书城医学药理学实验方法
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第17章 实验常用动物的饲养管理及实验应用(1)

一、小鼠

(一)饲养管理

1.饲养环境

饲养室需要保持恒温恒湿,保持新鲜洁净的室内空气,保持安静与适宜光线。最适饲养温度为22℃±2℃,相对湿度为40%~60%,氨浓度为≤14mg/m(上标3),噪声≤60dB。

2.笼具和垫料

多采用透明或不透明的无毒塑料鼠盒,不锈钢丝质笼盖。饮水设备一般有自动饮水装置和饮水瓶两种。饮水瓶为塑料或玻璃瓶,瓶塞上装有可自动吸水的金属或玻璃饮水管。不锈钢笼具一般可移动。清洁级和SPF级小鼠可使用层流柜来饲养。笼具和笼架要定期灭菌消毒。垫料应选用吸湿性好、尘埃少、无异味、无毒性、无油脂、不可食用、可使动物感到舒适的材料。垫料使用前必须高压灭菌。

3.饲料与饮水

应饲喂全价营养颗粒饲料,营养成分应符合营养需求标准,同时要保持饲料的相对稳定。饲料的消毒灭菌应达到相应等级小鼠微生物控制的要求。要保持充足的饮用水,一级小鼠饮水标准不低于城市生活饮水的卫生标准,二级以上小鼠的饮水必须经高压蒸汽灭菌或酸化处理。

4.饲喂

每周加料3~4次,采取“少量勤添”的原则,保证随时有科。不同生长或繁殖阶段添加饲料量有所不同。如成年小鼠采食量为每日5~6g,怀孕后期约每日8~10g。每周换水2~3次(最好每天更换新鲜水)。要特别注意饮水瓶嘴是否有气泡、不出水或漏水现象。水瓶、水嘴要清洗消毒。

5.生产繁殖

选种原则首先看双亲的繁殖能力,要求双方体质健壮,产仔率高,离乳率高,母性强,胎间隔不超过30日;要求子代体质强壮,活泼好动,生殖器正常。配种要等体成熟时再配。不同遗传特点的动物群繁殖方法不同。常用的繁殖方法有长期同居法和定期同居法。种鼠可使用1年半。雌鼠生育6~8胎后可淘汰。离乳后的雌鼠与雄鼠要分开饲养,发现异常应及时淘汰。母鼠带仔以不超过10只为宜,21日可离乳。

6.日常管理

每周更换垫料1~2次,保证动物的清洁与干爽。饲养人员严格遵守规章制度,并认真做好各种记录,如品系记录、繁殖记录、工作日志及饲养室温湿度等。发现异常,应及时处理。

7.卫生消毒

动物迁入前,严格按照消毒制度对饲养笼架具进行清洗消毒。饲养过程中,每日要用消毒液擦拭笼架、地面,定期对饲养室进行喷雾消毒。清洁级以上的动物,物品进人饲养室前须消毒灭菌,人员进入须淋浴、更换无菌衣。

(二)选择方法

1.性别辨认

主要通过查看小鼠肛门与生殖器之间的距离来区分,雄性距离远,雌性距离近。雌性的性器官部位有阴道口,并有5对乳头,3对在胸部,2对在腹部。

2.年龄辨认

一般根据小鼠体重来辨认,也可根据某些生理特征来辨认。如第3天耳壳脱出表皮,第4天脱脐,第5天翻身。发育情况往往也随体格及营养而异。

3.健康条件

要求小鼠体型正常,背不弓起,体肌丰满,运动快速活泼有力。眼鲜红而有神,反应灵敏,食欲旺盛,被毛浓密有光泽,紧贴体表而不粗乱,呼吸正常,天然空腔无分泌物,无畸形,全身无肿胀或溃烂部位,粪便正常等。

(三)在生物医学研究中的应用

1.安全性和毒性实验

常选用小鼠进行食品、化妆品、药物、化工产品等的安全性实验,急性、亚急性、慢性毒性实验,还可做致畸、致癌、致突变实验,半数致死量测定等。

2.生物效应谢定和药物效价比较

广泛用于血清、疫苗等生物制品的鉴定,进行生物效应实验和各种药物效价测定。

3.药物的筛选

筛选实验多半从小鼠做起,筛选各种药物对疾病有无防治作用,通过筛选获得每个药物的疗效效果后,再用其他动物进一步确定。

4.微生物寄生虫病学研究

小鼠对多种病原体有敏感性,尤其是在病毒学研究中应用更广。适合于研究血吸虫、疟疾、锥虫、流行感冒脑炎、狂犬病、脊髓灰质炎、淋巴脉络丛脑膜炎、支原体、巴氏杆菌和沙门菌等对机体的感染途径、发病机制、临床症状及预防治疗。

5.放射学研究

小鼠对放射线的反应与人的反应有可比性,可用来研究照射剂量、辐射效应等。

6.肿瘤白血病研究

小鼠肿瘤发病率高,近交系组织相容性好,肿瘤移植较易生长,因此广泛应用于肉瘤、白血病和其他恶性肿瘤的研究。

7.避孕药的研究

小鼠有规律的发情周期、排卵,妊娠有明显指标,易于检测,价格便宜,常用来做抗生育、抗着床、抗早孕、抗排卵实验。很适宜进行避孕药研究。

8.镇咳药研究

小鼠有咳嗽反应,可利用这一特点研究镇咳药物,成为必选实验动物。

9.遗传学和遗传性疾病研究

小鼠的毛色品型多,常作为小鼠遗传学分析中的遗传标记和品系鉴定的依据之一。另小鼠品系多,有些有自发性遗传病,如小鼠黑色素病、白化病、家族性肥胖、遗传性贫血等。与人发病相似,可被用作人类遗传性疾病的动物模型,研究人类遗传性疾病的病因、发病机制和治疗措施。

10.免疫学研究

小鼠对特异性抗原的免疫反应受遗传控制。其体内控制免疫反应的基因决定着对各种疾病的易感性,决定着自身免疫疾病和体液免疫反应。各种免疫缺陷小鼠,如纯系新西兰黑色小鼠(NZB)有自身免疫性溶血性贫血,AKR/N品系小鼠有补体C5缺损等,都是研究免疫机制和免疫缺陷病的良好实验动物。

11.内分泌疾病的研究

小鼠体内分泌腺结构的缺陷常引起类似人类的内分泌疾病。

12.老年学研究

小鼠寿命短,传代时间短,使它们在老年学研究中极为有用。很多抗衰老药物的研究可用小鼠进行。

二、大鼠

(一)饲养管理

1.饲养环境

大鼠对环境因素变化非常敏感,如温湿度的波动或突然变化均可成为重要的应激因子,促进致病菌所致的传染病的爆发。若湿度在40%以下,可引起大鼠坏尾病。大鼠听觉灵敏,对噪音耐受力低,饲养环境应保持安静、防止噪音。光照对大鼠的生殖生理和繁殖行为有较大影响,应提供适当的昼夜光变化周期。太鼠对过量的氨气或硫化氢敏感,可引起其呼吸道感染,特别是支原体肺炎,应定时更换垫料,保持室内干净卫生,通风良好。实验期间禁止使用杀虫剂喷洒动物或饲养环境。饲养密度要适当,室温应保持在18~25℃,相对湿度50%~65%为宜。

2.笼架和垫料

笼架一般分两种,一种是实底装铺垫料的塑料盒,多用于繁殖鼠饲养;另一种是金属丝网底带接粪盘的笼架,多用于非繁殖鼠饲养。垫料要达到国际标准规定的要求,注意消毒灭菌,还要控制其物理性能,细末垫料可导致吸入性肺炎,软木刨花可引起幼龄大鼠的肠阻塞。

3.饲料与饮水

饲料喂全价颗粒饲料,须保证大鼠的营养需要,并符合各等级动物饲料的质量卫生要求。大鼠对蛋白质需求高,特别是动物性蛋白和维生素,投给量要多于小鼠。饮水要新鲜卫生,一级大鼠饮水标准不低于城市生活饮水的卫生标准,二级以上大鼠的饮水必须经高压蒸汽灭菌或酸化、氯化处理。

4.生产繁殖

一般采用1雄多雌间隔同居法,当雌鼠腹部明显增大确认怀孕后,进行单养准备分娩,并投入新的雌鼠。每只雌鼠可哺育8~10只仔鼠,22日离乳,雌雄分养。

5.日常管理

饲喂要定时定量,一般每周添料2~3次,每日换水成1次,每周更换垫料1~2次。每日要记录动物健康状态、温湿度等日常记录。

6.卫生消毒

每日打扫室内卫生1次,并用消毒液擦拭地面、墙壁。笼架、饮水瓶要定期清洗消毒。

(二)选择方法

1.性别辨认同小鼠。

2.年龄辨认

通常根据体重,也可根据某些生理特征来辨认。如第2.5—3.5天耳壳张开,第14~17天开眼,第8~10天长出门齿。发育情况往往也随体格及营养而异。

3.健康条件

要求体肌健壮有力,眼红而有神,四肢短,运动快速有力,被毛浓密有光泽,尾巴圆润。有发育良好的血管,呈粉红色。全身无肿胀或溃烂,呼吸正常,自然空腔无分泌物,粪便正常等。

(三)在生物医学中的应用

1.药理学研究

常用于药物的亚急性毒性、长期毒性和生殖毒性实验,以评价和确定最大给药剂量、药物排泄速率和蓄积倾向。由于大鼠的血压和血管阻力对药物的反应很敏感,故常用于筛选新药及研究心血管药物的药理和调压作用的动物模型。

2.神经、内分泌研究

大鼠的垂体-肾上腺系统发达,应激反应灵敏,可用于复制应激性胃溃疡模型,迷宫实验、神经官能症及狂郁神经病等的研究。常用大鼠切除内分泌腺的方法,进行肾上腺、垂体、卵巢等内分泌实验。

3.营养、代谢性疾病的研究

大鼠对营养物质缺乏敏感,可发生典型的缺乏症状,是营养学研究的首选动物。常用于维生素A、维生素B、维生素C和蛋白质缺乏、氨基酸(苯丙氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、色氨酸、蛋氨酸、赖氨酸和精氨酸)和钙、磷代谢等营养代谢研究。还可进行动脉粥样硬化、淀粉样变性、酒精中毒、十二指肠溃疡、营养不良等研究。

4.肿瘤学研究

大鼠因对化学致癌物敏感,故可复制成各种肿瘤模型,是肿瘤实验最常用的实验动物。它特别易患肝癌,可用二乙基亚硝胺、二甲基偶氮苯(DAB)复制大鼠肝癌动物模型;用甲基苄基亚硝胺诱发复制大鼠食管癌等。

5.行为学研究

大鼠的神经系统与人类相似,广泛应用于高级神经活动的研究。因大鼠具有行为表现多样性,情绪反应敏感,适应环境能力强,探索性强,可人为唤起或控制其动、视、触、嗅等感觉,常作为行为学及行为异常研究。

6.传染病研究

大鼠对多种细菌、病毒和毒素敏感,可复制多种细菌性和病毒性疾病模型,是研究支气管肺炎、副伤寒的重要实验动物。

7.心血管疾病研究

大鼠是研究心血管疾病的首选动物。目前已培育出多种高血压品系的大鼠,如心肌肥大的自发性高血压大鼠、新西兰自发高血压大鼠等。另外还有自发性动脉硬化大鼠品系,肠系膜动脉多发性结节性动脉炎大鼠和心肌炎大鼠。通过诱发可使大鼠出现肺动脉高压症、心肌劳损、动脉粥样硬化、局部缺血心脏病等模型,用于发病机制和治疗的研究。

8.消化功能和肝脏外科研究

大鼠无胆囊,但胆总管较粗大,可用胆总管插管收集胆汁进行消化功能的研究。由于大鼠肝脏的枯否细胞90%有吞噬能力,所以肝切除60%~70%后仍能再生,常用于肝外科实验。

9.炎症的研究

大鼠足跖浮肿法是目前最常用的筛选抗炎药物的方法。大鼠的踝关节对炎症反应很敏感,常用它来进行关节炎的药物研究。

10.环境污染与人类健康的研究

大鼠对空气污染十分敏感,例如(50~100)×1O(上标-6)的一氧化碳可造成大鼠视神经和判断能力的永久性损伤,故常用于空气污染对人和动物健康影响的研究。重金属污染可导致大鼠的病理变化,如汞对大鼠的生殖、胚胎发育、生长发育等有阻碍作用,常用作这方面的动物模型。大鼠还常用下职业病的研究。

11.口腔医学研究

大鼠适宜研究龋齿与微生物、唾液及食物的关系,牙垢产生的条件及牙周炎疾病实验。研究口腔肿瘤的发生与治疗。

12.老年学研究

常用老龄大鼠研究延缓衰老的方法、饮食方式和寿命的关系、老龄死亡的原因等。

13.遗传学研究

大鼠的毛色变型很多,具有很多的毛色基因类,例如野生色(A)突变种[野生色等位基因(a)和白化等位基因(c)]、淡黄色(d)、粉红眼(p)、红眼(r)、银色(s)、沙色(sd)、黄色(e)、白灰色(wb)等,在遗传学研究中常可运用。

14.遗传疾病的研究

大鼠有些品系具有自发性传染病,如白内障、肥胖、高血压等,这些疾病具有与人类相似的特征,常作为研究这些人类遗传性疾病的动物模型。

15.其他方面的研究

大鼠还广泛应用于核医学、畸胎学、避孕药、中耳疾病和内耳炎等的研究。

三、豚鼠

(一)饲养管理

1.饲养环境

豚鼠因胆小,易受惊吓,所以环境应安静,噪音小。饲养室内空气要流通、新鲜,最适温度为20~24℃,环境温度应在18~29℃。湿度在40%~70%,氨浓度在14mg/L以下,开放饲养环境的噪音在60dB以下,气流速度在13~18cm/s。

2.笼架和垫料

传统饲养方式有水泥或木制地洞、抽屉式的箱子、铁丝网底和实底的笼盒等。垫料应为不具机械损伤能力的软刨花,使用前要消毒。同时控制垫料的物理性状,细小的硬刨花、片屑、锯末可粘在生殖器黏膜上而影响交配,甚至损伤生殖器,导致不孕。粉末垫料可引起呼吸道疾病,不宜采用。

3.饲料与饮水

饲喂全价营养颗粒饲料,饲料应符合营养标准和达到饲料卫生与检验标准。因豚鼠体内不能合成维生素c,饲料中一定要补给。饮水应使用饮水瓶、自动饮水器或水钵,水质应符合城市自来水卫生标准。

4.生产繁殖

一般采用1雄配3~6只雌鼠,长期同居。也可采用1雄1雌定期同居交配,怀孕后将雌鼠移出。

5.日常管理

饲喂应定时定量,每日2次,每日换水1次,每周更换垫料2次。饲料易受污染,故每次加料时应清除所有余料。每日认真观察豚鼠健康状况、温湿度情况等,并做好记录。

6.卫生消毒

每周消毒一次饲养盒、料盒及饮水瓶,定期用消毒液喷洒地面和墙壁。严格执行卫生消毒制度,保证地面、笼架具的清洁干净。

(二)选择方法

1.性别辨认

一手抓住豚鼠颈部,一手扒开靠生殖器孔的皮肤,雄性在圆孔中露出性器官的突起,雌性则显出三角形间隙。成年雌鼠有1对乳头。

2.年龄辨认

通常根据体重来辨别,也可根据生理特征来辨认。年轻豚鼠牙齿短白。爪短软,眼圆且明亮,被毛光泽紧贴身体。老年豚鼠牙齿与爪长,被毛稀释而无光泽,眼矇眬,行动迟缓。

3.健康条件

要求结构匀称,骨骼粗壮结实。毛色光亮、洁净密实。躯体呈流线式如炮弹型,肢形正确,背平直而不下陷。动作敏捷,眼亮而无分泌物。雄鼠睾丸对称,阴囊皮肤细致,阴茎发育正常,雌鼠外阴洁净,乳房发育良好并突出。

(三)在生物医学中的应用

1.药理学研究

因豚鼠对某些药物极为敏感,故它成为研究这些药物的“专门动物”。例如豚鼠对组胺极敏感,所以适合用作平喘药和抗组胺药的研究。

2.传染病的研究

豚鼠对很多致病菌和病毒十分敏感,是进行各种传染性疾病研究的重要实验动物。如结核、白喉、鼠疫、钩端螺旋体、疱疹病毒病、链杆菌、副大肠杆菌病、淋巴细胞性脉络丛脑膜炎等病毒性疾病均常选用豚鼠来进行研究。尤其对人型的结核杆菌高度敏感,是结核菌分离、鉴别、诊断和病理研究的最佳动物。

3.免疫学研究

豚鼠血清中含有丰富的补体,是所有实验动物中补体含量最多的一种动物,且补体十分稳定,免疫学实验中所用的补体多来源于豚鼠血清。豚鼠易于过敏,所以适合做变态反应的研究。

4.营养学研究