常用實(shí)驗(yàn)動物的種類和品系

常用實(shí)驗(yàn)動物的種類和品系根據(jù)我國實(shí)驗(yàn)動物的使用情況和國外文獻(xiàn)報(bào)道的常使用的實(shí)驗(yàn)動物，最常用的實(shí)驗(yàn)動物品種為：小鼠、大鼠、地鼠、豚鼠、兔、犬、貓和非人靈長類中獼猴。有些專業(yè)或課題或教學(xué)用的實(shí)驗(yàn)動物有:蛙、蟾蜍、雞、鴨、鴿、長爪沙鼠、棉鼠、雪貂、羊、豬和樹鼩等。一、小鼠(mouse，musmusculus)小鼠是最常用的實(shí)驗(yàn)動物。品系多，可供選用的范圍廣，性周期短，生育力強(qiáng)，產(chǎn)量大，飼養(yǎng)管理方便，一次可以獲得數(shù)量較多、健康素質(zhì)一致的動物，價較廉。加上對小鼠的生物學(xué)特性比較了解，遺傳學(xué)工作做得比較深入和廣泛，實(shí)驗(yàn)積累的資料也較豐富，因而素為科研工作者所樂用。小鼠形體小，聽嗅覺好，視覺差，生來有五怕：怕過冷過熱、怕餓怕渴、怕強(qiáng)光噪音、怕驚嚇疾病、怕擠擁暴力。室溫差2?3°C就能引起它們生理上的改變，低溫性周期延緩、食量增加，深低溫易感冒或凍死。過熱生育能力下降，母鼠不哺育幼鼠，雄鼠睪丸萎縮，成精能力下降，高溫則死亡。怕饑餓，供水量不足造成脫水，精神萎靡不振。強(qiáng)光造成視網(wǎng)膜損傷，影響生殖能力。噪音、超聲波小鼠煩躁不安，小鼠能聽到超聲波段音響、DBA/2出現(xiàn)聽源性癲癇、有些品系則癱瘓不能走動。小鼠的疾病頗多，病毒性疾病就有20多種，細(xì)菌性疾病10多種。擠擁做成小鼠應(yīng)激，影響腦垂體-腎上腺系統(tǒng)反應(yīng)。對小鼠飼養(yǎng)管理、實(shí)驗(yàn)操作粗暴都會帶來小鼠應(yīng)激和異常反應(yīng)，改變其生理狀態(tài)，給飼養(yǎng)繁殖生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)研究帶來不良的影響。按照遺傳學(xué)的要求和飼養(yǎng)繁殖的不同方法，實(shí)驗(yàn)動物小鼠可分為近交系(inbredstrain)，封閉群(遠(yuǎn)交系)(closedcolony，outbredstock)，和突變系(mutant)小鼠。近交系1985年小鼠標(biāo)準(zhǔn)化遺傳命名國際委員會第8次公布近交系233個品系，其中有我國TA1，TA2,6153個品系，被列為國際公認(rèn)的品系。一個品系或基因型相似的品系，經(jīng)過連續(xù)20代全同胞兄妹或親代與子代交配培育的品系稱為近交系。其近交系數(shù)大于98.6%，表示其群體基因達(dá)到純合和基本穩(wěn)定。近交系中又有下列4種：同源突變近交系(coisogenicinbredstain)：近交系當(dāng)中個別基因位點(diǎn)發(fā)生突變而其它遺傳基因不變，稱同源突變近交系。同源導(dǎo)入近交系(congenicinbredstrain):通過小鼠互交和回交多種方式，將一個基因?qū)氲浇幌抵校Q同源近交系。從而育成一個新的近交系。分離近交系(segragatinginbredstrain)：在近交系群體中出現(xiàn)基因突變，將其連續(xù)全同胞兄妹交配，回交或互交20代以上，使其突變基因在位點(diǎn)上分離所形成的品系稱為分離近交系。重組近交系(recombinantinbredstrain):由兩個近交系雜交其子代F1代，再由F1代連續(xù)20代兄妹交配繁殖的近交系，稱為重組近交系，而產(chǎn)生新的品系。近交系小鼠的生物學(xué)特性和應(yīng)用：近交系是經(jīng)過20代的同胞兄妹或親子代交配育成的品系。因而在遺傳上具有其獨(dú)特的生物學(xué)特性：遺傳基因上具有典型特殊的位點(diǎn)，基因都是純合子(homozygosity)的，并長期保持穩(wěn)定不變，因而世代相傳下去。如C57BL品系小鼠1921年育成，至今經(jīng)歷了50多年其遺傳性狀仍然不變。由于近交系小鼠遺傳上的同基因性、純合性和長期穩(wěn)定，其生物學(xué)上顯示出表現(xiàn)型的同一性，即其個體在遺傳上是一致的，血型、組織、生化同工酶和形態(tài)上也是一致的。小鼠的遺傳個性也通過其免疫反應(yīng)，行為，對藥物和化學(xué)制劑的反應(yīng)，解剖、生理、疾病、繁殖、壽命等特征表達(dá)其相似的反應(yīng)。這就為實(shí)驗(yàn)研究提供了試驗(yàn)的重復(fù)性好，細(xì)胞、組織乃至同一品系腫瘤移植成功率高，無免疫排斥現(xiàn)象。也為動物品系的遺傳監(jiān)測提供可辨別性，通過生化位點(diǎn)、植皮、下頜骨測量和指紋圖譜等遺傳監(jiān)測試驗(yàn)，可以識別出各個品系的特征和遺傳概貌，從而作出近交系的判斷。近交系動物比遠(yuǎn)交系動物對環(huán)境的影響較為敏感(sensitivity)，而近交系各品系之間也有差別。如對藥物的作用近交系敏感品系用少數(shù)動物便可進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性、一致性都較好。近交系中C3H，BABL/c系對鼠痘敏感而C57BL/6J品系則差。然而近交系對環(huán)境影響敏感，因此在其生活環(huán)境中需要保持穩(wěn)定，減少影響因素，否則將影響生產(chǎn)繁殖和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。封閉群(遠(yuǎn)交群)以非近親交配方式進(jìn)行連續(xù)4代以上繁殖生產(chǎn)，并在5年以上不從外部引種的封閉群體。封閉群保持了一般遺傳的雜合性。封閉群小鼠的雜合性，可以避免近交衰退現(xiàn)象。群體的生活能力、繁殖率、抗病能力比近交系強(qiáng)，但從遺傳學(xué)而言，不是純合子，攜帶有隱性基因能產(chǎn)生某些純合子的突變個性，可以出現(xiàn)基因分離現(xiàn)象。選擇性變化快，如群體動物平均體重或自然選擇，健康和疾病上有些對疾病有抵抗力而另一些則為易感性。封閉群小鼠可以大量生產(chǎn)供應(yīng)，適用于藥物篩選、教學(xué)使用。封閉群小鼠有NIH，ICR，Swiss等品系。突變系突變系是來自自發(fā)、放射線照射、化學(xué)誘變劑、病毒復(fù)制轉(zhuǎn)位或轉(zhuǎn)基因技術(shù)育成的小鼠。它不是遺傳分離或遺傳重組所引起的變化，它是一類基因自我復(fù)制過程中堿基對替換或位點(diǎn)突變，從而形成可以傳到子代的具有特定遺傳特征的品系。據(jù)Jackson的實(shí)驗(yàn)室突變小鼠基因庫(mutantmousegeneticresource，MMR)的報(bào)道，經(jīng)過他們精心培育和鑒定已育成300多個突變小鼠具有250以上的突變基因。這些突變小鼠有生長和激素，神經(jīng)、神經(jīng)肌肉和眼、骨骼，免疫和毛發(fā)、色素、腎臟，單體性(2N-1)，Y染色體連鎖基因異系株和重組近交系突變株等。據(jù)美國NIH小鼠資源部Hesen博士稱，他也擁有200多個突變小鼠株。小鼠突變系的出現(xiàn)大大豐富了人類疾病的動物模型，在這個基礎(chǔ)上可以進(jìn)行遺傳學(xué)、發(fā)生學(xué)、基因調(diào)控、基因生理表達(dá)、疾病基因診斷和治療、疾病發(fā)生機(jī)制等研究工作。在突變系模型上，又可發(fā)展新的過去難以誘發(fā)的動物模型。如嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷(severecombinedimmunedeficiency,SCID)小鼠可以接種人或其它動物的組織、細(xì)胞或腫瘤而不發(fā)生免疫排斥，用這些小鼠可以進(jìn)行感染人的疾病病原進(jìn)行觀察、藥物篩選和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)治療等研究。雜交動物(hybridization)將兩個(或兩個以上)的近交系進(jìn)行有計(jì)劃的交配培育。第一代動物稱F1代(firstfilialgeneration)，在雜交前對親本的性別要選擇好，以便將雌或雄的優(yōu)勢導(dǎo)入子代。由于雜交具有親代的遺傳均一性。親代的隱性有害基因?yàn)榱硪挥H代的顯性有害基因組合成雜合子，又具有近交系的親代優(yōu)點(diǎn)，克服近交衰退現(xiàn)象，而出現(xiàn)雜交優(yōu)勢。因此F1的生活力、抗病能力、繁殖力都較原親代好。對各種實(shí)驗(yàn)重復(fù)性也好，可用于核醫(yī)學(xué)、移植免疫學(xué)、細(xì)胞動力學(xué)、單克隆抗體的研究。遺傳工程學(xué)培育的新品系轉(zhuǎn)基因小鼠(transgenicmouse)：通過遺傳工程技術(shù)，將外源的目的DNA，經(jīng)顯微注射注入到受精卵的核內(nèi)，再輸送到假孕母鼠的輸卵管。在子宮內(nèi)成胚娩出。轉(zhuǎn)基因小鼠的成功率為10?30%?；?qū)⑿∈竽遗吲囵B(yǎng)成胚干細(xì)胞將之注入另一囊胚腔與之嵌合，嵌合到生殖細(xì)胞上可將新的基因傳給子代。另有用逆轉(zhuǎn)錄病毒感染細(xì)胞，在細(xì)胞內(nèi)所形成的原病毒整合到宿主細(xì)胞核DNA，特別整合到生殖細(xì)胞。原病毒基因傳到子代成為轉(zhuǎn)基因小鼠。嵌合體小鼠(chimericalmouse):在兩個近交系受精卵處于8個細(xì)胞分裂階段，用蛋白酶或Ficoll處理，使之嵌合成雙倍體早胚，培養(yǎng)成128?256個細(xì)胞時再移入假孕母鼠內(nèi)孕育成胎兒娩出。3.雙倍體動物(diploidanimal)：兩個近交系交配后取出受精卵去掉雄核，用細(xì)胞松弛劑使雌核倍增成雙倍體。在體內(nèi)培養(yǎng)成囊胚再植入母鼠孕育成胎娩出，育成兩個染色體和基因一致的個體?？捎糜谂嘤缕废怠６?、 大鼠(rat，norvegicus)大鼠的使用量僅次于小鼠，大鼠的生物學(xué)資料和研究積累資料相當(dāng)豐富。大鼠體重比小鼠重10倍。大鼠雜食，晝伏夜活動，性溫順，對環(huán)境、溫度敏感，怕噪音，視距短，嗅覺好，汗腺不發(fā)達(dá)，無膽囊，無嘔吐反應(yīng)，心電圖缺S-T段。大鼠近交系有101個品系，遠(yuǎn)交群8個品系，突變系20多個品系。大鼠可用于神經(jīng)內(nèi)分泌，營養(yǎng)代謝，藥物學(xué)，腫瘤，傳染病，炎癥，行為學(xué)，核醫(yī)學(xué)，肝、消化系統(tǒng)及心血管疾病，計(jì)劃生育，中醫(yī)中藥等領(lǐng)域的研究。三、 敘利亞地鼠(syrianhamster，mesocricetusaurayus)敘利亞地鼠體型中等，居于大小鼠之間，有冬眠。夾囊是免疫特殊區(qū)域，可以接種其它種系的組織或腫瘤而不受排斥。卵子可以用以試驗(yàn)人精子受精能力。敘利亞地鼠近交系有36個品系，中國地鼠近交系有4個品系，突變系30個：18個皮毛、眼、色素，6個神經(jīng)肌肉，6個毛發(fā)結(jié)構(gòu)。敘利亞地鼠喜夜活動，容易獲得。相對地較少自發(fā)性疾病。發(fā)育迅速，生命周期短，體內(nèi)只有4類球蛋白：IgM、IgG、IgA、IgE，2個近交系缺6個補(bǔ)體。氣溫5°C±2°C時冬眠，冬眠時間長，有抗放射線輻射能力。在肋椎間有皮膚結(jié)構(gòu)的臭腺。有自發(fā)性支氣管原發(fā)肺癌，而胃腸道腫瘤少見。皮質(zhì)甾體的作用明顯。對嗎啡有抵抗力，無鎮(zhèn)痛及催眠作用。中國地鼠有自發(fā)性糖尿病。四、 豚鼠(guineapig，caviaporcellus)豚鼠具有很不同的系列生物學(xué)特性，懷孕時間長達(dá)65天，子代數(shù)量少，一窩只有4只。子代生后成熟，全身長毛眼開。缺乏維生素C。怕風(fēng)吹，怕驚嚇。豚鼠近交系有13個品系，遠(yuǎn)交群有3個。循環(huán)系統(tǒng)中紅細(xì)胞指數(shù)低，淋巴細(xì)胞占優(yōu)勢。外周血、骨髓與人相似。有獨(dú)特的福庫二代細(xì)胞。對類固醇有抵抗力，可做組織相容性免疫應(yīng)答遺傳控制模型。老齡雌豚鼠血清有溶血性補(bǔ)體，可做抗原誘導(dǎo)速發(fā)型呼吸過敏反應(yīng)模型。聽覺靈敏其耳蝸和血管伸至中耳腔內(nèi)，免疫學(xué)上與人相似：如補(bǔ)體系統(tǒng)，對巨噬細(xì)胞抑制，抗原對巨噬細(xì)胞互相作用，皮膚延緩過敏反應(yīng)，過敏反應(yīng)等。因此豚鼠可用于免疫學(xué)、生物化學(xué)、毒理學(xué)、生理學(xué)、藥理學(xué)的研究。五、 兔(rabbit，oryctolaguscuniculus)兔與嚙齒動物的區(qū)別為上有第二對切齒。兩眼明亮，視角廣，聽覺和嗅覺好。兔為食草動物，有切齒，產(chǎn)膽汁多，腸容量大，特別盲腸巨大，有食糞癖，特別食早晨排出軟糞粒，重新消化。軟便中含有2倍蛋白質(zhì)和1/2硬便纖維。白天活動，夜間休息。雄兔在配種時睪丸降下，雌兔靠配種時才排卵，孕期短。兔用于心外科、高血壓、動脈粥樣硬化、傳染病、病毒學(xué)、胚胎發(fā)生學(xué)、毒理學(xué)、消化及生殖生理、突變畸型、血清遺傳學(xué)、計(jì)劃生育等研究。六、 犬(dog)犬是一種中體型理想的實(shí)驗(yàn)動物。在解剖學(xué)、生理學(xué)上對疾病和反應(yīng)上與人類近似。提供了許多人類疾病自發(fā)的和誘發(fā)的疾病模型。慢性血管疾病、阻性心功能衰竭、糖尿病、潰瘍性腸炎、淋巴細(xì)胞性白血病、青光眼、軟骨發(fā)育不全、腎小球腎炎、皮膚疾患、遺傳性障礙、凝血機(jī)制障礙、開放性心外科、器官移植和狗外科等。犬還適宜于生理學(xué)、藥理學(xué)和毒理學(xué)、新藥和化學(xué)制劑試驗(yàn)。特別是用比格(Beagle)犬作試驗(yàn)重復(fù)性好，實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較一致。七、 貓(cat)貓是一種很適宜于生理學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)動物。在麻醉情況下血壓反應(yīng)良好、穩(wěn)定。從貓的試驗(yàn)中獲得許多重要的發(fā)現(xiàn)，特別是神經(jīng)生理學(xué)、反射、神經(jīng)細(xì)胞突傳遞、光和聲知覺等。貓也適用于心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、內(nèi)外分泌器官，特別是神經(jīng)藥物和實(shí)驗(yàn)治療藥物的研究。貓