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常用实验动物的选择和应用

一、小鼠选择与应用
    在哺乳类实验动物中,由于小鼠个体小,饲养管理方便,生产繁殖快,质量控制严格,价廉可以大量供应,又有大量的具有各种不同特点的近交品系,突变品系,封闭群及杂交一代动物,小鼠实验研究资料丰富参考对比性强;更重要一点乃是全世界科研工作者均用国际公认的品系和标准的条件进行试验,其实验结果的科学性、可靠性、重复性高,自然会得到国际认可。因此,小鼠被广泛应用于种类科研实验中,其用量最大,用途最广。
    1.药理学毒理学试验  药品和生物制品的筛选,药理和毒理学的试验,包括食品、日用品、化妆品、化工产品、环境监测、急性、亚急性和慢性毒性试验、三致(致癌、致畸、致突变)试验、半数致死量测定、药物的实验治疗等。
    2.肿瘤学研究  小鼠可以诱发上消化道肿瘤、胃癌、肝癌、肺癌、宫颈癌、皮肤癌、肉瘤、网状细胞肉瘤、白血病等疾病模型。小鼠还可自发乳腺癌、白血病等肿瘤。也可利用裸鼠复制人的癌株。亦可进行抗癌药物的筛选、实验治疗;以及用于癌的病因学、发病机制、转移机制、癌的免疫学等研究。为此,美国国立肿瘤研究所对小鼠的遗传与肿瘤发病的关系进行了广泛而深入的研究。
    3.传染病学研究  细菌、病毒、寄生虫等传染病可以用小鼠复制成疾病模型。如沙门氏菌属、钩端螺旋体、肺炎球菌、鼠疫杆菌、炭疽杆菌、破伤风杆菌、气性坏疽杆菌等病原菌的动物模型。乙型脑炎、森林脑炎、流行性感冒、淋巴细胞脉络丛脑炎病毒的动物模型。黑热病等寄生虫病也可以用小鼠进行试验。
    4.遗传学和遗传性疾病的研究  小鼠已有600多个突变品系。美国Jackson研究所的小鼠突变基因库已育成306个品系,包括生长和激素类、神经、神经肌肉类、眼和骨骼类、免疫和毛发类、色素和肾类、单倍体类、Y染色体联锁基因异系类和重组近交系类。这些动物既是人类疾病模型,又是研究遗传学和研究基因病因和基因治疗的最好模型。
    5.免疫学研究  BALB/c是复制杂交瘤和生产单克隆抗体的小鼠。在免疫缺损的小鼠中,已有几种提供给科学家使用。如T淋巴细胞缺乏的裸鼠、严重联合免疫缺损小鼠(SCID)、T和B淋巴细胞缺损小鼠、T和NK细胞缺损小鼠等。它们已成为人和动物肿瘤或组织接种用动物,也是研究免疫机制的良好模型。而通过人或猴的组织接种又成为人鼠或猴鼠模型,成为新的载体动物模型。
    6.物理损伤性疾病研究  烧伤、冻伤、放射病都可以利用小鼠作为动物模型。
    7.老年学研究  小鼠寿命短(1.5~3年),晚期老年病多,肿瘤发病率高,如乳腺瘤、乳腺癌、白血病、肺肿瘤、肾肿瘤等。退行性疾病出现如类淀粉沉着病和肾病等。
    8.计划生育研究  小鼠性周期短,可从阴道细胞涂片识别各个时期,为计划生育、避孕、抗生育、抗着床等研究所应用。
    9.呼吸系统和消化系统疾病研究  如慢性支气管炎、肺纤维化、中毒性肝炎、肝硬化、胰腺炎均可用小鼠复制。
    二、大鼠的选择和应用
    大鼠是医学上最常用的实验动物之一,其用量仅次于小鼠,大鼠体型比小鼠大,已育成近交系,突变系和封闭群。价格较廉,可以大量供应。它可为生物学和遗传学特性研究提供丰富的资料,已用于下列课题研究。
    1.生理学研究  大鼠可用于垂体、肾上腺系统的研究。利用手术摘除某些内分泌器官,可以了解各腺体的作用和它们之间的互相关系。也可用作生殖生理、胚胎学、畸胎学的模型动物。大鼠无胆囊,胆管相对较粗大,可采用胆总管插管收集胆汁进行消化功能的研究。
    2.营养学研究  大鼠对营养缺乏比较敏感,是研究营养学的首选动物。维生素D的作用就是以大鼠为实验动物模型而发现的。常用于蛋白质、氨基酸、维生素A、B、C和钙、磷代谢等方面的研究。
    3.药理学和毒理学研究  常用的高血压大鼠(SHR)和中风型(SHRSP)大鼠,是从Wistar大鼠培育出来的。大鼠适宜于作心血管药物的药理和药物筛选。采用直接描记法研究降压药、升压药(如毒扁豆碱)、灌注肢体血管和离体心脏研究心血管药物。Long Evan大鼠可作六个月以上的毒理学试验。大鼠还可作酒精中毒、药物赋形剂试验。
    4.肿瘤学研究  大鼠可以诱发形成肺癌、食道癌、肝癌。肝癌的形成可以通过化学药物、致癌物、真菌毒素、乙型或丙型肝炎病毒的感染而诱发。
    5.遗传学研究  大鼠的毛色变型很多,可以用来研究毛色基因遗传。突变系有白内障、尿崩症、肥胖、婴儿青光眼、色素视网膜退变、黄疸、小眼、裸大鼠、骨硬化、消瘦、痉挛、旋转、缺齿、震颤、无触鬚等品系。
    6.传染病研究  大鼠可作为龋齿、慢性支气管炎等疾病的实验模型。
    7.实验外科研究  大鼠体形比小鼠大,适宜作垂体摘除、肾上腺切除、去势(摘除睾丸或卵巢)、生殖器官损害、肝叶的部分切除、心肌梗塞、急性心肌缺血等手术。
    8.大鼠可用于核医学、计划生育、胃溃疡、中毒性肝炎、肝坏死、肝硬化、实验性腹水、关节炎和老年病学的研究。
    三、兔的选择与应用
    1.免疫学研究  由于抗原刺激机体后,体液免疫应答反应强烈,因此,家兔被广泛应用于制备高效价、特异性强的免疫血清。
    2.毒理学实验  利用家兔的皮肤和眼睛对化学试剂的敏感反应做化妆品、致畸因子的研究。
    3.生殖生理和避孕药的研究  家兔可诱发排卵,所以能准确地计算排卵时间,获得不同时间的胚胎学资料。
    4.眼科研究  新西兰兔中出现的遗传性青光眼,是很好的青光眼模型,为研究人的青光眼发病及治疗提供了理想的实验动物。也用于角膜瘢痕和角膜移植研究。
    5.C6补体缺乏症的研究  70年代,国外已培育出在遗传上缺乏C6补体的突变品系。
    6.遗传性假血友病(Von Willebrand’s病)  青紫兰和弗莱密西兔的突变品系中表现有人类第八凝血因子缺乏的特性。
    7.热原试验  SPF家兔对热原物质反应灵敏。常规应用于制药和药检部门检查制品的热原性。
    8.心血管疾病研究  家兔实验性动脉粥样硬化是20世纪初形成的模型,沿用至今。家兔可形成高血脂症、弥漫性血管内凝血、急性循环障碍、心肌梗塞、心律失常、高血压、肺原性心脏病、慢性肺动脉高压、肺心病和一过性高血压等模型。
    9.物理性损伤  冲击伤、冻伤、低温病模型和芥子气皮肤损伤均可利用家兔进行实验。
    10.呼吸系统疾病  可形成慢性支气管肺炎、肺气肿、肺纤维化、肺水肿和矽肺模型。
    11.消化系统疾病  可形成胃溃疡、肝炎、急性化脓性胆囊炎、胰腺炎、中毒性肝炎、肝坏死、阻塞性黄疸等模型。
    12.泌尿系统疾病  可形成肾小球肾炎、急性肾功能衰竭等实验动物模型。
    13.传染病研究  家兔对志贺氏痢疾杆菌、支气管腐败杆菌、假结核杆菌敏感,对流感病毒也较敏感。
    四、豚鼠的选择与应用
    1.豚鼠常用于感染和变态反应试验。豚鼠与人肾上腺分泌产物的效应反应相似:与人的补体系统几乎可以相互转变,对巨噬细胞的抑制,抗原对巨噬细胞相互作用,皮肤的迟缓过敏反应,过敏反应,皮质醇的主要成分为糖皮质激素均与人近似。
豚鼠可作许多传染病试验。如布鲁氏杆菌、炭疽杆菌、结核分枝杆菌、支气管腐败杆菌、假结核杆菌、鼠疫杆功试验等。
    2.维生素C的研究。豚鼠体内不能合成维生素C,当饲料缺乏维生素C时则出现坏血病。豚鼠可作为这方面的模型用于实验研究。
    3.豚鼠的耳蜗对声音很敏感,可用于听力试验,如链霉素毒性试验。
    五、地鼠的选择与应用
    在常用的实验动物中,地鼠的用量和使用范围占第三位。其中大部分为金黄地鼠,小部分为中国地鼠,由于地鼠具有许多独特的生物学与解剖学特性,因此,常被选用于:
    1.肿瘤研究  地鼠主要用于肿瘤研究。地鼠颊囊对可诱导肿瘤发生的病毒敏感,能成功移植某些正常或肿瘤的组织细胞,可广泛用于研究肿瘤移植、增殖、致癌、抗癌药物筛选及放射线治疗。金黄地鼠无原发性肺肿瘤,但最适合诱发支气管性肺癌和肺肿瘤。
    2.生理学研究  地鼠成熟早,动情周期准确,可确切得知其怀孕期,而且其妊娠期短,繁殖代数快。因此,便于进行生殖生理研究和计划生育研究。其颊囊粘膜适用于观察淋巴细胞,血小板,血管反应变化,进行血管生理学和微循环研究。低温环境能诱导地鼠冬眠,故可选用于自然与人工诱导低体温及其生理代谢研究,还可用于肾上腺、脑垂体、甲状腺等神经内分泌生理学研究。
    3.遗传学研究  中国地鼠染色体大,数量少,且易于识别,是研究染色体畸形和复制机理的好材料,地鼠还被选用进行细胞遗传,辐射遗传与进化遗传学研究。
    4.传染病研究  虽然地鼠自发感染疾病种类很少,但对实验诱导发病却很敏感。因此,可用来研究小儿麻疹病毒、溶组织阿米巴、利氏曼原虫、旋毛虫等致病作用机理,地鼠睾丸很大,是传染病研究的良好接种器官。
    5.牙科研究  地鼠蛀牙的产生与饲料和口腔微生物有关。因此,地鼠被广泛应用于诸如龋齿等牙科疾病的研究。
    6.组织移植  利用地鼠皮肤有易接受移植组织的特点,可进行皮肤、胎儿心脏、胰腺等组织器官移植研究。
    7.组织培养研究  在组织细胞体外培养过程中,地鼠组织容易建立二倍体细胞株,其肾细胞也可被作成细胞培养物接种病毒进行分离或制备疫苗。
    8.糖尿病研究  中国地鼠可自发产生糖尿病,常用于糖尿病研究。
    9.营养学研究  地鼠对维生素缺乏敏感,可应用于维生素B2、维生素A和维生素E缺乏症的研究。
    10.地鼠还可用于药物学,毒性学反应和致畸等研究。
    六、狗的选择与应用
    1.实验外科学研究  狗主要应用于实验外科学研究,临床医学在研究探索新的手术或麻醉方法时,如心血管外科、胸外科、断肢再植、器官和组织移植等等,常须首先选用狗作动物实验,取得经验与技巧以后才试用于临床。
    2.基础医学研究  狗是目前基础医学研究和教学中最常用的实验动物之一,在生理和病理生理学研究中尤其如此。由于狗的神经、血液循环系统发达,适合用作失血性休克、弥漫性血管内凝血、脂质在动脉壁中的沉着、急性心肌梗塞、心律失常、急性肺动脉高压、肾性高血压、脊髓传导实验、大脑皮层定位试验、条件反射实验、内分泌腺摘除实验,以及各种消化道和消化腺瘘管(如道瘘、肠瘘、胃瘘、胆囊瘘、唾液腺瘘、胰腺瘘等)外科手术研究。
    3.药理、毒理学研究  狗可选用于磺胺类药物代谢研究和各种化学物品及药品的临床前毒理学实验。
    4.某些疾病研究  如蛋白质营养不良、高胆固醇血症、动脉粥样硬化、糖原缺乏综合症、先天进行性白内障、胱氨酸尿、遗传性耳聋、血友病A、先天性心脏病、家族性骨质疏松、视网膜发育不全、黑头粉刺病、淋巴肉瘤、红斑狼疮病、嗜中性白血球减少症、肾盂肾炎、青光眼、狂犬病等均可选用狗作为实验动物进行研究。
    5.作为实验动物,狗还可以应用于行为学,肿瘤学以及核医学等研究领域。
    七、猫的选择与应用
猫的用量相对较少,主要应用于以下几个方面的研究工作。
    1.生理学研究  猫具有极为敏感的神经系统,头盖骨和脑的形状固定,是脑神经生理学研究的较好实验动物。在电极探针插入大脑各部位的生理学研究方面现已完成标准化,可以在清醒条件下研究神经递质等活性物质的释放和条件反射,外周神经与中枢神经的联系,还可作大脑僵直,交感神经的瞬膜及虹膜反应实验等等。
    2.药理学研究  猫可用于脑室灌流研究药物的作用部位,药物通过血脑屏障的机理,观察用药后呼吸,心血管系统的功能效应和药物的代谢过程。由于猫血压稳定,血管壁韧,心搏力强,便于手术操作,能描记出完好的曲线。因此,猫适用于进行药物对血液循环系统作用机理的分析研究。还可以通过瞬膜反射分析药物对交感神经和节后神经节的影响,易于制备脊髓猫排除中枢对血压的影响。
    3.疾病研究  猫可用于炭疽病的诊断,进行阿米巴痢疾,白血病、恶液质等疾病的研究。
    4.疾病动物模型  用猫可以制备多种疾病的动物模型,如弓形虫病,Kinefelters综合征、先天性吡咯紫质沉着症、白化病、耳聋症、病毒引起的营养不良、急性幼儿死亡综合征、先天性心脏病、草酸尿、卟啉病等等。
    八、非为灵长类动物的选择与应用
    灵长类和人类的分类学地位最为接近,在形态和功能上有很多与人相似之处,因此是生物医学研究中的最佳模型。
    1.生理学研究  用于脑功能、血液循环、呼吸生理、生殖生理、内分泌及老年医学方面的研究。
    2.传染病和疫苗的研制 某些灵长类动物可感染人类所特有的传染病,特别是其它动物不可复制的传染病,如脊髓灰质炎、脑炎、肝炎、麻疹、痢疾和疟疾等。
    3.药理学研究  恒河猴的生殖生理和人类非常相似,故可用做人类避孕药的研究。新的镇静剂进入临床使用前要用猴进行试验。祛痰平喘药的疗效观察也用灵长类进行。
    4.其它方面  用于放射病出血、骨髓移植、神经生物学、行为学方面的研究。
    5.器官移植  猿猴是研究人类器官移植的重要动物模型。
    6.猴的实验性动脉粥样硬化模型比较接近于人类的动脉粥样硬化症,它可以形成主动脉、冠状动脉的前降支、脑基底动脉、肾动脉的粥样斑块。并继发心肌梗塞、主动脉粥样斑块破溃形成溃疡、继发主动脉夹层动脉瘤的病变。
    7.计划生育研究  猕猴的生殖生理与人类相似,可用于计划生育、避孕药物、节育手术等方面的研究。
    8.猴艾滋病动物模型  用猴免疫缺陷病毒感染猕猴,可获得与人类相似的艾滋病,为艾滋病的发病机理、药物筛选和实验治疗等方面提供研究用动物模型。
    九、猪的选择与应用
    猪在解剖学和生理学方面有许多和人相似之处,猪的眼睛,牙齿,消化系统,免疫系统,肾脏及皮肤等在形态学上与人有密切相关性,因此常用于上述系统的研究。
    1.心血管病研究  猪冠状动脉循环,在解剖学和血液动力学上与人类似,老龄猪产生的冠状动脉和脑血管粥样硬化病变与人的特点非常相似,因而是研究动脉粥样硬化的很好的动物模型。
    2.皮肤烧伤研究  猪的皮肤在许多方面与人非常相似,因而是进行实验性烧伤研究的理想动物模型。
    3.肿瘤研究  美国辛克莱小型猪80%可自发皮肤黑色素瘤,这种黑色素瘤与人黑色素肿瘤病变和传播方式完全相同。瘤细胞的变化和临床表现与人黑色素瘤的变化过程很相像,是研究人黑色素瘤的良好动物模型。
    4.其它方面的研究  用于小儿营养学、免疫系统、某些遗传病及人的肥胖症等方面的研究。
    十、羊的选择与应用
    山羊可用于生产多种抗血清,也可用于营养学、微生物学、免疫学、生理学等方面的研究。绵羊常用作制备抗血清,其红细胞是血液学诊断中最常用的材料,绵羊也是某些人类疾病的良好动物模型,如鳞状细胞癌、恶性淋巴瘤、人工心瓣膜转换等,还可用于生理学研究及实验外科手术。
    十一、两栖类的选择与应用
    两栖类动物主要应用生理和药理学科研与教学。用蛙腿腓肠肌和坐骨神经观察外周神经生理功能与药物对外周神经和骨骼肌的作用。刺激蛙皮肤观察反射弧,作脊髓性休克,脊髓反射分析实验,观察肠系膜血管血流状况,微循环和血栓形成,可选用蛙下肢血管进行观察药物对血管的作用,用腹直肌鉴定拟胆碱药物的药效,利用蛙离体心脏进行心脏生理功能,药物对心脏作用的研究,两栖类动物还可选用于生殖生理、胚胎发育、激素和变态关系、继肢再生、免疫学研究等。
    雄蛙和蟾蜍还可选用于人类妊娠的诊断试验。
    十二、爬行动物的选择与应用
    蛇与人类进化关系疏远,但由于其再生能力强,蛇毒含有大量的特异性物质,故蛇可选用于再生、神经生理和毒物(抗凝)作用机理的研究,蛇毒可用以制备抗血清,分离和提取蛇毒可用于镇痛、抗癌和抗血栓等研究。
    十三、鸽的选择与应用
    家鸽作为实验动物主要应用于生理学研究,破坏一侧半规管,观察肌紧张协调障碍,正常姿式的丧失,针刺或切除大脑皮层,观察大脑半球的定位和一般功能,不同品系的鸽子对高胆固醇膳食反应不同,可选用于高血脂、动脉粥样硬化和抗动脉粥样硬化的研究。
    十四、鸡的选择与应用
    鸡作为实验动物主要用于高血脂症、动脉粥样硬化模型、性激素研究、血凝试验,鸡胚可作病毒试验和疫苗制造的原材料。
    十五、长爪沙鼠的选择与应用
   1.寄生虫研究  自然条件下沙鼠很少被寄生虫感染,但对多种丝虫、线虫、原虫、吸虫的实验性感染极为敏感,因此,沙鼠是某些寄生虫尤其是丝虫病研究的理想动物模型。
    2.内分泌学研究  沙鼠可被用于研究观察雄性激素对皮脂腺活动和发育的作用,以及肾上腺、睾丸分泌激素的特点及代谢情况。
    3.微生物学研究  沙鼠对多种病毒和压氧菌,如流行性出血热病毒、西方马脑炎病毒、狂犬病病毒、脊髓灰质炎病毒、肺炎双球菌、布氏杆菌、结核分枝杆菌、炭疽杆菌、支气管败血波氏杆菌、李氏杆菌、沙门氏杆菌等均很敏感。
    4.脑病研究  利用沙鼠脑底动脉环后交通枝缺损的特点,结扎颈动脉造成脑缺血、梗塞病变,研究梗塞后中风、术后脑贫血、脑血流量的改变等,沙鼠在异常环境条件下可有20%发生癫痫,经过选育能使易感性达100%,而建立癫痫动物模型。
    5.肿瘤研究  沙鼠自发性肿瘤发生率高,易接受同种或异种肿瘤移植物,故可选用于肿瘤生长与转移方面的研究。另据有关报道,沙鼠是唯一产生自发性耳胆脂瘤的非人动物。
    6.代谢性疾病的研究  沙鼠肝内类脂质含量高,能保持高血脂和高胆固醇水平,血清胆固醇含量极易受饲料胆固醇含量的影响,因此对研究高血脂,胆固醇吸收和食物性胆固醇代谢很有价值。沙鼠还可应用于与糖代谢有关的疾病如:糖尿病、肥胖症、齿周炎、龋齿、白内障等的研究。
    7.药理学研究  筛选抗抑郁药和抗丝虫药。
    8.其它方面的研究  通过对沙鼠抗辐射能力的研究来探索抗辐射机理。利用沙鼠的社会结构,野外生长时其活动仅局限于某一地区以及具有强烈好奇心等特性进行心理学研究,利用沙鼠少尿及增加饮水后尿量也随之增加的特点进行肾功能性病变的研究,制造急、慢性铅中毒动物模型等。
    十六、棉鼠的选择与应用
    棉鼠可被多种微生物感染,可选用于感染实验、疫苗制造、但常用于丝虫病研究。
    十七、树鼩的选择与应用
    树鼩的研究最初是在考古学和动物学方面,用于医学研究较晚,目前主要是从野外捕捉供实验研究使用,个别单位已开始人工饲养,但有关其驯化、饲养、生理状况、遗传背景等方面的了解尚不充分,实验动物化还有大量工作待做。
    树鼩进化程度较高,新陈代谢和大体解剖与人较为接近,目前树鼩已应用于神经系统方面的研究,如对大脑皮质功能定位、嗅神经、纹状体颞皮层、小脑核团的形态。幼年树鼩的小脑发育、视觉系统、神经血管的研究、神经节细胞的识别能力、口粘膜感觉末梢、神经系统的多肽、应激、神经介质乙酰胆碱、5-羟色胺、肾素、血管紧张素等生物活性物质的研究。消化系统方面用于胃粘膜、下颌牙床、胆石症研究。泌尿系统用于交感神经对肾小球功能的作用,肾功能衰竭的研究。病毒方面作疱疹病毒、腺病毒、EB病毒、甲型和乙型肝炎病毒、轮状病毒的研究。树鼩在动脉粥样硬化、化学致癌、黄曲霉毒素致癌以及计划生育方面也有研究应用。
 
                                                        选自卢耀增《实验动物学》

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