常用于外科学、药理、毒理学实验、基础医学、传染病研究。11、实验动物环境因素分类1.气候因素、2.理化因素、3.居住因素、4.营养因素、5.生物因素。12、设施分类1隔离系统:以隔离器为主及其它附属装置组成的饲养系统,送入空气洁净度为100级。2屏障系统:设有恒温、恒湿、除菌换气系统的相对封闭环境,空气洁净度达1000级,室内保持正压,有严格的微生物控制。3开放系统:饲养室与外界相通,无空气净化装置。13、实验动物遗传分类和应用:按基因
7、分类1.不同基因类型:(1)远交种封闭群:品种(2)突变种2.同基因类型(1)普通近交系(2)重组近交系(3)同源突变近交系品系近交系(4)同源导入近交系(5)同源分离近交系(6)杂交F1代动物品种和品系:1相似的外貌特征:毛色2独特的生物学特征:品种,品系存在基础3稳定的遗传性能:一定的育种价值4具有共同遗传来源和一定遗传结构:共同的祖先,独特的遗传结构14、近交系基本特点1)近交:群体中有意识地选用遗传学上血缘关系较近的雌雄个体,既有共同祖先的个体(兄妹,父女,母子)之间进行交配.作用:种群接近纯和.培养近交系必须手段,以兄妹交配为多(1)近交系数:根据近亲交配的世代数,将基因的纯化度用百
8、分比来表示.即群体中某个体通过遗传携带两个同源等位基因的概率n1+n2+1Fx=(1/2)(1+Fa)A:父系和母系的共同祖先Fa:A的近交系数n1:父系中A至X的世代数N2:母系中A至X的世代数(2)血缘系数(Rxy):群体中个体之间基因的相似程度.同卵双生Rxy:100%亲子Rxy:50%近交系Rxy几达100%(实际为99.6%)亚系遗传支系环境2)亚系和支系(1)亚系(Substrain)的形成:近交系由于残余杂合性和突变而导致部分遗传组成的改变指一个近交系内各个分支的动物之间,已发现或十分可能存在遗传差异.分化原因1.F20-F40之间:残留杂合子2.一个分支与其他分支分开繁殖超过1
9、00代:突变为分化原因3.已发现一个分支与其他分支存在遗传差异:残留杂合子,突变,污染(2)支系(Subline)的形成:近交系或亚系内部,由于非常可能存在环境,母方或细胞的差异。原因:1.引种到另一实验室2.技术处理:受精卵或胚胎移植(e),人工喂养(h),卵巢移植(o),冷冻保存(p),人工代乳(fh),代乳(f),3.近交系动物以及分类特征(1)基因位点纯合性、(2)遗传组成同源性、(3)表型一致性、(4)长期遗传稳定性、(5)遗传特征的可分辨性、()遗传组成的独特性(个体性)、()敏感性、()近交衰退,()分布广泛性、()背景资料和数据的完整性.15、近交系分类及应用1.普通近交系(I
10、nbredstrainanimals):(1)个体极为一致,实验反应一致:动物用量少(2)组织相容性抗原一致:移植实验(3)明显生物学特点:隐性基因暴露4)遗传分析:多个近交系对比使用2重组近交系(Recombinantinbredstrain,RI)由两个无血缘关系的近交系杂交后,得到F2代,分组分别经20代以上的兄妹交配而育成的近交系系列动物祖系:提供亲代的两个近交系1)与杂交F1代遗传组成不同(1)遗传成份限于祖系,但不均等(2)高度纯合性(3)基因重组3、同源突变近交系(Coisogenicinbredstrain):指两个近交系,除了一个指明位点等位基因不同外,其它遗传基因全部相同的
11、品系。更注重突变基因的研究。4、同源导入近交系(Congenicinbredstrain)通过杂交互交或回交等方式将一个基因导入到近交系中,由此形成的一个新的近交系与原来的近交系只是在一个很小的染色体片段上的基因不同,简称同源导入系或同类系。5、同源分离近交系(Segregatinginbredstrain):在培育近交系的同时,采取一定的交配方法,迫使个别基因位点上的基因处于杂合状态。同源突变近交系与突变系区别:仅培育方法不同。20、同源近交系应用:1.同一遗传背景:比较某基因位点上不同等为基因的遗传反应2.不同遗传背景:同一基因与遗传背景及其它基因关系3.获得更穏定动物模型:裸鼠4.多基因
12、性状分析21、近交系命名(一)普通近交系:1.用14个大写英文字母表示:A,DBA,2.大写字母为首,结合数字:C3H,C57BL3.非正规的命名:广泛认同129,615;4.近交代数:F表示A(F78)AKR(F?+12)5.优先权,符号书写要全(二)重组近交系:祖系中间加大写X:AKRXC57BL/6:简写:AKRXB-2AKRXB-3不明确,易混淆(三)同源突变近交系:名称加连字号和基因符号(斜体书写)C57BL/6J-bg杂合状态:用“+”代表野生型基因C57BL/6J-bg/+纯合状态:C57BL/6J-bg/bg:M表示突变代数:C57BL/6J-bg(F58+M+F20)(四)同
13、源导入近交系品系名称(或缩写)后加“.”和供系品系再加连字号和目的基因符号B6.129-H-2b如供体不是近交系可省略BALB/c-nu/nuBALB/c-nu/+(五)同源分离近交系品系后加连字号和杂合基因符号;DW-dw/+表示dw位点上是杂合代数:括号内加FH和数字DW-dw/+(FH27)(六)亚系的命名1.名称加研究人员或机构名称A/HeHe:Heston博士C57BL/6JJ(Jax):Jakson实验室2.亚系符号:数字或小写字母A/HeCrgl/1A/HeCrgl/2C57BR/aC57BR/cd(七)支系的命名1技术处理:名称加小写字母奶母代乳f,人工喂养h,卵巢移植o受精卵
14、或胚胎移植e,人工代乳fh冷冻保存pC3HfC57BLC57BL/6peCBA/N2.去除或植入病毒:植入+,去除-C3H/He-MTV+,C3H/He-MTV-3.引种到另一单位:加斜线或双斜线C57BL/6J/LacC57BL/6J/Lac实际中直接写缩写符号:C57BL/6JLac22、封闭群(Closedcolony):是以非近亲交配方式进行繁殖生产的一个种群,在不从外部引入新的血缘条件下,至少连续繁殖4代以上。每代近交系数F增加量少于1%,即:F1%1.遗传和表型一致性2.杂交优势3.封闭群分类(1)远交种;一个长期与外界隔离,雌雄个体之间能够随机交配的动物群.其遗传组成接近于自然状
15、态下的动物群体结构.非近交系,随机交配品系:祖代来自近交系有效群体量:Ne=4NmXNf/Nm+NfF=1/2Ne;(2)突变种:携带个别突变基因的封闭群.突变基因形式:纯合或杂合存在二.特点及应用:1.遗传组成有很高的杂合性:生产基础群.遗传力研究.药理学研究2.繁殖力和生活力较强:大量供应.教学3.携带有大量隐性基因:模型动物三.命名1.历史原因已广泛使用:Newzealand兔Wistar大鼠ddy小鼠Hartley豚鼠2.一般用2-4个大写字母:SDICRNIH3.培养者或保持者:前面加一个大写字母和1-3个小写字母N:NIHLac:LACA4.突变种:后加连字号和基因符号(斜体)N:
16、NIHnu/nu23、杂交一代动物(F1-Hybrid):由二个不同近交杂交所生的第一代动物。特点及应用1.遗传和表型一致性2.杂交优势3.遗传组成的杂合性4.同基因性:BALB/cXCBA5.两个亲本互交,能表达所用品系性别C3HXIF1NZBXNZWF124、实验动物等级分类:概念1)普通动物(Conventionalanimals,CV):是在微生物学控制上要求最低的动物,要求不携带人兽共患病和动物烈性传染病的病原。饲养于开放系统。2)清洁级动物(Cleananimals,CL)除普通动物应排除的病原外,不携带对动物危害大和对科学研究干扰大的病原。饲养于屏障系统或IVC系统中3)无特殊病
17、原体动物:指动物体内无特定的微生物和寄生虫存在,但带有非特定的微生物和寄生虫的动物。除了普通动物和清洁级动物应排除的病原外,不携带主要潜在感染或条件致病和对科研实验干扰大的病原。来源于无菌动物.,饲养在屏障系统或IVC系统中.4)无菌动物(Germfreeanimals,GF)用现有的检测技术在动物体内外的任何部位均检不出任何活的微生物和寄生虫的动物。无菌动物必须是生来就是无菌的。饲养于隔离系统。5)悉生动物(Gnotobioticanimals,GN):指在无菌动物体内植入已知微生物的动物。又称已知菌动物或已知菌丛动物。饲养于隔离系统。分为单菌(Monoxenie),双菌(Dixenie),
18、三菌(Trixenie),多菌(Polyxenie)动物。25、鼠痘病毒危害性:脱脚病(Ectromelia):四肢,尾和头部肿胀,溃烂,坏死,甚至脚趾脱落.小鼠的烈性传染病.致病性强,全身感染,爆发流行,传播快,病死率高.急性:突然死亡,使实验中断;慢性:全身症状,实验结果混乱.污染环境,广泛传播隐性:无临床症状,但实验因素:实验性结核,X射线,化学毒素,组织移植,肿瘤,运输等可激活病毒而流行;大剂量内毒素或脾切除,可改变吞噬细胞的反应,降低吞噬细胞功能,增加易感性.26、仙台病毒(Sendaivirus)危害性:免疫干扰:严重影响体液和细胞介导的免疫应答.致瘤作用干扰:感染后遗留的组织学改
19、变酷似浸润性肺癌,易误诊.抑制氨基甲酸乙酯诱发肺腺瘤.感染DBA/2小鼠,白血病病毒不能在脾内复制,不发生白血病.生殖影响:对着床前受精卵及早期胚胎具有亲噬性,使胚胎死亡.妊辰:45天:胚胎吸收.1112天:妊期延长,产后24小时内乳鼠死亡率升高.全身症状:类似感冒,打“呼噜”被毛粗乱,弓背,发育迟缓,体重下降,易继发支原体感染.主要引起呼吸道疾病,肺炎,还可引发全身感染.传播快,流行广,呈急性肺炎变化.仔鼠,幼鼠发病.成年鼠呈隐性感染.27、鼠肝炎病毒1.大多呈亚临床或隐性感染:应激,混合感染,可发生急性致死性病变.一般症状为抑郁倦怠,营养不良,体重减轻,尿色变深。急性型:乳鼠:34W:89
20、W:()嗜肝型:肝坏死,黄疸,腹水(2)嗜神经型:中枢神经系统坏死,导致后肢松弛麻痹,也可见惊厥和旋转,结膜炎。()嗜肠型:肠内壁损伤,内容物水样黄色黏液,有时肠内出血,粘连,坏死。2.主要影响免疫应答参数3.酶系统改变4.裸鼠感染:可作“哨兵”28、流行性出血热(epidemichemorrhagicfever,EHF)主要发生于大鼠的烈性传染病,也是一种人畜共患的自然疫源性传染病。自然宿主主要是小型啮齿动物,如姬鼠属、家鼠属、仓鼠属和小鼠属的动物。传播:气溶胶吸入。接触宿主动物及排泄物。症状:人:发热,发热,头痛,肌肉痛,结膜水肿充血(点状),出血性肾损伤(肾综合症出血热),最后肾衰竭,出
21、现尿毒症,严重可导致死亡。大小鼠:多为隐性感染,长期排毒。大鼠一般无临床症状,也不死亡。一般不影响实验进程。29、沙门氏菌1.爆发型:45天内大批死亡2.亚急性型:行为呆滞,腹泻710天死亡3.慢性型:下痢为主要症状,哺乳期小鼠发病率高达70%BALB/c敏感CDF1不敏感30、.寄生虫感染螨、虱、弓形体、球虫(1).弓形体:人兽共患病,小鼠、大鼠、地鼠、豚鼠、犬和猴为中间宿主,猫为终末宿主。常无明显症状。人:多数为无症状的隐性感染实验动物:少数被毛疏松不整,淋巴结肿大,出现流产或死胎现象a.先天性:流产,死胎,婴儿弓形虫病症状b.获得性:最常见(2)球虫:主要感染兔,鸡(3)寄生虫对实验的干
22、扰1.掠夺宿主营养2.对动物骚扰3.对机体产生机械性损伤4.产生毒性5.影响生理,生化和免疫系统寄生虫潜在感染如观察肝功能在实验前后变化时,必须要排除实验用的家兔是否患有球虫病,不然家兔的肝脏上已有很多球虫囊,肝功能必然发生变化,所测结果波动很大如膜壳绦虫分泌的毒素,可导致肠粘膜发生局灶充血和出血,甚至造成溃疡坏死。溶组织阿米巴浸入肠粘膜和肝脏时分泌的蛋白溶解酶,可使所在组织细胞大量破坏。肝片吸虫虫体进入胆管后,由于虫体及有毒代谢产物的作用,会致使胆管发炎,胆管上皮增生和胆管纤维变性,逐渐引起胆管堵塞,肝脏萎缩硬化。棘球蚴的囊液破裂后可产生强烈的过敏反应,使之产生呼吸困难,体温升高,腹泻等症状
23、。31、动物模型的意义1、人类疾病动物模型:医学研究中建立的具有人类疾病模拟表现的动物实验对象和相关材料。2、意义1.避免人体实验造成的危害。2.可研究平时不易见到的疾病.3.可提供发病率低,潜伏期和病程长的疾病动物模型.4.克服复杂因素,增加方法学上的可比性。5.样品收集方便,结果易于分析。6.有利于更全面地认识疾病的本质。二、模型的设计原则:1.相似性2.重复性3.可靠性4.适用性和可控性5.易行性和经济性三、动物模型的分类:1.按产生原因分:(1)诱发性动物模型:物理、化学、生物因素,复合致病因素。(2)自发性动物模型:实验动物未经任何人工处置,在自然条件下自发产生或由于基因突变的异常表
24、现通过遗传育种手段保留下来的动物模型.近交系、突变系。(3)抗疾病动物模型(4)生物医学动物模型2.按模型种类分:(1)整体动物(2)离体器官和组织(3)细胞株(4)教学模型3.按系统范围分(1)疾病的基本病理过程动物模型各种疾病共同性的一些病理变化过程模型2)各系统疾病动物模型与人类各系统疾病相应的人类疾病动物模型.按中医药体系分类阴虚、阳虚,气虚、血虚,脾虚、肾虚、厥脱症四.影响动物模型的因素1.致模因素2.动物:种类,品系,年龄和体重,性别,生理状况和健康因素3.实验技术:季节,昼夜变化,麻醉深度,手术技巧,实验给药,对照组4.环境和营养32、基因突变动物及应用。1、概述:(1)自发突变
25、:生物不经任何处理而自然发生的突然变异.突变程度:显著,微弱.显露与外,隐藏在机体内部.致死基因:性状无法借个体显露出来.(2)诱发突变:应用各种物理,化学因素引起的基因突变.它与自发突变在表形上和遗传规律上没有区别.同一诱变因素:条件不同,结果不同.诱变利用:33、基因突变动物1.小鼠(1)脑:大脑变性或退化:cd先天性脑积水:ch佝偻病:rh/rh(2)皮肤:无毛hr:hr/hrhr-rh:裸体n:n/n裸鼠:nu(3)眼白内障遗传性白内障:DDI小鼠先天遗传性白内障突变系小鼠:BALB/c系(4)内分泌及代谢:KK小鼠已发现糖尿病小鼠:ob/ob,db/db,杂交wellesley,新西
26、兰obese,及KK小鼠.都可发生肥胖,高胰岛素血症,高血糖症和胰岛肥大症.病理:正常饲养,很少出现尿糖或高血糖症.耐糖试验:糖尿性状(非肥胖型)喂高能饲料,或给予金硫葡萄糖,或导入肥胖基因,则出现肥胖症.常伴有高胰岛素血症的高血糖症(肥胖KK小鼠).糖尿病变化与成年人相似.肾小球系膜细胞増生,基底膜肥厚.代谢:肝,脂肪组织的脂肪合成亢进-肥胖;脂肪组织和肌肉组织中参与糖代谢的胰岛素感受性降低-高血糖.;脂肪調节受到破坏.应用:糖尿病性变化受多基因控制,作为模型动物使用.2大鼠(1) 高血压:SHR,WKY症状:有许多亚系,生育,寿命均正常.体重增长率较WKY差,老龄前外观无差异.寿命:430
27、d,550d血压早期即有差异,并引发各种临床症状.SHR:2月前:150mmHg以上,45月180210WKY:成年135mmHg,123mmHg发病时,末梢动脉变狭窄,弯曲,心脏渐渐肥大.以心重与体重比率增加为显著(以左心房为显著).肼酞嗪或甲基多巴加入饮水,可预防高血压发生.应用:病态与人原发性高血压极为相似.发病率近100%.常用于发病机制,预防,治疗和诊断等.与其它特性大鼠杂交:(2) 原发性糖尿病BBWistar大鼠类似年轻型(I型)糖尿病.多基因遗传,起病突然,58123日龄发病.体重减轻,高血糖,胰岛素缺乏尸检:胰岛区有淋巴细胞浸润胰岛炎,-细胞颗粒丧失与坏死,胰岛变小,基本由-
28、细胞组成。慢性非胰岛素依赖性:应用:研究发病的遗传,环境因素,-C损害免疫学因素,病态,治疗等.3、沙鼠:癫痫模型纯系长爪沙鼠:100%发病外界因素:发作症状:前驱期:痉挛期:应用:模型动物4、中国仓鼠:原发性糖尿病:已培育约10个品系症状:多食,多饮,多尿,高血糖.尿糖阳性持续48个月病理:胰岛无肥大.肾小球:视网膜:应用:人糖尿病性毛细血管症模型非肥胖型病态分析模型37、肿瘤动物模型1.裸鼠移植瘤模型2.近交系自发性肿瘤1.C57BL/6J:黑色.低发乳腺癌,致癌剂难以致癌.对放射性耐受性强,眼畸形,口唇裂(考的松诱导)发生率为20%.淋巴细胞性白血病6%.新生仔中16.8%,3%为小眼或
29、无眼症.0.6%后肢多趾症.对脱脚病有一定抗性,对百日咳易染因子敏感.对结核杆菌有耐受性,嗜酒.应用:肿瘤学,生理,免疫,遗传工程,为突变基因提供遗传背景.2.A和A/He:白化.乳腺癌:中等:雄性6%.雌性3050%.(32%,非生育26%).肺肿瘤发病率高.对麻疹病毒高度敏感.老年有肾病.3.BALB/c:乳腺癌发病率低,MTV诱发增高.肺癌:雌性26%,雄性29%.35%动物2021月龄有自发性单克隆B细胞肿瘤.常有动脉硬化症,血压较高,老年雄性多有心脏损害.对辐射极敏感,对弓形虫易感.应用:肿瘤,免疫,生理,核医学.单克隆抗体研究,杂交瘤生产.4.C3H/He:野生色.乳腺癌发病率97
30、%,防护条件下为7%.对致肝癌物质感受性强.14月龄雄性肝癌自发率85%.对狂犬病毒敏感,对炭疽杆菌有抵抗力.用于免疫,肿瘤,生理和核医学的研究.5.DBA:浅灰色.一年以上雄性乳腺癌约75%.DBA/2:雌性31%,经产66%.育成雄30%白血病:雌性6%,雄性8%.听源性癫痫:35日100%,55日后5%.对结核杆菌,鼠伤寒沙门杆菌敏感.对疟原虫有一定抗性.老年雄鼠有钙沉着.产仔数少,不易哺育.主要用于肿瘤学,微生物学研究.6.615:深褐色.肿瘤自发率1020%,雌性为乳腺癌,雄性为肺癌.对津638白血病病毒敏感.7.129/Sv-ter/+亚系:灰野生色.睾丸畸胎瘤自发率为30%,多发
31、生怀孕第1213天.常用于遗传工程小鼠的研究.(三)各系统常见的动物模型1.神经系统:大鼠脑卒中,兔脑积水,大鼠囊状动脉瘤2.心血管:动脉粥样硬化,心肌缺血和心肌梗塞,高血压3.呼吸:肺动脉高压,慢性支气管炎,肺炎4.消化:胰腺炎,豚鼠溃疡性结肠炎,肝5.泌尿:肾小球肾炎6.内分泌与代谢:糖尿病;高血压大鼠(WKY相对稳定另一种活泼)糖尿病大鼠38、免疫缺陷动物分类1.概念:由于先天性遗传突变或用人工方法造成一种或多种免疫系统组成成分缺陷的动物。2.分类:淋巴细胞、淋巴细胞、细胞功能缺陷动物,联合免疫缺陷动物,获得性免疫缺陷动物。39、免疫缺陷动物特点(一).裸小鼠:先天性无胸腺,无毛隐性突变
32、基因在11号染色体上一个基因两种表现已导入到不同的遗传背景体液免疫正常1.生物遗传特点:(1)无毛(2)寿命短,死亡率高(3)发育不良,新生鼠生长明显迟缓(4)繁殖能力差:nu/+nu/nu(5)有肝脏疾病2.免疫学特征:(1)先天性胸腺缺失(2)胸腺依存免疫功能(T细胞)丧失(3)B细胞生理功能正常,T细胞依存性B细胞功能底下.(4)巨噬细胞活性比对照组(nu/+)高(5)NK细胞在弱阳性细胞中可能有T前驱细胞3.应用;(1)微生物(2)免疫学(3)寄生虫(4)遗传学(5)临床医学:肿瘤学,皮肤病,异种移植(二).裸大鼠:一般特征与裸小鼠相似躯干部仍有稀少被毛易患呼吸道疾病(三)性连锁免疫缺
33、陷小鼠(XID):B淋巴细胞缺陷,xid基因位于X性染色体上起源于CBA/N品系临床表现:免疫球蛋白缺失,无丙种球蛋白,细胞免疫正常,体液免疫异常血清中IgM,IgG3底下xid/xid,xid/Y对II型抗原无体液免疫反应,对B细胞分裂素缺乏反应应用:B淋巴细胞的发生,功能与异质性理想模型病理与人类Bruton丙球蛋白缺乏症和Wzeskott-Aidsch综合症相似(四)Beige小鼠:NK细胞活性缺陷隐性突变基因bg位于第13号染色体上纯合体小鼠bg/bg:被毛完整,毛色变浅.粒细胞趋化性和杀菌活性降低,溶酶体功能缺陷,对各种病原因子较敏感繁殖方式:纯合子(五)严重联合免疫缺陷(SCID)
34、小鼠:C.B-17近交系小鼠隐性突变基因scid在16号染色体上.T,B细胞大大减少临床表现为低球蛋白血症,低淋巴细胞血症.细胞和体液免疫功能均缺失,但巨噬细胞和NK细胞功能未受影响.有渗漏现象:主要与DNA修复,抗原刺激,年龄品系,饲养环境有关.饲养繁殖:SPF环境,两性均可生育,每胎产子35只应用:免疫细胞分化和功能研究异种免疫功能重建人类自身免疫性疾病及免疫缺陷性疾病病毒学肿瘤学人单克隆抗体生产(六)猴获得性免疫缺陷综合症模型(SAIDS)免疫学特征:体液和细胞免疫功能降低,淋巴细胞减少,楯环性T淋巴中T4和T8的比例明显低于正常临床表现到病原学与人类AIDS很相似:全身淋巴腺病,反复腹
35、泻,消瘦等.40、人体肿瘤裸鼠移植瘤模型1、人体肿瘤异种移植的历史回顾克服排斥:1移植特殊部位2、免疫抑制、辐射3、免疫器官切除裸鼠的培育:2、模型建立方法(1)移植肿瘤的常规处理及移植方法组织块移植法悬液移植法培养细胞移植法(2)不同移植途径及方法a腹水瘤的建立及移植方法b肾包膜下移植c原位移植(3)移植瘤的长期冷冻保存3、影响移植成功的因素(1)人体肿瘤细胞本身特征(2)裸鼠免疫功能状态(3)裸鼠背景(4)移植部位和途经(5)激素和宿主性别(6)鼠龄(7)裸鼠的健康状况及洁净状况(8)其它因素4.人体肿瘤裸鼠移植瘤的生物学特性(1)组织学特征及性状的稳定性形态学特征、染色体活性物质及表面抗
36、原:【1】甲胎蛋白(TFP)及HbsAg【2】癌胚抗原CEA【3】白细胞刺激因子CSF【4】红细胞生成素EPO【5】激素【6】酶及其它基因型及表型的稳定性(2)裸鼠对移植瘤的反应【1】上皮样肿瘤:移植后大多数不同程度地丧失原有间质,而获得小鼠间质【2】来源于裸鼠的间质细胞可以恶变【3】分化程度差别及化生40、超数排卵:是一种不正常的排卵,经外源激素处理的雌性动物,可以改变性周期,可以超常数的排卵,甚至可以超常数十几倍。(1)常用激素PMSGHCGFSHLH(2)超排方法:第一天腹腔注射PMSG第三或第四天腹腔注射HCG(3)剂量:小鼠520IU兔3060IU(4)影响因素:动物,激素生物活性,
37、发情期,气候季节41、转基因动物:染色体基因组中整合有外源基因并能遗传给后代的一种动物。2.转基因动物模型:利用转基因技术,将人类疾病基因分离出来,再转移到实验动物,获得相应疾病的动物模型.3基本原理和方法:显微注射法,反转录病毒法,胚胎干细胞法。二、转基因动物在医学生物学中的应用:1、基础生物研究:发育生物学,遗传学,神经生物学,药学。2、医学研究:免疫,病毒性疾病,遗传病,肿瘤,心血管病。3、改良和培育动物新品种。4、生物制品研究42、同期发情:利用外源激素制剂或其它生物学手段人为地控制并调整一群雌性动物发情周期的进程,使之在预定的时间内集中发情,以便有计划地合理地组织配种,称为同期发情或
38、同步发情。要想使雌性动物发情,则必须控制P的浓度,即控制黄体的“消”,“长”即是控制母畜发情的关键。消:缩短黄体期PG处理长:人为延长黄体期P处理43、以小鼠为例:传统的胚胎移植主要由以下一些步骤组成:1.超数排卵2.同期发情3.胚胎收集和预处理4.胚胎移植44、胚胎冻存的意义:能够使优秀品种品系(包括珍稀和濒危动物)的种质得到长期保存下来,逐步地可以将生物界的所有生命基因长期保存起来,防止基因丢失。并且可以随时复苏、繁殖品系动物,在遗传理论指导下,可改良品种和培育新品种及品系。45、动物福利标准:动物的五项基本福利,即五种自由(FiveFreedoms)1.免于缺乏营养、饥饿与干渴;2.免于
39、疾病与伤害;3.免于生理上及心理上不适;4.免于恐惧与应激;5.自然表现行为。当其任何一项福利受损,便会对动物的生理和心理造成负面之影响。46、动物实验前的准备理论准备:了解动物实验基础知识查阅关于实验方法的参考文献制定研究计划和方案条件准备:动物、仪器、器械、药品手术人员、实验场所和饲养场所47、温度的调控效果由以下因素决定:层高;换气次数;当地日温差;设施内设备和动物产生的热量。48、小鼠:小鼠共有20对染色体(2n=40)和相同数量的连锁群。推测共有3万多个结构基因,已知的有上千个。小鼠是目前遗传学背景知识研究得最详尽的动物之一。C57BL/6J是使用最广泛的实验小鼠,继人类之后第二个完
40、成基因组测序工程的哺乳动物生物学特性外观:嘴尖、头锥体形、有触须、耳半圆、尾与体长相等长。前肢4趾,后肢5趾。小鼠喜居光线暗淡的环境,固定一处睡眠营巢,一处拉散。胆小怕惊,对环境改变反应敏感,如强光、噪声可使哺乳母鼠神经紊乱,发生食仔现象。性情温顺易于捕捉,但一旦逃出笼外过夜则恢复野性,行为敏捷,难以捕捉了。习惯昼伏夜动,其进食、交配、分娩多在夜里。活动高峰有两次,一次在傍晚后12小时,另一次在黎明前。小鼠为群居动物,其信息激素是传递信息的主要机制。小鼠群体中也有不好的行为:雄性间好斗,常打得遍体鳞伤,专干断子绝孙的勾当,最常见的是咬伤睾丸。雄的打雄的,雌的打雌的,很少雄的打雌的,却常有雌的打
41、雄的。更有甚者,出现“理发师”,“拔胡子”之现象。性成熟早,繁殖力强。成熟:雌3550日,雄4560日龄,但配对繁殖应6090日龄为佳。性周期45天,妊娠期1921天,哺乳期2021天,每胎产仔615只,年产69胎。小鼠性活动可维持1年左右,寿命约2年。性周期在同笼雌鼠密度过大时,可抑制或延长;在有雄鼠存在时可恢复甚至缩短。雌鼠还可产后发情,产后1天内出现1次发情,且能接受交配,边哺乳边怀孕,但妊娠期长些,达3135天。雌鼠与不发育雄鼠交配后可产生假性妊娠,维持1012天,有时达3周。生长发育:母鼠能自己接产,胎儿产出后,母鼠用前肢捧着鼠宝宝用嘴巴撕破羊膜,咬断脐带,吃掉胎盘,舔干胎儿身上血迹
42、。两个门齿、六个臼齿、齿式1003/100316。门齿终生不断生长,故需经常啃咬东西,保持恒定。下颌骨喙状突较小,髁状突发达,其形态具有高度的遗传性,可采用下颌骨形态分析技术进行近交系小鼠遗传质量监测。现在主要采用生化标志法或者DNA指纹图,对动物定期随机取样检测,判定遗传学质量。内部脏器:食道约2厘米,内壁有一层厚的角质化鳞状上皮,有利于灌胃操作。胃容量小(1.01.5毫升),功能差,不耐饥饿,灌胃时量不能太多。肠道相对较短,盲肠不发达,排空快,故每天能吃48克。有胆囊。胰脏分散在十二指肠,胃底及脾门处,色淡红,不规则,似脂肪组织。脾脏有造血功能。雄鼠脾脏比雌鼠大50%。小鼠骨髓为红髓,终身
43、造血。淋巴系统发达,可是没有腭或咽扁桃体,胸腺在性成熟前后最大,3580日龄退化。乳腺发达,胸部有3对,腹部有2对,哺乳期小鼠胸部乳腺可延伸至颈部和背部。子宫呈Y形双子宫型,卵巢由系膜包绕不与腹腔相通,故无宫外孕之虞。体温与水的调节小鼠体温在正常情况下为3739。生存临界温度为1039,适宜温度在2125。小鼠没有汗腺,不能加大喘气,唾液分泌能力有限。呼吸140210次/分,平均163次/分。心率310840次/分。小鼠与大多数哺乳动物相比,对饮水不足更为敏感。每天饮水量47毫升。小鼠可通过呼出的气体在鼻腔内冷却以及尿液的高度浓缩来保持水份。43、实验动物在医学研究中的应用:1)分离和鉴定病原
44、菌的毒性;鉴定药物的疗效和毒性;生殖生理与胚胎发育的研究;生理现象与病理机制的探讨;制造生物制品;免疫学研究;癌症的研究;脏器的移殖;医学教育的“活教材”。2)药物研究:新药开发后,都要经过筛选和毒性试验、药物效果的测定。1、药物筛选试验。用于药物对疾病疗效筛选试验。2、毒性试验和安全评价。三致(致畸、致癌、致突变)试验。3、生物药品和制剂的效价测定。3)病毒、细菌和寄生虫病学研究:小鼠对多种病原体特别是病毒非常敏感,所以适用于这些疾病的发病机理、临床症状及药物疗效评价。4)放射学研究:小鼠对放射线的反应与人的反应有可比性,可有来研究照射剂量、辐射效应等。但要注意其对放射性敏感性在冬季和初夏显
45、著升高,而在初春和夏季则降低。5)肿瘤学的研究1、许多小鼠品系能自发产生肿瘤。如AKR小鼠白血病发生率可达90%,C3H小鼠乳腺癌发病率达9097%。2、这些肿瘤的发生与人体发生肿瘤机制相近。3、无胸腺裸小鼠成为活的癌细胞试管。裸小鼠5)遗传病和遗传学研究:1、许多小鼠品系有自发性遗传病。如小鼠黑色素病,白化病(白老鼠就是白化病老鼠)、肥胖病、贫血病等。这对于研究人类家族遗传病提供了很好便利条件。2、由于小鼠繁殖力强,传代快,利于遗传学的研究。6)免疫学研究BALB/c小鼠免疫后的脾细胞能与骨髓细胞融合,可进行单克隆抗体的制备和研究。有些具有免疫功能缺陷的突变系小鼠利于肿瘤植入研究,也有利于免
46、疫机制的研究。如:BALB/c裸鼠细胞缺陷;CBA/N小鼠B细胞缺陷;eige小鼠(自然杀伤)细胞缺陷;SCID严重联合免疫缺陷小鼠(B、T细胞均缺陷)。7)计划生育研究:小鼠繁殖力强、妊娠期短、生长快,适合各种计划生育研究和避孕药物的开发。如日常用小鼠作抗着床、抗生育、抗早孕、抗排卵等实验。8)内分泌学研究:小鼠肾上腺皮质肥大造成肾上腺皮质功能亢进,发生类似人类柯兴综合症。肾上腺淀粉样变造成肾上腺素分泌不足则导致Addison病。9)老年病学研究;小鼠寿命短(1.53年),晚期老年病多,肿瘤发病率高,其发病机理与人类疾病类似。10呼吸和消化系统疾病研究小鼠在氢氧化氨气雾的刺激下有咳嗽反应,可用此特性研究镇咳药物的效果。中毒性肝炎、肝硬化和胰腺炎均可在小鼠身上复制成功,从而进行消化系统疾病的研究。C57BL/6J目前使