基础医学--动物实验技术(研)2017

动物实验研究中动物选择的基本原则选择实验动物的原则一、相似性原则二、特异性原则三、适宜规格的原则四、标准化原则五、经济易获性原则六、借鉴与法规•一、相似性原则•尽量选用与人体结构、功能、代谢及疾病特征相似的动物。•目的：对动物和人类疾病进行类比研究，解决人类疾病的预防和治疗问题。因此，动物的进化程度在选择实验动物时应是首先考虑的问题。两基因组的DNA序列相似性达99%；基因相似程度达到96%；人类只比黑猩猩多50个特殊基因。从进化的角度看，非人灵长类动物与人最为近似。分析显示黑猩猩与人类基因相似程度达到96%(2005.9.2)。动物相似点小鼠老龄肝变化大鼠脾脏，老龄胰变化，老龄脾变化兔脾脏血管，脾脏，免疫，神经分布，鼓膜张肌豚鼠脾脏、免疫猫脾脏血管，蝶骨窦，表皮，锁骨，硬膜外，脂肪分布，鼓膜张肌狗垂体血管，肾动脉，脾脏，脾脏血管，蝶骨窦，肾脏血管，肝脏，表皮，核酸代谢，肾上腺神经分布，精神变化猪心血管分支，红细胞成熟，视网膜血管，胃肠道，肝脏，牙齿，肾上腺，皮肤，雄性尿道绵羊脾脏血管，汗腺山羊静脉管灵长类脑血管，肠循环（猩猩），胎盘循环，胰管，牙齿，肾上腺，神经分布，核酸代谢，坐骨区（新世界猴），脑（大猩猩），生殖行为，胎盘，精子牛升结肠马肺血管，胰管，肝脏人和实验动物在解剖、生理及代谢方面的相似点•建立人类疾病动物模型，可以下面几个方面将实验动物与人进行比较：•1.结构和功能的相似性•2.年龄状态的相似性•3.生态或健康状况的相似性•4.疾病特点的相似性•5.操作实感的相似性二、标准化原则尽量选用符合国家标准的实验动物标准化动物系遗传背景明确，具有已知菌丛和模型性状显著且稳定的动物。实验动物质量合格证，是标准化实验动物的标志。•动物购买：•具有动物生产和质量合格证的单位。•三、特异性原则1尽量选用解剖、生理特点符合实验目的要求的动物，是保证实验成功的关键因素。•很多实验动物具有某些解剖生理特点，为实验所要观察的器官或组织等提供了很多的便利条件，如能适当使用，将减少实验准备方面的麻烦，降低操作难度，使实验容易成功。家犬的甲状旁腺位于甲状腺的表面，位置比较固定，大多数在两个甲状腺相对应的两端上.家兔的甲状旁腺分布比较散，位置不固定，除甲状腺周围外，有的甚至分布到主动脉弓附近，因此做甲状旁腺摘除实验，应选用家犬而不能选用兔。家兔颈部最粗、白色的为迷走神经，中间最细的为减压神经，较细、呈灰白色的为交感神经，它们是分别存在、独自行走的。而马、牛、猪、犬、猫、蛙等其他动物的减压神经并不单独行走，而是行走于迷走、交感干，或迷走神经之中。因此要观察减压神经对心脏的作用时，就必须选用家兔。•家兔胸腔内构造与其它动物不同，胸腔中央由纵膈连于•顶壁、底壁及后壁之间将胸腔分为左右两部，互不相通，•纵膈由膈胸膜和纵膈胸膜两层纵膈膜组成。肺被肋胸膜和肺胸膜膈开，心脏又被心包胸膜隔开。因此，开胸后打开心包胸膜暴露心脏进行实验操作时，只要不弄破纵隔膜，•动物不需要作人工呼吸。猫、狗等其他动物开胸后一定要作人工呼吸，才能进行心脏操作。长爪沙鼠脑底动脉环后交通支缺损，没有联系颈内动脉系统和椎底动脉系统的后交通动脉，不能构成Willis动脉环，是复制脑缺血动物模型的首选动物。2充分利用不同品系实验动物存在的某些特殊反应•不同种系实验动物对同一因素的反应往往是相似的，即共同性，但也有特殊反应，有特殊性。•家兔对体温变化十分敏感——发热、解热和检查致热原等实验研究。小鼠和大鼠体温调节不稳定，不宜选用；•家兔对放射线十分敏感，发生休克，常选用小鼠、大鼠、犬和猴等。•鸽子、家犬、猴和猫的呕吐反应敏感——适宜做呕吐实验。家兔、豚鼠等草食动物呕吐反应不敏感，小鼠和大鼠无呕吐反应。•豚鼠易于过敏——过敏性实验研究。1、年龄不同品种（品系）的实验动物其寿命各不相同，年龄不同，生物学特性不同，受到外界因素作用时，可呈现不同的反应。如果对狗和小鼠均观察一年，所反应的发育过程是不同的；即使同样是狗，不同的年龄阶段所得的实验数据也不尽相同。一般实验应该选择性成熟的青壮年动物为宜。幼龄动物的某些功能尚不完善，而老年动物的各系统功能和代谢作用均下降，除特殊试验外（如老年医学研究），也不宜选用。四、适宜规格的原则实验动物年龄与体重一般呈正相关，可按体重推算年龄。例如KM小鼠6周龄时雄性约为32g，雌性28g；Wistar大鼠雄性约为180g，雌性160g。一般来说，选择的实验动物年龄、体重应尽可能一致，若相差悬殊，则易增加动物反应的个体差异，影响实验结果的准确性。不同品种、品系的动物都有各自的生长曲线，如大小鼠，同龄而不同品种、品系，其体重有差异。42天Wistar雄性187g雌性166gSD雄性206g雌性172g2、体重3、性别性别不同，对实验的敏感程度也不同。如用戊巴比妥钠麻醉大鼠，雌性动物的敏感性是雄性动物的2.5～3.8倍；雌性小鼠对四环素毒素的耐受力低于雄鼠。一般来说，若对实验动物性别无特殊要求，则宜选用雌雄各半，以避免因性别差异所造成的结果误差。4、生理状况动物如果怀孕、哺乳、换毛等，对实验结果影响很大，因此实验不宜选用处于特殊生理状态下的动物进行。家兔有年龄性换毛和季节性换毛，每年的4～5月和9～10月为季节性换毛。年龄性换毛有两次，出生100天时第一次，5月龄时第二次。换毛时家兔的抵抗力最差，尤其是第二次年龄性换毛时更差。在实验过程中发现动物怀孕，则体重及某些生理、生化指标均可受到严重影响，有时应将怀孕动物剔除。不同药物或化合物，在不同种系动物上引起的反应是有很大差异的。这些在选择实验动物时必须加以注意。实验动物对某些药物反应的差异•雌激素能终止大鼠、小鼠妊娠但不能终止人的妊娠•吗啡对犬、兔、猴、大鼠、人中枢抑制对小鼠、猫有兴奋•安妥明（降血脂药）使家犬下肢瘫痪对其它动物无此副作用•鹤草酚（驱虫药）使家犬失明对猴无此副作用•苯引起家兔白细胞减少狗白细胞增多•苯胺及其衍生物引起犬、猫、豚鼠与人相似的病理变化－变性血红蛋白，对家兔则不易引起，对鼠则完全不产生。5、品种、品系的不同五、经济易获性原则尽量选用结构与功能简单又能反映研究指标的动物•复制动物模型时，在条件允许的情况下，尽量考虑与人相似、进化程度高的动物作模型。但不能因此就认为进化程度越高等的动物其所有器官和功能越接近人类。•动脉粥样硬化：非人灵长类，病变部位经常在小动脉，与人类分布不同；鸽子作模型，胸主动脉出现的黄斑面积可达10%，镜下变化与人也较相似。•果蝇具有生活史短（12天），饲养简便，染色体少（4对），唾液腺染色体制作容易等优点，是遗传学研究的绝好材料。不应一味追求进化程度高的动物，进化程度高或结构功能复杂的动物有时会给实验条件的控制和实验结果的获得带来难以预料的困难。除了经费开支之外，还会影响试验的周期。在不影响实验结果正确性的前提下，尽量选用结构功能相似又能反映研究指标、易获得、最经济、最易饲养管理的动物。六、借鉴与法规充分查阅与课题相关的实验动物及动物实验两方面的文献。了解本领域、本项目以往使用实验动物情况和研究成果。科研的创新并不是不要前人的东西，相反，前人在科研、生产等方面总结的经验，是科学工作者实践和智慧的结晶。充分利用前人的成果，可以避免重复研究。例如C57BL小鼠常用于Lewis肺癌和B16黑色素瘤的移植，DBA/2常用于P388和L1210淋巴细胞白血病的研究，BALB／c小鼠常用来制备单克隆抗体。充分考虑有关实验动物政策法规及伦理道德问题•我国制定了关于实验动物和动物实验方面的政策、法规、国家标准和规范。国际上要求动物实验达到良好实验室操作规范（GLP）和标准操作程序（SOP），对实验动物选择和应用、实验室条件、工作人员素质、技术水平和操作方法都要求标准化。•“3R”原则：目前在国内外已被普遍关注和接受，它不但体现了对于实验动物的爱惜、保护和伦理道德，同时也体现了科学地进行动物实验的观念。第十章动物实验基本技术实验动物学部郑龙一、动物实验前的准备（一）严格遵守“3R”原则（二）完善实验设计（三）动物实验室的选择（四）实验动物的购买（五）饲料、垫料、饮水的准备124动物实验方法是多种多样的，在生物医学的各个领域内都有其不同的应用，其中一些基本方法都是共性的，如动物的抓取、固定、麻醉、脱毛、给药、采血、处死等，不管是从事何种课题的生物医学研究都要用这套基本方法。实验动物的抓取与固定实验动物的编号和分组实验动物的麻醉方法实验动物的除毛、给药方法实验动物的采血法实验动物的处死动物尸体及废弃物的无害化处理动物实验中应注意的问题二、动物实验基本技术第一节实验动物的抓取与固定小鼠大鼠豚鼠兔犬猪蟾蜍猴一、小鼠抓取固定方法抓取时先用右手抓取鼠尾提起，置于鼠笼或实验台向后拉，在其向前爬行时，用左手拇指和食指抓住小鼠的两耳和颈部皮肤。以无名指按住鼠尾，小指按住后腿即可。二、大鼠的抓取固定方法抓取时为避免咬伤，可带上帆布手套。用拇指和食指捏住鼠耳，余下三指紧捏鼠背皮肤，置于左掌心中，这样右手即可进行各种实验操作。大鼠的抓取也可伸开左手之虎口，迅速将拇指、食指插入大鼠腋下，虎口向前，其余三指及掌心握住大鼠身体中段，并将其保持仰卧位，调整左手拇指位置，紧压在下颌骨上，注意不要过紧造成大鼠窒息。大小鼠的固定：若做手术或解剖等，则需事先麻醉或处死，然后用细棉线绳缚腿，背卧位绑在大鼠固定板上大、小鼠尾静脉注射三、家兔抓取：实验家兔多数饲养在笼内，所以抓取较为方便，一般以右手抓住兔颈部的毛皮提起，然后左手托其臀部或腹部，让其体重重量的大部分集中在左手上，这样就避免了抓取过程中的动物损伤。注意事项：家兔比较驯服，不会咬人，但脚爪较尖，应避免家兔在挣扎时抓伤皮肤。家兔的固定方法可根据需要而采用：①盒式固定，常用作兔耳血管注射、采血或观察兔耳血管变化，兔脑内接种等操作固定；②台式固定，常用作兔静脉采血或测量血压、呼吸等实验和技术操作时的固定；③架式固定，常用于作热源试验时固定。四、豚鼠豚鼠胆小易惊，抓取时必须稳、准、迅速。先用手掌扣住鼠背，抓住其肩胛上方，将手张开，用手指环握颈部，另一只手托住其臀部，即可轻轻提起、固定。五、蟾蜍抓取蟾蜍时，可先在蟾蜍体部包一层湿布，用左手将其背部贴紧手掌固定，把后肢拉直，并用左手的中指、无名指及小指夹住，前肢可用拇指及食指压住，右手即可进行实验操作。抓取蟾蜍时不要挤压两侧耳部突起的毒腺，以免蟾蜍将毒液射到使用者眼睛里。需要长时间固定时，可将蟾蜍麻醉或毁脑脊髓后，用大头针钉在蛙板上。六、狗用狗做实验时，为防止其咬伤操作人员，一般先将狗嘴绑住。对实验用狗，如毕格狗或驯服的狗，绑嘴时操作人员可从其侧面靠近并轻轻抚摸颈部皮毛，然后迅速用布带绑住狗嘴；对家养的笨狗或未经驯服的狗，先用长柄捕狗狗夹夹住狗的颈部，将狗按倒在地，再绑嘴。•七、猪八、猴饲养人员可以用网罩捕捉笼内饲养的猕猴。方法是以右手持短柄网罩，左臂紧靠门侧，以防笼门敞开时猕猴逃出笼外。右手将网罩塞入笼内，由上而下罩捕。在猕猴被罩到后，应立即将网罩翻转取出笼外，将猴罩在地上，由罩外抓住猴的颈部，轻掀网罩，再提取猴的手臂反背握住，此时，猴不能逃脱。第二节实验动物的编号和分组一、编号实验动物常需要标记以示区别。编号的方法很多，根据动物的种类数量和观察时间长短等因素来选择合适的标记方法。(一)挂牌法：将号码烙压在圆形或方形金属牌上(最好用铝或不锈钢的,它可长期使用不生锈)，将号码按实验分组编号烙在栓动物颈部的皮带上，将此颈圈固定在动物颈部。该法适用于狗等大型动物。(二)打号法：用刺数钳(又称耳号钳)将号码打在动物耳朵上。打号前用蘸有酒精的棉球擦净耳朵，用耳号钳刺上号码，然后在烙印部位用棉球蘸上溶在食醋里的黑墨水擦抹。该法适用于耳朵比较大的兔、狗等动物。(三)针刺法：用七号或八号针头蘸取少量碳素墨水，在耳部、前后肢以及尾部等处刺入皮下，在受刺部位留有一黑色标记。该法适用于大小鼠、豚鼠等。在实验动物数量少的情况下，也可用于兔、狗等动物。(四)化学药品涂染动物被毛法：这种标记方法在实验室最常使用，也很方便。使用的颜料一般