实验动物学 一(三)

实验动物学

第一章概论

一、实验动物学的基本概念

实验动物是指经人工饲养，对其实行包括微生物在内的质量控制遗传背景清楚的用于科研、教学、生产、检定及其他科学实验的动物。

实验用动物：指所有以科研、实验、生产、教学等为目的而使用的动物。可包括实验动物、家畜家禽和野生动物

实验动物、野生动物、家禽家畜的主要区别

动物人工培育繁育控制遗传背景微生物控制用途

实验动物严格人工明确严格科学实验

7野生动物不需要自然不明确未控制自然生态

家禽家畜一定程度人工一般一般经济、观赏、使役等

动物实验指在实验室内，为了获得有关生物学、医学等方面的新知识或解决具体问题而使用动物进行的科学研究

动物实验必须由经过培训的、具备研究学位或专业技术能力的人员进行或在其指导下进行。实验动物学是研究有关实验动物和动物实验的一门重要的基础学科。

实验动物学研究的基本内容：

（一）实验动物

以实验动物为对象，研究其生物学特性、营养代谢、遗传育种、微生物控制、环境生态等。目前已形成了诸多分支学科，如实验动物遗传学、实验动物营养学、实验动物环境生态学、实验动物微生物学等。

（二）动物实验

10科学、合理的使用实验动物有效地进行各类科学实验。包括动物实验操作技术、实验设计方法、实验设备与设施、环境控制、科学管理体系和规章制度、动物实验伦理学和替代方法学等。

（三）实验动物医学

研究实验动物疾病的发生、发展规律，建立有效的疾病诊断、治疗和预防体系，为保证和提高实验动物质量奠定基础。

与医学研究密切相关，包括对许多人兽共患病的研究

（四）比较医学

通过人类与实验动物以及实验动物各品种、品系之间的对比研究，开发建立各种人类疾病实验动物模型，以实验动物作为人的替身，探讨人类疾病发生发展规律及其有效防治措施，为保护与增进人类健康服务，为实验动物的科学利用和动物实验结果的科学评价提供客观依据。

二、实验动物和实验动物学的发展

公元前3－4世纪，亚里士多德用解剖技术展示动物内脏的差别；稍晚，埃拉西斯特拉塔在猪体内确定气管和肺的作用，被认为是进行活体动物解剖的创始人；

17世纪，英国医生哈维通过对狗、鱼、蛙等动物进行实验，发现了血液循环。－－极大推动了生理学和胚胎学的发展。

1909年美国Jackson实验室第一任所长Little教授研究小鼠毛色基因时首次采用近亲繁殖培育出纯系DBA小鼠。

1913年Begg用同样方法培育出了BALB/c小鼠。

1945年，美国Reynier研制首台无菌隔离器，培育出无菌大鼠。

1947年，英国成立了实验动物中心；

1950年，美国成立实验动物科学协会；

1956年，联合国成立国际实验动物科学委员会( ICLAS )

1955年，无菌小鼠、豚鼠等培育成功；

1966年，英国人Grist医生发现并培育出裸鼠。

1974年，建立了显微注射法转基因动物技术

1975年，英国人Kohler和Milstein应用BALB/c近交系小鼠创造了杂交瘤研制单克隆抗体技术。1982年，获得了携带有大鼠生长素基因的转基因小鼠，被称为“超级小鼠”（-----第一例转基因小鼠）。

1997年，Ian Wilmut通过体细胞克隆技术获得了克隆羊“多莉”。

特点：

组织健全、结构合理。

实验动物品种、品系齐全。

实验动物等级、质量较高。多为SPF级和无菌级。

专业技术人员培训严格，技术水平较高。

动物实验环境设施、实验条件较为完善。

50年代，为控制预防传染病、研制生产疫苗，建立了6个生物制品所（北京、上海、武汉、长春、成都、兰州），建立了规模较大的实验动物饲养繁殖基地，奠定了我国实验动物科学发展的基础。

1956年，天津医学院培育出我国第一例近交系小鼠TA1，之后又培育出TA2、615等近交系小鼠。

1994年，国家技术监督局发布了《中华人民共和国实验动物标准》，推动我国实验动物工作的科学化、标准化进程

1998年，科技部建立了“国家啮齿类实验动物种子中心”。

2001年，建立“国家遗传工程小鼠资源库”。

2001年，颁布了《实验动物许可证管理办法》

2001年，国家质量监督检疫总局颁布了新版《中华人民共和国实验动物标准》。走向法制化、规范化、科学化

三、实验动物在生命科学中的地位和作用

在生命科学研究方面转基因动物：克隆技术、干细胞工程、组织工程、器官移植、心脏搭桥术

推广3R 实验：减少、替代、优化

减少(Reduction)

减少是指在保证获取一定数量与精确度的数据信息的前提下，减少动物的使用量。

通过使用适合的动物品种、品系和高质量的实验动物，改进实验设计、规范实验动物操作程序等，达到动物使用数量的减少。

替代(Replacement)

指应用无知觉材料的科学方法替代活的有知觉的脊椎动物的方法。如使用非生物材料或无知觉的低等动物（如无脊椎动物）材料来代替使用活的脊椎动物。

也包括组织学、胚胎学、细胞学或计算机等方法取代整体实低代替高等动物验，以级动物级动物。

–①低级动物代替高级动物、小动物代替大动物。

–②用组织学实验代替整体动物实验。

–③用分子生物学方法替代动物实验。

–④人工合成材料替代动物实验。

–⑤计算机模拟替代动物实验。

优化(Refinement)

优化是指在必须使用动物时，要尽量减少非人道程序的影响范围和程度。从动物人道主义去理解饲养方式方法符合动物习性。使用动物做实验时，尽量减少动物痛苦，在处死时采用安乐死等。

第二章实验动物的分类

一、生物学分类位置

常用哺乳纲实验动物分类学位置

猕猴、树鼩：灵长目（Primates）

兔、鼠兔：兔形目（Lagomorpha）

大鼠小鼠豚鼠：啮齿目（Rodentia）2

猫、狗：食肉目（Carnivore）

马：奇蹄目（Perissodactyla）

牛、羊、猪：偶蹄目（Artiodactyla）

二、遗传控制分类

种（Species）：生物学分类的最基本单位，指可以相互交配且后代具有繁殖能力的同一种类的动物。

品种（Stock，Breed）指具有容易识别的特征和性状且可基本稳定遗传的动物群体，实验动物中一般用于封闭群。

品系（Strain）：实验动物学上把基因高度纯合的动物成为品系。实验动物学中指近交系和突变系。

近交系

近交系动物也称为纯系动物，是按血缘关系采用兄妹交配（B×S）或亲子交配（P×O），如小鼠或大鼠等啮齿类动物同胞兄妹连续交配20代以上而培养出来的遗传学上具有高度纯和性和稳定性的纯品系动物。

优点：可以获得精确度高的实验结果，极易重复，具有可比性，对各种应激反应均一、可作病理模型，遗传背景明确。

近交系动物的命名（以小鼠为例）

一般以大写英文字母加阿拉伯数字命名，如A系、NIH系、DBA系、C57BL等。

近交代数表示：在品系符号后加括号（F及代数）表示，如A（F78）；外界引入再加

自己培育，如C57BL/Jnga（F73+26）。

亚系（Substrain）

近交系的亚系分化是指一个近交系内由于残余杂合性和突变而导致部分遗传组成的改变。近交系内不同亚系的动物之间，十分可能存在遗传差异。

a. 发生在F20-40 间

b. 分开繁殖100代以上

c. 较明显的遗传差异（突变或遗传污染）