书城医学药理学实验方法
15883800000013

第13章 实验常用动物的种类及特点(1)

一、小鼠

(一)动物分类学

小鼠(mouse)属于哺乳纲(mammalia),啮齿目(rodentia),鼠科(muridae),小鼠属(Mus)。目前小鼠种类共有647种,其中近交系,388种,突变系143种和远交群116种。

(二)生物学特性

1.外貌特征和生活习性

(1)外观特征体型小,体与尾等长(9.0~12.5cm),尾长≤15.5cm。全身被毛,面部尖突,嘴脸前部两侧有19根触须,耳耸立呈半圆形,眼大鲜红,生有较长的尾,尾部覆有横列环状角质的小表皮鳞,约200片。

(2)体重出生时为1.5g左右,哺乳1个月后为12~15g,饲养1.5~2个月可达20g以上,成年个体为40~50g。

(3)毛色有白色、黑色、褐色、野生色、肉桂色、白斑色等。

(4)乳头胸部3对、腹部1对、腹股沟1对,共5对。

(5)生活习性性情温顺,胆小怕惊。喜居于光线暗的安静环境,习于昼伏夜动,喜欢啃咬,杂食性。

(6)适应性小鼠对外界环境适应能力较差,不耐饥饿和冷热,温度过高或过低可导致其生殖能力下降。对外来刺激极为敏感。抵抗疾病能力较差,遇到传染病时常发生成群死亡。

2.解剖学特点

(1)牙齿与齿式上下颔各有2个门齿和6个臼齿,门齿终生生长,齿式为2(门1/1、犬0/0、前臼0/0、臼齿3/3)=16。

(2)下颌骨的喙状突较小,髁状突发达,由某些多态性位点决定,其形态有品系特征,可对近交系小鼠进行遗传监测。

(3)脊椎骨有55~61个,整个脊柱由颈椎(7块)、胸椎(13块)、腰椎(6块)、骶椎(4块)和尾椎(27~30块)组成。胸廓由13块胸椎、13对肋骨和6块胸骨片组成。骨髓为红骨髓,无黄骨髓,终生造血。

(4)食管约2cm,细长,位于气管的背面。胃为单室,分为前胃和腺胃。胃容量小,约1.0~1.5 ml。

(5)唾液腺包括耳下腺、颌下腺和舌下腺。

(6)肝脏分4叶(中叶、左叶、尾叶和右叶),每叶都是中心厚,边缘薄。

(7)无汗腺,尾部背腹面各有一条静脉,两侧各有一条动脉。

(8)淋巴系统很发达,外界刺激可使淋巴系统增生,故易患淋巴系统疾病。脾脏呈镰刀状,位于胃底部左侧,内含有造血细胞,有造血功能。胸腺分左右两叶,位于腹侧纵膈头端胸骨F胸腔人口处,为中枢淋巴器官。

(9)口腔内有分散的舌扁桃体,无咽扁桃体。

(10)雌性生殖器官包括卵巢、输卵管、子宫、阴道、阴蒂腺及乳腺等。卵巢一对,为系膜包绕,具有产生卵子和分泌雌激素的功能。输卵管由不规则的弯曲管组成。子宫呈“Y”字形,左右子宫角在膀胱背侧汇合成子宫体。乳腺极为发达,共5对。

(11)雄性生殖器官包括睾丸、附睾、输精管、凝固腺、前列腺和贮精囊等。双睾丸,幼年时隐藏在腹腔内,成熟后降入阴囊内,具有产生精子的功能。附睾由头、体、尾三部分组成,是储存和浓缩精液的地方。前列腺分背、腹2叶。储精囊位于膀胱附近,呈倒八字形。

(12)褐色脂肪组织可参与代谢和增加热能。

(1)生理学特性

(1)生长发育成熟小鼠体长90~125mm,体重随品系不同略有差别,范围一般在20~40g,寿命2-3年。新生鼠体重1.5g左右,赤裸无毛,皮肤肉红,眼耳不开,有触、嗅、味觉;3日龄脱脐,皮肤转为白色,长毛、长胡须;4~6日龄双耳张开耸立;7~8日龄开始爬动,皮毛逐渐浓密,下门齿长出;9~11日龄有听觉,被毛长齐;12~14日龄睁眼,长上门齿,可采食、饮水;3周龄左右离乳,可独立生活;4周龄雌鼠阴腔张开;5周龄雄鼠睾丸降至阴囊,生成精子。小鼠的生长发育的快慢与其品系、母鼠的哺乳能力、生产胎次、哺乳数量、营养状况和环境条件有密切的关系。

(2)生殖生理小鼠性成熟早,繁殖能力强。一般雌鼠35~50日龄、雄鼠45~60日龄性成熟。小鼠体成熟雌鼠为65~75日龄、雄鼠为70~80日龄,故小鼠繁殖一般是在65~90日龄之间。雌鼠性周期为4~5日,妊娠期19~21日,哺乳期20~22日,每胎6~15仔,每年6~9胎,生育期9~12月。小鼠为全年多发情,且性周期明显,发情周期可分为发情前期、发情期、发情后期和发情休息期。小鼠交配后10~12h雌性阴道口有白色阴道栓,性周期各阶段阴道黏膜有典型变化发生,可通过阴道涂片判定处于哪个阶段。小鼠具有产后发情,产后妊娠(边哺乳边怀孕),机械刺激宫颈可产生假性妊娠。

(3)水调节能力差,饮水量每日4~7ml,水分代谢的半衰期为1.1日。

4.遗传学特性

(1)染色体共20对(2n=40),且有相同数量的连锁群。目前已查明定位的结构基因有648个(推测有3万多个)。组织相容性抗原(H-2)基因位于第17号染色体上。

(2)毛色基因可作为遗传标记和品系鉴定的依据之一。毛色基因主要受C-c、A-a、B-b、D-d、S-s基因位点支配。英文字母为大写时表示显性,小写表示隐性。基因型为CC或Cc时,小鼠被毛为有色。Cc时为白化红眼睛;BB或Bb(B-)时,被毛为黑色,bb为褐色;AA或Aa(A-)时,毛尖和毛根部呈黑色并致密,毛的中央部较疏松,aa时全部毛色均匀而浓密;s-时全身呈同一毛色(深色,黑色),ss时身体被毛部分有白色;D-时毛色呈深色,dd时毛色为浅色。

(3)遗传病自发性遗传病-小鼠黑色素病(Chediak-Higashi综合征),还有白化病、家族性肥胖、遗传性贫血、系统性红斑狼疮、白内障等。

(三)常用品系与种群

1.近交系

(1)中国1号(C-1)中国育成,白化,繁殖力中等,2月龄体重为17g,肿瘤自发率低。

(2)津白1号(TA1)和津白2号(TA2)中国育成,白化,繁殖力中等,TA1为自发低乳腺癌系,TA2为自发高乳腺癌系,为乳腺癌MA737的宿主。

(3)AMMS/1号中国育成,白化,对炭疽弱病毒比较敏感,对骨髓多向性造血干细胞测定较规律。

(4)A白化,经产鼠乳腺癌发病率高(30%~80%),未产鼠发病率低(5%)。考的松极易诱发唇裂和腭裂,对麻疹病毒高度敏感,对X射线非常敏感。在致癌物质的作用下,肺肿瘤发病率高。

(5)AKR白化,高发白血病品系,淋巴性白血病自发率雄性为76%~99%,雌性为68%~90%。血液中过氧化氢酶活性高,肾上腺类固醇脂类浓度低。对百日咳组胺易感因子敏感。

(6)BALB/c白化,乳腺肿瘤自发率低,但对致癌因子敏感。肺癌自发率雌性为26%,雄性为29%。白血病发病率雌性12%,雄性10%。血压与其他近交系小鼠相比为最高,有自发高血压症。对放射性照射极为敏感,对鼠伤寒沙门菌C5敏感,对麻疹病毒中度敏感,易患慢性肺炎。生产性能好,繁殖期长,一般无相互侵袭习性,比较容易群养。

(7)615中国育成,被毛深褐色,肿瘤(雌乳腺癌、雄肺癌)自发率10%~20%,肺腺癌发病率高,对津638白血病病毒敏感。

(8)C3H/He野生色,乳腺癌自发率为97%,繁殖雌鼠平均达90%(318日龄雌鼠为100%,234日龄繁殖雌鼠为67%),272日龄繁殖雄鼠为84%。肝癌自发率为85%,对狂犬病病毒敏感,对炭疽杆菌有抵抗力。补体活性高。

(9)C57BL/6J黑色,低发乳腺癌,对反射性物质耐受力强,眼畸形、口唇裂发生率达20%。淋巴细胞性白血病自发率为6%。网状组织肿瘤自发率,雌鼠少于10%,雄鼠为4%。较老的动物中有垂体腺瘤发生。老年性肾硬化症常见。有些亚系有遗传性的脑积水。对结核杆菌、百日咳组胺易感因子敏感。嗜乙醇性高。

(10)DBA/2浅灰色,乳腺癌自发率经产鼠为66%,来产鼠为3%。白血病自发率雌鼠为6%,雄鼠为8%。35日龄小鼠听源性癫痫发作率100%,55日龄后为5%。对鼠伤寒沙门菌补体有抗力,对百日咳组胺易感因子敏感。

(11)CBA野生色,乳腺癌自发率为33%~65%,雄性肝细胞瘤发生率为25%~65%。对麻疹病毒高度敏感。

2.突变系

(1)dy(肌萎缩症小鼠)2周龄后后肢拖地,肌萎缩,雌性不育。

(2)ob(肥胖小鼠)6周龄后出现肥胖症,体重可达6Og,无糖尿病,无生育力。

(3)ca(白内障小鼠)10~14日龄晶状体混浊,为显性遗传。

(4)db(糖尿病小鼠)3~4周龄血糖高达682mg/100ml,雌性无生育力。

(5)nudu(裸小鼠)全身无毛。发育迟缓,抵抗力低下,母性差,先天性无胸腺,T细胞缺失,具有较高的NK细胞活力。

3.封闭群

(1)KM(昆明)白色,产量高,繁殖力强,抗病力强,适应性强。乳腺癌自发率为25%。

(2)NIH白色,繁殖力强,产仔成活率高,雄性好斗。

(3)ICR(swiss Hanschka)白色,生育能力高。

(4)CFW白化,1973年我国从日本国立肿瘤研究所引进。

(5)LACA白色,CFW引入英国实验动物中心后改名为LACA,1973年我国从英国实验动物中心引进。

4.杂种一代(F1代)

F1代小鼠具有清楚的遗传背景和双亲的特性,且均一性优于亲代。生活力强,对各种实验重复性好。

二、大鼠

(一)动物学分类

大鼠(rat)属于哺乳纲(mammalia),啮齿目(rodentia),鼠科(muridae),大鼠属。

(二)生物学特性

1.外貌特征和生活习性

(1)外观特征与小鼠相似,但体型比小鼠大。成年大鼠体长18~20cm,体重为300~500g。尾上覆有短毛和环状角质鳞片,数量多于200片(约300片)。

(2)性情温顺,聪敏,但比小鼠凶猛。如捕捉方法粗暴会使其变得紧张不安,不易捉捕,甚至攻击人。

(3)毛色品型多,有白色、野生色、淡黑色、银色、沙色、黄色等。

(4)喜欢安静环境,喜独居、阴暗,昼伏夜出,噪音和不适光照对其繁殖影响很大。

(5)嗅觉灵敏,对空气中的灰尘、氧气、硫化氢极为敏感。

(6)味觉很差,杂食性,以谷物为主兼食肉类。对维生素、氨基酸缺乏敏感。自身能合成维生素C。

(7)喜欢啃咬,雄性没有小鼠好斗。

(8)汗腺极为不发达,仅爪垫上有汗腺,尾巴是散热器官。

(9)大鼠对湿度耐受力较差,相对湿度<40%时,常发生坏尾病,还可出现哺乳母鼠食仔现象。一般饲养室湿度应保持在50%~65%之间为宜。

(10)有6对乳头,胸腹部各3对。

(11)行为表现多样,对外界刺激较为敏感,适做行为学研究。

(12)不能呕吐,故不可用于催吐实验。

2.解剖学特点

(1)牙齿与齿式大鼠上下颌各有2个门齿和6个臼齿,上颌每侧一个门齿,属单门齿型。门齿终生生长,需经常磨损以维持其恒定。齿式为2(门1/1、犬0/0、前日0/0、臼齿3/3)=16。

(2)脊柱由57~61块脊椎骨组成,包括颈椎(7块)、胸椎(13块)、腰椎(6块)、骶椎(4块)和尾椎(27~31块)。肋骨有13对,前7对为真肋,后6对为假肋。

(3)胃属单室胃,由蜡分为前胃(非腺胃)和胃体(腺胃)。大肠包括盲肠、结肠和直肠。

(4)大唾液腺发达,包括腮腺、颌下腺和大舌下腺。小唾液腺包括小舌下腺、颊腺、舌腺和腭腺。

(5)肝分叶明显,为6叶,分别是左外叶、左中叶、中叶、右叶、尾状叶和乳突叶。肝再生能力强,切除60%~70%后可再生。无胆囊,不具备胆囊浓缩胆汁和储存胆汁的功能。

(6)无扁桃体。胰呈灰粉色且分叶甚多。

(7)肺重量和体积随年龄而增加。左肺仅具1叶,右肺具有4叶(前、中、后3叶和较小的副叶)。

(8)心脏位于胸腔内,两侧紧靠左右肺。背侧有气管、支气管和食管。随年龄的增长,大鼠心重量占体重的百分比逐渐降低。心脏的血液供给即来自冠状动脉,也来自冠状外动脉,后者起源于颈内动脉和锁骨F动脉。

(9)胸腺由两叶组成,形似等边三角形。淡红色,表面不光滑,呈不规则分叶状。大小与结构随年龄而变化。

(10)肾红褐色,质柔软,表面平滑,蚕豆形。右肾比左肾靠近头侧,右侧比左侧稍高。单乳头肾,肾脏前端有一个米粒大小的肾上腺。

(11)大脑嗅球大,小脑无回,脑室无马让迪孔。脑血液来自颈内动脉和椎动脉。眼角膜无血管,有棕色的脂肪组织。眼窝后部有Harderain腺。垂体位于视交叉之后,并由一个细的空心茎与脑的基部相连,易于摘除。

(12)垂体肾上腺分泌功能发达,应激反应灵敏。甲状腺位于喉头下方,左右各一。

(13)长骨有骨骺线长期存在,不骨化。

(14)雄性生殖器官包括睾丸、附睾、输精管、阴茎、附性腺和阴囊。双睾丸,腹股沟终生开放,30~40日龄时睾丸下降,具有产生精子的功能。附睾由头、体、尾三部分组成,是储存和浓缩精液的地方。有阴茎软骨,生殖器突出。副性腺很发达,由输精管、精囊、前列腺、尿道球腺、尿道腺和包皮腺组成。

(15)雌性生殖器官包括卵巢、输卵管、子宫和阴道组成。卵巢一对,其形态和大小随年龄及发育情况而异,具有产生卵子和分泌雌激素的功能。输卵管由不规则的弯曲管组成。子宫呈“Y”字形双角子宫,左右子宫角的腔是完全分开的,两个子宫外口独立地开口于阴道。阴道壁薄,由黏膜层和薄肌肉层组成,无腺体。胸、腹部各有3对乳头。

3.生理学特性

(1)生长发育新生鼠体重约5.5~10g,无毛,两耳关闭,贴连皮肤,四肢短小,无齿,皮肤赤红,两天后呈粉色;3~4日龄开耳,并长出体毛;8~10日龄长出门齿;14~17日龄开眼吃料;16日龄被毛长齐,19日龄生第一臼齿;21日龄断奶,生第二臼齿;35日龄生第三臼齿。大鼠的生长发育的快慢与其品系、母鼠的哺乳能力、生产胎次、哺乳数最、营养状况和环境条件有密切的关系。一般成年雄鼠重300~600g,雌鼠重250~500g。平均寿命为2.5~3年。

(2)生殖生理性成熟早,全年多发情,性周期明显。雄性30~40日龄睾丸降至阴囊,雌性34~100日龄阴道开口,35日龄开始发情。性成熟6~8周龄,性周期4~5日,妊娠期19~23日(平均21日),哺乳期25~28日.年产5~8胎,每胎6~12仔,生育期约1.5年;适配鼠龄,雄性为90日龄,雌性为80日龄。与小鼠相同具有产后发情、产后妊娠。雌鼠交配后也形成阴道栓,但没有小鼠明显。

(3)汗腺不发达,故体温调节不稳定。

(4)心电图中无S-T波段,有的导联中无T波,同小鼠。

4.遗传学特性

(1)染色体2n=40(20对)。

(2)毛色基因A/a、C/c、D/d、E/e、S/s等。其中A为野生色、d为淡黑色、p为粉红眼、s为银色、e为黄色等。

(3)遗传病尿崩症、血胆红素过多症(黄疸)、侏儒症、遗传性贫血、隐睾症、白内障、缺肾症等均是研究人类遗传性疾病的良好动物模型。

(三)常用品系与种群

1.近交系

(1)ACI黑色(腹部和脚白色),单侧缺肾雄性为28%,雌性为20%。自发肿瘤,低血压。

(2)BN棕色,自发性高血压为30%,雄性上皮肿瘤自发率为28%、膀胱癌35%;雌性垂体腺瘤、输尿管肿瘤和肾上腺皮质瘤自发率分别为26%、22%和19%。

(3)F334白色,乳腺肿瘤自发率雌性为41%,雄性为23%;脑下垂体腺瘤雌鼠36%,雄鼠24%;雄性睾丸间质细胞瘤自发率为85%;甲状腺肿瘤22%,单核细胞白血病24%。