實驗動物的選擇和動物實驗的準備

1、2024/3/6,1,實驗動物的選擇和動物實驗的準備,李志東實驗動物中心,2024/3/6,2,第一節(jié) 實驗動物的選擇,一 選擇實驗動物的基本原則 （一）相似性原則 （二）特殊性原則 （三）標準化原則 （四）規(guī)格化原則 （五）經(jīng)濟性原則,2024/3/6,3,,（一

2、）相似性原則▲相似性原則是指利用動物與人類某些機能、代謝、結(jié)構(gòu)及疾病特點的相似性選擇實驗動物。◆在可能的條件內(nèi)，應盡量選擇在結(jié)構(gòu)、功能、代謝方面與人類相近的動物做實驗。,2024/3/6,4,,1 組織結(jié)構(gòu)方面★豬的皮膚組織結(jié)構(gòu)與人類的相似，其上皮再生、皮下脂肪層、燒傷后的內(nèi)分泌及代謝等也類似人類，故選用小型豬作皮膚藥理和燒傷實驗研究較為理想。2 系統(tǒng)機能方面★犬具有發(fā)達的血液循環(huán)和神經(jīng)系統(tǒng)，在毒理方面的反應和人類比較接近

3、，適于作實驗外科學、營養(yǎng)學、藥理學、毒理學、行為學等方面的研究?！飪蓷惖耐芎腕蛤苓m合做簡單的反射弧實驗。,2024/3/6,5,,3 生理特性方面◆許多哺乳類動物與人類一樣，其心率、呼吸頻率、體溫三者成正比關系。★選擇兩棲類和爬行類做體溫調(diào)節(jié)方面的試驗是不適合的。4 繁殖特性方面◆哺乳類動物與人類一樣，性成熟、妊娠期和壽命一般是成比例的。5 體液成分方面◆動物血液與人類一樣，包括形態(tài)和機能兩個方面。,2024/3/

4、6,6,,◆體內(nèi)的排泄物有糞便、汗和尿液?！粢话銇碚f，淡水中生活的動物尿液是低滲的，海水中生活的動物尿液是等滲的，陸地上生活的動物尿液是高滲的?！羲止┙o少的動物尿液以尿酸為主要成分，水分供給充足的動物尿液以尿素為主要成分，而水中生活的動物尿液則以氨為主?！裟蛞旱乃釅A度因動物食性不同而有差異。草食類動物尿液呈堿性，粘度高，而肉食類動物尿液呈酸性，具有特殊的臭味。,2024/3/6,7,,6 解剖特性方面（1）骨骼構(gòu)成方面◆許

5、多動物與人類一樣，形成軀干的椎骨有頸椎、胸椎、腰椎、骶椎和尾椎?！酏X式與動物食性有密切關系，草食類和肉食類差異最為顯著?！綦s食類動物，如豬的齒式與人類的一致。（2）臟器構(gòu)成方面◆腦的重量與神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)達程度成正比?！艉粑?、循環(huán)系統(tǒng)的器官重量差異較大，運動量越大的動物越重。◆腸道各部分長度與食性有密切關系。,2024/3/6,8,,（3）臟器形態(tài)方面◆嚙齒類動物肝的構(gòu)成最為復雜。馬和大鼠肝的特征是缺少膽囊?！舴蔚男螒B(tài)因呼吸

6、方式不同也有所不同?！裟X的形態(tài)方面，越是低等動物嗅球所占比例越大，越是高等動物嗅球功能越弱。腦的舊皮質(zhì)與新皮質(zhì)的關系也因動物種類不同而不同?！粜呐K形態(tài)方面，脊椎動物的心臟形態(tài)構(gòu)成隨等級提高逐漸完全，魚類僅1個心房和1個心室，兩棲類和爬行類有2 個心房和1個心室（不完全），鳥類和哺乳類有2個心房和2個心室（完全心）。,2024/3/6,9,,◆血液循環(huán)系統(tǒng)也由普通環(huán)境向閉鎖系統(tǒng)進化?！粼谛螒B(tài)和機能上，與人的心臟最類似的動物是犬?！?/p>

7、單胎動物和多胎動物的子宮形態(tài)也存在明顯差異。◆乳腺分布和乳房的位置不同動物間也存在差異。7 疾病特點方面◆實驗動物有許多自發(fā)或誘發(fā)性疾病，能局部或全部地反映人類類似疾病過程與特點，可用于研究相關的人類疾病。,2024/3/6,10,,★突變系SHR大鼠，其自發(fā)性高血壓的變化與人類相似?！镓埵羌纳x弓形蟲的宿主，當然在弓形蟲研究中是一個很好的材料。同時，在研究白化病、關節(jié)炎、骨質(zhì)疏松癥等方面，也較為理想?！锓侨遂`長類實驗動物，

8、可感染其他動物不可復制的人類傳染病，如脊髓灰質(zhì)炎、腦炎、肝炎、麻疹、痢疾、瘧疾等。因此，可作為研究這些疾病發(fā)生、發(fā)展過程及疫苗研制的理想動物。,2024/3/6,11,,（二）特殊性原則▲特殊性原則是指利用不同種系實驗動物機體存在的特殊構(gòu)造或某些特殊反應選擇解剖、生理特點符合實驗目的和要求的動物。★犬的甲狀旁腺位于甲狀腺表面，位置固定，多在兩個甲狀腺相對應的兩端，故選用其做甲狀旁腺摘除實驗很合適?！锛彝妙i部的交感神經(jīng)、迷走神經(jīng)和主

9、動脈減壓神經(jīng)分別存在，獨立行走。如要觀察減壓神經(jīng)對心臟作用時，應選用家兔。,2024/3/6,12,,★猴等動物的氣管腺數(shù)量較多，直至三級支氣管中部仍有腺體存在，選用它研究慢性支氣管炎或祛痰平喘藥很適宜?！锎笫蟾闻K再生能力很強，切除60%~70%肝葉仍有再生能力，很適合肝外科實驗研究。★大鼠垂體—腎上腺系統(tǒng)功能發(fā)達，應激反應靈敏，且各種內(nèi)分泌腺如垂體、腎上腺、卵巢易于摘除，適于作應激反應和內(nèi)分泌實驗研究。同時，大鼠的踝關節(jié)對炎癥十分

10、敏感，適于多發(fā)性關節(jié)炎和化膿性淋巴腺炎的研究。,2024/3/6,13,,★兔對體溫變化十分敏感，易產(chǎn)生發(fā)熱反應，且反應典型、恒定，適于發(fā)熱、解熱和檢查致熱源的研究。★豚鼠易于致敏，適于作過敏性實驗研究。同時，由于其體內(nèi)不能合成維生素C，必須從食物中攝取，故作維生素C缺乏癥的研究很適合。豚鼠血清中補體含量多，效價高，常用于免疫學和生物制品的研究?！锿煤拓埵潜茉兴幯芯康某Ｓ脛游铩?2024/3/6,14,,◆不同藥物或化合物，在不同種

11、系動物上引起的反應是存在很大差異的。這些在選擇實驗動物時必須加以注意。★雌激素能終止大鼠和小鼠的早期妊娠，但不能終止人的妊娠；嗎啡對犬、兔、猴和人主要作用是中樞抑制，而對小鼠和貓則是中樞興奮；家兔對阿托品極不敏感；苯胺及其衍生物對犬、貓、豚鼠和人產(chǎn)生相似的變性血紅蛋白等病理變化，對兔則不易發(fā)生，對大、小鼠等嚙齒類則完全不發(fā)生。,2024/3/6,15,,◆不同品系動物，有的對同一刺激的反應差異很大?！顳BA小鼠對聲音刺激非常敏感，發(fā)

12、生聽源性痙攣，甚至死亡，而BALB/c、C57BL小鼠則不會出現(xiàn)；A、C3H、TA2等品系小鼠易致癌，而C57BL、TA1等不易致癌；AKR小鼠白血病自發(fā)率達65%，而C3H雌鼠乳腺癌自發(fā)率達90%以上。◆因此，實驗時應充分了解動物特性，選擇敏感性強、對實驗結(jié)果干擾小的動物品系。,2024/3/6,16,,（三）標準化原則▲標準化原則是指動物實驗中選擇和使用與研究內(nèi)容相匹配的標準化的實驗動物。◆近交系動物由于遺傳純度高，個體差異小

13、，特征穩(wěn)定，對實驗反應一致性好，實驗結(jié)果精確可靠，而越來越廣泛應用于醫(yī)學生物學各個領域?！粢匀后w為研究對象的課題，如人類遺傳研究、藥物篩選和毒性試驗中，要選擇人群基因型及表現(xiàn)型相似的動物類別，封閉群動物則更為合適。,2024/3/6,17,,◆選擇何種微生物等級的實驗動物，應根據(jù)各級動物的特點，結(jié)合課題研究水平、內(nèi)容及目的而定?！锲胀▌游锼@得的實驗結(jié)果的反應性差，故主要用于生物醫(yī)學示教或為某項研究進行探索方法的預實驗?！锴鍧崉游?/p>

14、是國內(nèi)科研工作主要要求的標準實驗動物，適用于大多數(shù)科研實驗?！餆o特定病原體（SPF）動物是理想的健康動物，用它來研究，可排除疾病或病原的干擾，適用于所有科研實驗、生物制品生產(chǎn)及鑒定，是國際公認的標準實驗動物。,2024/3/6,18,,★無菌動物是一種非常規(guī)動物，僅適用于特殊研究目的，如微生物與宿主、微生物間的相互作用，免疫發(fā)生發(fā)展機制，放射醫(yī)學等方面的研究?！魬紤]所選用的動物類別或級別要與實驗條件、實驗技術(shù)、方法及試劑等相匹配。

15、既要避免用高精密度儀器、先進的技術(shù)方法、高純度的試劑與低品質(zhì)、非標準化、反應性能低的動物相匹配，又要防止用低性能的測試方法、非標準化的實驗設施與高級別、高反應性能的動物相匹配，造成不必要的資源浪費。,2024/3/6,19,,（四）規(guī)格化原則▲規(guī)格化原則是指選擇與實驗要求一致的動物規(guī)格。1 年齡◆年齡是一個重要的生物量，動物的解剖生理特性和對實驗的反應性隨年齡的不同而有明顯變化。★幼齡動物較成年動物敏感，而老齡動物的代謝、各系

16、統(tǒng)功能較為低下，反應不靈敏。因此，一般動物實驗應選用成年動物。一些慢性實驗因周期較長，可選擇幼齡動物。而對于老年病學的研究，則考慮用老齡動物。,2024/3/6,20,,◆不同種類實驗動物的生活周期差別很大，動物實驗時應注意“天文學時間”和生物學時間的區(qū)別。對不同動物而言，經(jīng)過相同的天文學時間在生物學上卻有不同的意義。★用犬做實驗經(jīng)過一年觀察期和用大鼠做實驗經(jīng)過相同的觀察期，其生物學意義是完全不同的。同樣，用犬做實驗從1歲到2歲的一年

17、觀察期和從11歲到12歲的一年觀察期，其生物學意義也不同?！暨x擇動物時，應注意各實驗動物之間、實驗動物與人類之間的年齡對應。,2024/3/6,21,,2 體重◆實驗動物年齡與體重一般呈正相關，可按體重推算年齡?！颣M小鼠6周齡時雄性約為32g，雌性28g；Wistar大鼠6周齡時雄性約為180g，雌性160g?！暨x擇實驗動物時，既要考慮用體重符合要求的動物，又要注意其發(fā)育是否正常。3 性別◆動物不同性別對同一藥物的敏感

18、性差異很大，對外界刺激的反應也各不相同。即便是同一品系動物，也是如此。,2024/3/6,22,,★氯仿對小鼠腎臟造成的損害，只在雄性動物中表現(xiàn)，雌性動物則不出現(xiàn)損害?！敉ǔＧ闆r下，實驗若對動物性別無特殊要求，則宜選用雌雄各半。4 生理及健康狀況◆動物在生理特殊狀態(tài)下，如雌性動物性周期的不同階段、妊娠及哺乳期，機體對實驗的反應性發(fā)生較大改變，易導致其體重和某些理化指標也發(fā)生改變，從而影響實驗結(jié)果。,2024/3/6,23,,（五

19、）經(jīng)濟性原則▲經(jīng)濟性原則是指盡量選用容易獲得、價格便宜和飼養(yǎng)經(jīng)濟的動物?！粼诓挥绊懻麄€實驗質(zhì)量的前提下，盡量做到方法簡便和降低成本?！粼S多嚙齒類實驗動物，如小鼠、大鼠、地鼠、豚鼠等，繁殖周期短，具多胎性，飼養(yǎng)容易，遺傳和微生物控制方便。而且這些動物的年齡、性別、體重可任意選擇，量大價廉，來源充足?？梢赃_到普及使用?！C上所述，在進行課題實驗設計時，如何選擇最合適的實驗動物必須掌握好,2024/3/6,24,,以上這些基本原則。

20、◆首先，必須了解實驗動物生物學特性方面的基本知識，為正確選擇合適的實驗動物打下基礎。◆其次，還應充分查閱相關文獻，利用前人的實踐經(jīng)驗積累，選擇科研、檢驗和生產(chǎn)傳統(tǒng)上應用的實驗動物?！敉瑫r，加強與實驗動物科學工作者的交流，及時有效地利用實驗動物學的最新成果?！虼?，可用較少的人力、動物和時間，以最小的代價最大限度地獲得科學性強的實驗結(jié)果。,2024/3/6,25,二 常見動物實驗中實驗動物的選擇,(一)藥理學研究中的選擇1 臨

21、床前藥物代謝動力學研究▲必須選用成年健康的動物，常用的有小鼠、大鼠、豚鼠、兔、犬等?！走x動物及其性別應盡量與藥效學或毒理學研究所用動物一致?！魉幬飫恿W參數(shù)測定時，最好使用犬、猴等大動物。,2024/3/6,26,,▲作藥物分布試驗時，選用大鼠或小鼠較為方便?！魉幬锱判乖囼灂r，首選大鼠。2 一般藥理研究▲常選用的動物包括小鼠、大鼠、貓、犬等，性別不限。▲觀察循環(huán)和呼吸系統(tǒng)時一般不宜用小鼠和兔。,2024/3/6,27

22、,,3 作用于神經(jīng)系統(tǒng)的藥物研究▲促智藥研究一般使用健康成年的小鼠和大鼠?！?zhèn)靜催眠藥研究一般選用健康成年小鼠?！雇此幯芯恳话氵x用健康成年小鼠或大鼠?！?zhèn)痛藥研究常用成年小鼠、大鼠、兔?！袠行约∷伤幯芯恳话氵x用小鼠和貓。,2024/3/6,28,,▲解熱藥研究首選家兔?！鴮ι窠?jīng)節(jié)傳導阻滯影響的藥物研究時，首選動物是貓?！芯克幬飳ι窠?jīng)肌肉接點的影響時，常用動物是貓、兔、雞、小鼠和青蛙。▲對影響副交感神經(jīng)效應器接點的藥

23、物進行研究時，首選動物是大鼠。,2024/3/6,29,,4 作用于心血管系統(tǒng)的藥物研究▲抗心肌缺血藥物研究可選用犬、貓、家兔、大鼠和小鼠。▲抗心律失常藥物研究可用豚鼠?！祲核幬镅芯恳话氵x用犬、貓或大鼠?！委熜墓δ懿蝗幬镅芯砍Ｓ萌⒇?、豚鼠?！{(diào)血脂藥物研究一般選用大鼠、家兔。,2024/3/6,30,,▲抗動脈粥樣硬化藥物研究一般可選用家兔、鵪鶉。▲抗血小板聚集藥物研究一般選用家兔和大鼠?！鼓幬镅芯砍Ｓ么笫蠛?/p>

24、家兔?！谘芯克幬飳π呐K的作用時，可選擇青蛙和蟾蜍。,2024/3/6,31,,5 作用于呼吸系統(tǒng)的藥物研究▲鎮(zhèn)咳藥篩選的首選動物是豚鼠。▲犬適用于觀察藥物的鎮(zhèn)咳作用持續(xù)時間。▲支氣管擴張藥物研究最常用的動物是豚鼠和大鼠。▲祛痰藥研究一般選用雄性小鼠、兔或貓。6 作用于消化系統(tǒng)的藥物研究▲胃腸解痙藥物研究可用大鼠、豚鼠、兔、犬等?！咄禄蛑雇滤幯芯窟x犬、貓、鴿等。,2024/3/6,32,,7 作用于泌尿系統(tǒng)的藥物研究

25、▲利尿藥物或抗利尿藥物的研究一般以雄性大鼠或犬為佳。8 作用于內(nèi)分泌系統(tǒng)的藥物研究▲腎上腺皮質(zhì)激素類藥物研究可選用大鼠、小鼠?！鳫1受體激動藥物或阻斷藥物研究首選動物是豚鼠。,2024/3/6,33,,9 計劃生育藥物研究▲終止中期妊娠藥物或子宮收縮藥物研究常選用雌性大鼠、豚鼠、家兔、貓?！帽茉兴幯芯砍＿x用雌性近交系大鼠、地鼠、家兔及獼猴?！杏帽茉兴幯芯砍＿x用雄性近交系大鼠或獼猴。10 精神藥物研究▲抗焦慮藥研究選

26、用成年健康小鼠、大鼠、兔等?！挂钟羲幯芯靠蛇x用小鼠、大鼠。,2024/3/6,34,（二）毒理學研究中的選擇,藥物毒性試驗研究中，選擇何種實驗動物，取決于該動物對藥物的反應，以及藥物在該種動物體內(nèi)的吸收、分布、代謝和排泄與人類的異同程度。不同種屬動物對藥物的毒性反應有質(zhì)與量的區(qū)別。動物的進化程度愈高，對藥物的敏感性愈好。,2024/3/6,35,,在實驗動物種類方面，毒理學研究要求至少使用兩種動物進行試驗，而且它們的種屬差異越大

27、越好。在實驗動物年齡方面，毒理學研究要求選用未成年的較為合適。在實驗動物性別方面，毒理學研究要求選擇雌雄各半為宜。在實驗動物數(shù)量方面，毒理學研究要求不宜太少。,2024/3/6,36,第二節(jié) 動物實驗的準備,▲動物實驗的準備：理論準備、條件準備和預備實驗?！碚摐蕚洌褐噶私鈩游飳嶒灥幕A理論知識、選題立項和設定假設、研究計劃和方案的制訂、實驗方法的選擇、技術(shù)參考文獻的查閱等等?！鴹l件準備：指儀器設備的備置與校準、藥品的配制、

28、器械的準備、實驗動物的購入、實驗場所的消毒與器具的配套等等?！A備實驗：指正式實驗的“預演”。,2024/3/6,37,,一 動物實驗前的理論準備（一）了解有關實驗動物方面的基礎知識1 首先要了解實驗動物科學方面的基礎理論，特別是熟悉實驗動物的生物學特性。2 其次要掌握有關動物實驗方法學方面的基礎知識和基本技能。（二）正確選題立項和設定假設1 選題應遵循的原則（1）科學性（2）目的性（3）創(chuàng)造性（4）可行性2 假說是

29、預先假定的答案或解釋，亦即是實驗的預期結(jié)果。,2024/3/6,38,,（三）實驗研究計劃和方案的制訂◆實驗研究計劃和方案的制訂是指對動物實驗研究中涉及的各項基本問題的合理安排。（四）實驗方法的選定◆無論選擇何種實驗方法，均應保證以下幾點（1）可靠性（2）優(yōu)越性（3）創(chuàng)造性,2024/3/6,39,,二 動物實驗前的條件準備▲動物實驗前的條件準備主要是指準備好實驗儀器、藥品、試劑和實驗動物等。◆動物實驗室的準備應根據(jù)實

30、驗目的、實驗規(guī)模（實驗動物數(shù)目）、動物實驗周期等來確定。◆籠盒及蓋至少準備2套，以便換洗；飲水瓶至少準備2套以上，以防被動物咬破。◆在實驗前應對實驗室、籠盒及蓋、飲水瓶進行徹底的清洗與消毒。◆還應準備好籠卡、記錄本、墊料、飼料、溫度計、濕度計等必需物品。,2024/3/6,40,,◆購入或領取實驗動物時，應注意的問題：1 購入或領取實驗動物前，應進行各項計劃的核實，檢查各項實驗前的準備工作。2 購入或領取實驗動物時，應向供應部

31、門索取所用動物的遺傳背景和微生物質(zhì)量資料（動物質(zhì)量合格證），以及動物品系、年齡、體重、胎次等資料。3 根據(jù)實驗觀察時間長短的需要，同時購入或領取相應數(shù)量的飼料和墊料。4 若是從外地購入動物需長途運輸時，還應考慮到途中各種因素對動物的影響。尤其注意途中污染和窒息死亡等問題。,2024/3/6,41,,5 若是購入或領取清潔級以上實驗動物，應采取帶有空氣過濾膜的無菌運輸罐或帶過濾帽的籠盒運輸，嚴格檢查其密封狀況。

32、 動物體重秤及靈敏度要求動物 靈敏度(g) 稱重(g) 秤型小鼠 0.1 50 自動數(shù)字式臺秤大鼠、地鼠 1.0 500 自動數(shù)字式臺秤豚鼠 5.0 1000 自動臺秤兔、貓 10.0 5000 自動臺秤犬、猴

33、 100.0 50000 臺秤,,,,2024/3/6,42,,三 預備實驗▲預備實驗也稱預實驗、初試實驗，是在動物實驗前對正式實驗進行初步試驗?！裟康脑谟跈z查各項準備工作是否完善，實驗方法和步驟是否切實可行，測試指標是否穩(wěn)定可靠，初步了解實驗結(jié)果與預期結(jié)果的距離，從而為正式實驗提供補充、修正的意見和經(jīng)驗，是動物實驗必不可少的重要環(huán)節(jié)?！纛A備實驗可以用少量動物進行，實驗方法和觀測指標與