生物医学研究中实验动物的选择及动物实验设计知识讲解共80页
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实验动物的选择.ppt
▪ 对于动物的年龄，还应注意“天文学时间”与“生物学时间”的区别，二 者的意义不同。
▪ 不同种属实验动物的寿命长短不一，但多比人的寿命短。选择实验动物时 必须了解有关动物的寿命，并安排与人的某年龄时期相对应的动物进行实 验研究。
动物的体重
年龄与体重一般呈正相关性。同一实验中，动物的体重应尽可能一致， 一般不应相关10%，若相差悬殊，则易增加动物反应的个体差异，影响实验 结果的正确性。
如： 体温升高—对解热药敏感 血压升高—对降压药敏感
健康状况： 患病动物对药物的耐受性较健康动物小，因而患病动物容易在实验过
程中中毒死亡。
动物潜在感染，对实验结果影响很大。兔球虫病对肝脏功能影响较大。
犬食量不足、饥饿，麻醉时间延长。
五、动物实验结果分析
▪ 进行动物试验研究时，一定要对可能的研究结果进行充分的分 析论证。因为动物实验的结果或结论，根据对应原则，最终将 主要应用于人类疾病研究中。
可控性原则
▪ 供医学实验研究用的动物模型，在复制时，应尽量考虑到今后临床应用和 便于控制其疾病的发展，以利于研究的开展。
▪ 如雌激素能终止大鼠和小鼠的早期妊娠，但不能终止人的妊娠。因此，选 用雌激素复制大鼠和小鼠终止早期妊娠的模型是不适用的，因为在大鼠和 小鼠筛选带有雌激素活性的药物时，常常会发现这些药物能终止妊娠，似 乎可能是有效的避孕药，但一旦用于人则并不成功。所以，如果知道一个 化合物具有雌激素活，用这个化合物在大鼠或小鼠观察终止妊娠的作用是 没有意义的。
▪ 除非不得已或一些特殊疾病（如痢疾、脊髓灰白质炎等）研究需要外，尽 量不用灵长类动物。除了在动物选择上要考虑易行性和经济性原则外，而 且在模型复制的方法上、指标的观察上也都要注意这一原则。
常用动物实验中实验动物的选择
实验动物基本知识及
降压药
有镇痛效果 5～6周龄的雄性大鼠 无镇痛效果 5～6周龄的雌性大鼠 降压 动物血压高 不降压 动物血压低
有些犬因饥饿、创伤等原因尚未正式做休克实验时， 即已进入休克
二、实验动物的基本操作
•
动物的捉拿、固定
•
动物性别的辨别 实验动物的编号
常用给药方法
•
•
（一）动物的捉拿、固定
•
蟾蜍
A
B
图3-2-1 青蛙(或蟾蜍)捉拿法
突变品系 在育种过程中，由于单个基因的突变， 或将某个基因导入，或通过多次回交“留种”，而建 立一 个同类突变品系，此类个体中有具同样遗传缺 陷或病态。
非纯系 即一般任意交配繁殖的杂种动物。杂种动 物具有旺盛的生命力，适应性强，繁殖率高，生长快， 易于饲养管理。个体差异大，反应性不规则，实验结 果的重复性差。但其中包含有最敏感的与最不敏感的 两种极端的个体。
无特殊病原体动物（Specific pathogens free animal， SPF动物） SPF动物又称三级动物，除不带有普通动 物、清洁动物应排除的病原体外，还应排除有潜在感 染或条件性致病的病原体，以及对实验干扰大的病原。
无 菌 动 物 （ Germfree animals，GF） 和 悉 生 动 物 （Gnotobiotic animals，GN） 四级动物。无菌动物是 指采用当前的技术手段无法在动物体表、体内检出一 切其他生物体。
理论准备：了解结构、方法、应急措施等 材料准备：动物准备、器械准备 药品准备、其他准备 仪器准备
四、实验动物手术
手术
麻醉动物 固定动物 备皮 皮肤切开 组织分离
结扎 止血 手术部位保护 消毒 缝合抗菌
实验动物学第八章实验动物的选择和应用PPT课件
2020/4/9
2
巴马小型猪皮肤和人皮肤的比较 A 巴马小型猪，B 人
2020/4/9
3
猴、犬、大鼠与人在药物代谢方面的相似性
动物种类
与人相似性
强
中
弱-无
合计
猴
12
15
4
31
犬
5
12
14
31
大鼠
1
13
17
31
2020/4/9
4
3.选用群体分布与人相似的实验动物
以群体为对象的研究课题，要选择群体基因型、表现型分 布与人相似的实验动物。如作药物筛选和毒性试验时，除了 应考虑人类与实验动物群体在代谢类型上的差异外，通常以 封闭群模拟自然群体基因型，因为封闭群动物既保持其个体 基因的杂合状态，又保持其群体基因频率的稳定/2小鼠对音响刺激非常敏感，闻电 铃声后可出现特殊的发作性痉挛，甚至死亡，而C57BL小 鼠却根本不会出现这种反应。
➢ 化学试剂：对相同浓度的氯仿，DBA/2雄性小鼠死亡率为 75%，DBA/1为51%，C3H为32%，BALB/c为10%。
➢ 病毒感染：DBA/2及C3H小鼠对新城疫病毒（Newcastle virus）的反应和DBA/1小鼠完全不同，前者引起肺炎而后 者引起脑炎。
由于人类的许多疾病是多基因遗传，而目前基因 修饰技术仅是增加或敲除1个基因，其表型只是部分 模拟和类似于人某些疾病的临床表现和病理改变； 另外，一个基因产物在体内不同器官的表达会产生 不同的生物学效应，增加或敲除1个基因除了产生我 们预期的特定疾病的部分临床表现外，还可能产生 其它方面的病理改变，这从遗传角度阐明和解释某 些疾病的发病机理上有一定的局限性。
近交系A
近交系B
实验动物的选择和动物实验的准备PPT课件
▲镇静催眠药研究一般选用健康成年小鼠。 这些在选择实验动物时必须加以注意。
吗啡对犬、兔、猴和人主要作用是中枢抑制，而对小鼠和猫则是中枢兴奋； 5 若是购入或领取清洁级以上实验动物，应采取带有空气过滤膜的无菌运输罐或带过滤帽的笼盒运输，严格检查其密封状况。 （三）实验研究计划和方案的制订
抗痛药研究一般选用健康成年小鼠或大 ▲ ▲研究药物对神经肌肉接点的影响时，常用动物是猫、兔、鸡、小鼠和青蛙。
2021/7/18
5
◆体内的排泄物有粪便、汗和尿液。
◆一般来说，淡水中生活的动物尿液是低 渗的，海水中生活的动物尿液是等渗的， 陆地上生活的动物尿液是高渗的。
◆水分供给少的动物尿液以尿酸为主要成 分，水分供给充足的动物尿液以尿素为 主要成分，而水中生活的动物尿液则以 氨为主。
◆尿液的酸碱度因动物食性不同而有差异。 草食类动物尿液呈碱性，粘度高，而肉 食类动物尿液呈酸性，具有特殊的臭味。
◆同时，加强与实验动物科学工作者的交 流，及时有效地利用实验动物学的最新 成果。
▲因此，可用较少的人力、动物和时间， 以最小的代价最大限度地获得科学性强 的实验结果。
2021/7/18
24
二 常见动物实验中实验动物的选择
(一)药理学研究中的选择
1 临床前药物代谢动力学研究
▲必须选用成年健康的动物，常用的有小 鼠、大鼠、豚鼠、兔、犬等。
★清洁动物是国内科研工作主要要求的标 准实验动物，适用于大多数科研实验。
★无特定病原体（SPF）动物是理想的健康 动物，用它来研究，可排除疾病或病原
的干扰，适用于所有科研实验、生物制
品生产及鉴定，是国际公认的标准实验 动物。
2021/7/18
17
★无菌动物是一种非常规动物，仅适用于 特殊研究目的，如微生物与宿主、微生 物间的相互作用，免疫发生发展机制， 放射医学等方面的研究。
吗啡对犬、兔、猴和人主要作用是中枢抑制，而对小鼠和猫则是中枢兴奋； 5 若是购入或领取清洁级以上实验动物，应采取带有空气过滤膜的无菌运输罐或带过滤帽的笼盒运输，严格检查其密封状况。 （三）实验研究计划和方案的制订
抗痛药研究一般选用健康成年小鼠或大 ▲ ▲研究药物对神经肌肉接点的影响时，常用动物是猫、兔、鸡、小鼠和青蛙。
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◆体内的排泄物有粪便、汗和尿液。
◆一般来说，淡水中生活的动物尿液是低 渗的，海水中生活的动物尿液是等渗的， 陆地上生活的动物尿液是高渗的。
◆水分供给少的动物尿液以尿酸为主要成 分，水分供给充足的动物尿液以尿素为 主要成分，而水中生活的动物尿液则以 氨为主。
◆尿液的酸碱度因动物食性不同而有差异。 草食类动物尿液呈碱性，粘度高，而肉 食类动物尿液呈酸性，具有特殊的臭味。
◆同时，加强与实验动物科学工作者的交 流，及时有效地利用实验动物学的最新 成果。
▲因此，可用较少的人力、动物和时间， 以最小的代价最大限度地获得科学性强 的实验结果。
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二 常见动物实验中实验动物的选择
(一)药理学研究中的选择
1 临床前药物代谢动力学研究
▲必须选用成年健康的动物，常用的有小 鼠、大鼠、豚鼠、兔、犬等。
★清洁动物是国内科研工作主要要求的标 准实验动物，适用于大多数科研实验。
★无特定病原体（SPF）动物是理想的健康 动物，用它来研究，可排除疾病或病原
的干扰，适用于所有科研实验、生物制
品生产及鉴定，是国际公认的标准实验 动物。
2021/7/18
17
★无菌动物是一种非常规动物，仅适用于 特殊研究目的，如微生物与宿主、微生 物间的相互作用，免疫发生发展机制， 放射医学等方面的研究。
实验动物的选择
实验动物的选择根据不同的实验目的，选择使用相应的种属、品系和个体实验动物，是实验研究成败的关键之一。
教学实验的动物用量较少，正确选择实验动物尤为重要。
一、种属的选择实验动物选择，应注意影响，动物实验效果的的各种因素。
大多数生物学与医学研究的最终目的是要为人类服务的。
因此动物模型和动物实验结果都要外推到人身上去，这就是动物实验结果的外推。
尽可能选择其结构、功能和代谢特点接近于人类的动物。
不同种属的动物对于同一刺激的反应也不同。
例如，过敏反应或变态反应的研究宜选用豚鼠。
因为豚鼠易于致敏。
因家兔体温变化灵敏，故常用于发热、热原检定、解热药和过热的实验。
狗、大自鼠、家兔常用于高血压的研究。
肿瘤研究则大量采用小白鼠和大白鼠。
二、品系的选择同一种属动物的不同品系，对同一刺激的反应也有很大差异。
例如，津白2号小鼠容易致癌。
津白1号小鼠就不易致癌。
再如，以嗜酸性粒细胞为变化指标，C57BL小鼠对肾上腺皮质激素的敏感性比DBA小鼠高12倍。
在以群体为对象的研究课题,有时要考虑到选择与人群基因型及表现型分布类型相似的动物类别。
主要是一些封闭群动物,如:KM小鼠,Wistar大鼠,毕格犬等。
封闭群动物虽然能较好地代表自然群体，但群与群之间有时存在有差异。
因而在重现性上都有一定问题。
三、个体的选择同一品系的实验动物，对同一刺激物反应存在着个体差异。
年龄、体重、性别、生理状态和健康情况不同，往往导致对同一刺激的不同结果。
1．年龄年幼动物一般较成年动物敏感。
应根据实验目的选用适龄动物。
动物年龄一般可按体重大小来估计。
急性实验选用成年动物。
大体上，成年小白鼠为20～30克；大白鼠180～250克；豚鼠450～700克；兔2.5～2.5千克；猫1.5～2.5千克;狗为9～15千克。
慢性实验最好选用年轻一些的动物。
减少同一批实验动物的年龄差别，可以增加实验结果的正确性。
2．性别不同性别对同一刺激的反应也不同。
在实验研究中，对性别无特殊需要时，在各组中宜选用雌雄各半。
【课件-医学实验动物学】_实验动物选择与应用
2013
Laboratory animal science fudan 杨斐
5
小鼠的主要应用方向： u安全性评价、毒性测试和效价测定 半数致死量（LD50）实验 致癌试验 激素和生物制品效价测定
2013
Laboratory animal science fudan 杨斐
6
小鼠的主要应用方向： u遗传学研究 基础遗传学研究：小鼠基因组计划 遗传工程技术：胚胎干细胞克隆，转基因小鼠 基于遗传学的医学研究：人类囊性纤维化病，癌症研究
2013
Laboratory animal science fudan 杨斐
9
小鼠的主要应用方向： u免疫学研究
单克隆抗体制备：BALB/c小鼠
免疫缺陷小鼠的应用 u计划生育研究
抗早孕药物研制 u老年医学研究
快速衰老小鼠，老龄化进程，胶原老化模型
2013
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Laboratory animal science fudan 杨斐
p实验动物选择的一般原则 p实验动物选择的基本原则 p动物实验设计 p特殊动物实验的动物选择 p常用实 验动物的应用与回避
2013
Laboratory animal science fudan 杨斐
2
ü种属、品种和品系 ü年龄和体重 ü性别 ü生理与健康状况 ü等级
2013
Laboratory animal science fudan 杨斐
3
种属、品种和品系： 生物学特性→应用特性 啮齿目：小鼠、 大鼠 、 豚鼠、地鼠 兔形目： 兔 食肉目：犬、猫 偶蹄目：猪 灵长目：猕猴
2013
Laboratory animal science fudan 杨斐
生物医学研究中实验动物的选择及动物实验设计 ppt课件
阶段和怀孕、哺乳时的机体反应性有较大的改变，因此科研
工作汇总一般选择雌雄各半进行试验。
药物反应中性别不同效果尤为不同。 例如：5-6周的雄性大鼠给药角新碱，可见镇痛效果，但是雌
性，则没有镇痛效果。
ppt课件
10
四、生理与健康状况
实验动物处在特殊的生理状态如怀孕、哺乳时，其体重 及某些生理生化指标将有所不同，对外界环境因素作用的反 应亦与非怀孕、非哺乳的实验动物有着较大差异。
ppt课件
阳性对照
性别对照
年龄对照 同体对照
配对对照
28
实验设计原则
对 照 性 原 则
一 致 性 原 则
重 复 性 原 则
随 机 性 原 则
客 观 性 原 则
ppt课件
29
动物实验设计方法
单 组 比 较 设 计
配 对 比 较 设 计
随 机 区 组 设 计
完 全 随 机 设 计
拉 丁 方 设 计
正 交 设 计
生物医学研究中实验动物的 选择与动物实验设计
基础医学院医学实验中心
ppt课件
1
实验动物选择的总体思路
实验动物种类众多，如何依据不同的实验目的来正确地选择 动物，是作好一项研究工作的第一步。
严格地说，实验动物选择的正确与否，不仅影响到经费支出、 工作进展，还会影响到实验结果的正确性与可靠性，以及整 个实验的顺利完成。
ppt课件
22
重复性原则
理想的动物模型应该是可重复的，甚至是可以标准化的。 例如用一次定量放血法可百分之百造成出血性休克，百分之百死亡，这 就符合可重复性和达到了标准化要求。
又如用狗做心肌梗死模型照理很合适，因为它的冠状动脉循环与人相似， 而且在实验动物中它最适宜做暴露心脏的剖胸手术，但狗结扎冠状动脉 的后果差异太大，不同狗同一动脉同一部位的结扎，其后果很不一致， 无法预测，无法标准化。相反，大小白鼠、地鼠和豚鼠结扎冠脉的后果 就比较稳定一致，可以预测，因而可以标准化。
第七篇生物医学研究中实验动物的选择与应用演示文稿
第13页，共121页。
两栖类蛙的大脑很不发达，和人类相差甚远，就不能 选它来作高级神经活动的实验，但是如果要作一个简单 的神经反射弧的实验，选用蛙就很合适，因为最简单的 反射中枢位于脊髓，蛙的脊髓已发展到合乎实验要求的 程度，而且越简单的分析时越明确，高等动物的反射弧 复杂，反而难于分析。
第14页，共121页。
选用时必须注意不同试验有不同要求，只有在了解某 项试验中涉及到哪些病菌，选用才有意义。
第26页，共121页。
三、选择生物学特性符合实验目的和要求的实验动物
选用解剖生理特点符合实验目的要求的实验动物 做实验，是保证实验成功的关键问题。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，降低操作的难 度，使实验容易成功。
第31页，共121页。
兔的胸腔结构与其它动物不同，胸腺中央有一层很薄的 纵膈膜将胸腔分为左右两部，互不相通，两肺被肋胸膜 隔开，心脏又有心包膜隔开，当开胸和打开心包膜，暴 露心脏作实验操作时，只要不弄破纵膈膜，动物不需要 人工呼吸，给实验操作带来很多方便，很适合于作开胸 和心脏实验。
第32页，共121页。
第28页，共121页。
小鼠、大鼠及豚鼠的气管和支气管腺不发达，只在喉部 有气管腺，支气管以下无气管腺，选用这些动物作慢性支 气管炎的模型或去痰平喘药的疗效实验就不合适。猴等动 物则不然，气管腺的数量较多，直至三级支气管中部仍有 腺体存在，选用这种动物就很适宜。
第29页，共121页。
兔颈部的交感神经、迷走神经和主动脉减压神经是 分别存在，独立行走的，而以马、牛、猪、狗、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、交感干或迷走神经中，因此，如要观察减压神 经对心脏等作用时，就必须选用家兔。
两栖类蛙的大脑很不发达，和人类相差甚远，就不能 选它来作高级神经活动的实验，但是如果要作一个简单 的神经反射弧的实验，选用蛙就很合适，因为最简单的 反射中枢位于脊髓，蛙的脊髓已发展到合乎实验要求的 程度，而且越简单的分析时越明确，高等动物的反射弧 复杂，反而难于分析。
第14页，共121页。
选用时必须注意不同试验有不同要求，只有在了解某 项试验中涉及到哪些病菌，选用才有意义。
第26页，共121页。
三、选择生物学特性符合实验目的和要求的实验动物
选用解剖生理特点符合实验目的要求的实验动物 做实验，是保证实验成功的关键问题。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，降低操作的难 度，使实验容易成功。
第31页，共121页。
兔的胸腔结构与其它动物不同，胸腺中央有一层很薄的 纵膈膜将胸腔分为左右两部，互不相通，两肺被肋胸膜 隔开，心脏又有心包膜隔开，当开胸和打开心包膜，暴 露心脏作实验操作时，只要不弄破纵膈膜，动物不需要 人工呼吸，给实验操作带来很多方便，很适合于作开胸 和心脏实验。
第32页，共121页。
第28页，共121页。
小鼠、大鼠及豚鼠的气管和支气管腺不发达，只在喉部 有气管腺，支气管以下无气管腺，选用这些动物作慢性支 气管炎的模型或去痰平喘药的疗效实验就不合适。猴等动 物则不然，气管腺的数量较多，直至三级支气管中部仍有 腺体存在，选用这种动物就很适宜。
第29页，共121页。
兔颈部的交感神经、迷走神经和主动脉减压神经是 分别存在，独立行走的，而以马、牛、猪、狗、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、交感干或迷走神经中，因此，如要观察减压神 经对心脏等作用时，就必须选用家兔。
医学科研设计与论文撰写医学研究中实验动物的选择与ppt课件
2019/11/26
厦门大学医学院
23
2019/11/26
厦门大学医学院
24
♠ 实验动物选择上应注意：实验动物的种类（species）、品种 （breed）或品系（strain）、质量和健康状态。
2019/11/26
厦门大学医学院
2
实验动物的选择原则与方法
一． 与人的功能、代谢、结构及疾病特点相似 二． 遗传背景和已知菌丛明确、模型性状显著且稳定 三． 解剖、生理特点符合实验要求 四． 用于特定实验的某些特殊反映
2019/11/26
有一条巨大的神经纤维，能允许微电极插入其纤 维内，尚保留接近正常的活动功能，常用于神经 纤维的膜电位和功能电位的实验。
厦门大学医学院
18
四、用于特定实验的某些特殊反应
♠ 各种动物之间在基因型、组织型、代谢型、易感性 等方面的差异也是实验的可比性内容，当研究过程 中要求以这种差异为指标或特殊条件时，选用不同 种系实验动物，满足某些特殊条件，以适合于研究 目的和实验要求。
2019/11/26
厦门大学医学院
15
三、解剖、生理特点符合实验要求
♠ 是保证实验成功的关键 ♠ 甲状旁腺摘除实验——宜选用犬而不用兔 ♠ 甲状腺摘除实验——宜用兔而不用犬。 ♠ 原因：
♣犬的甲状旁腺位于甲状腺的表面。 ♣家兔的甲状旁腺分布的比较散，位置不固定。
2019/11/26
厦门大学医学院
16
能够随机交配的动物群。其遗传组成比较接近于自然状态下 的动物群体结构。由于在远交种群中，个体之间具有遗传杂 合性而差异较大，但是从整个群体来看，封闭群状态和随机 交配使群体基因频率基本保持稳定不变，从而使群体在一定 范围内保持有相对稳定的遗传特征。