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    生物医学主要研究课题中实验动物的选择

    来宝网2007年4月5日 21:38 点击:1672

    生物医学主要研究课题中实验动物的选择

    生物医学主要研究课题中实验动物的选择
    一、免疫学研究中实验动物的选择
      在免疫学研究中,常选用以下的几种实验动物:
      (一)大鼠:大鼠对绵羊红细胞和牛r球蛋白的免疫反应有品系差异。大鼠有抗体IgE,蠕虫感染常能诱发大量的IgE抗体,它们存在于血液循环中,常规的免疫法只能使大鼠产生少量的抗体,在体内存在的时间较短。百日咳?#21496;?#20813;疫大鼠主要产生IgE,如在此抗原中加入福氏完全佐剂,免疫大鼠则产生IgGa。
      (二)小鼠:小鼠的免疫球蛋白有IgM、IgA、IgE、IgG1、IgG2a和IgG2b。 小鼠很少见到典型的迟发型变态反应,也不象其它动物那样有规律。能诱发速发型变态反应,其全身性过敏反应的特点是循环不畅,循环性虚脱,常在几小时甚至10到 20 ?#31181;?#27515;亡。BALB/c小鼠常用于制备单克隆抗体。
      (三)豚鼠:豚鼠中已确定的免疫球蛋白有:IgG(IgG1、IgG2)、IgA和IgE。IgG1 是变态反应的媒介,IgG2在抗原抗体的反应中起结合补体的作用。
      豚鼠除作为补体的来源外,还被用于结?#21496;?#32032;的皮内试验和接触过敏物?#23454;?#36831;发型变态反应的研究。豚鼠和人的结?#21496;?#32032;反应差别是有无细胞浸润,另外豚鼠的迟发型变态反应在24-48h达到高峰,人在48-96h达到高峰。
      (四)兔:新西兰白兔常用于实验室制备抗体,及被用来作过敏反应的研究。由 IgG和IgE引出的过敏反应临床症状相似,机理都是抗原抗体结合和血小板-白细胞凝集形成沉淀物,释放药理活性物质(组织胺和5-羟色胺)进入肺循环,在右心的流出道中产生一种机械和药理的联合作用,导致循环性虚?#36873;?BR>  (五)狗:狗的免疫球蛋白有IgG、IgM、IgA、IgG1、IgG2。 在狗花粉病和各种蠕虫感染中发现IgE。
      Lewis?#28909;?#20026;狗对颗粒性抗原能较好地产生抗体,但新生狗初次免疫反应所产生的抗体几乎是IgM类,成年狗产生的抗体几乎是IgM和IgG,这两种球蛋白的数量与初生狗的IgM几乎相等。新生狗在再次反应中能合成IgG和IgM。
      除人之外,狗是对气溶胶出现变态反应的唯一的实验动物模型,狗是研究人的变态反应和气喘的?#23460;?#30340;实验模型。狗由豚草花粉(Raweed pillens)致敏后,血液和皮肤中出现IgE抗体。
      二、肿瘤学研究中实验动物的选择
      肿瘤的实验模型一般选用小鼠和大鼠。
      (一)昆明小鼠 肉瘤180(S180)、肉瘤37(S37)、艾氏癌腹水型(EAC)、艾氏癌实体型(EC)、肝癌实体型(Heps)、Harding-Passey黑色素瘤等,?#23665;?#31181;昆明小鼠制备实验肿瘤模型。
      (二)615小鼠 用于小鼠网织细胞白血病L615的实验模型。
      (三)DBA/2小鼠 用于小鼠淋巴细胞白血病L1210的实验模型。
      (四)C57BL/6小鼠 用于Lewis肺癌,黑色素瘤B16,小鼠乳腺癌M5076的实验模型。
      (五)Wistar大鼠 用于瓦克癌肉瘤W256,软骨肉瘤,吉田肉瘤腹水型的实验模型。
      三、药理学研究中实验动物的选择
      药理学研究中一般选用小鼠、大鼠、豚鼠、家兔等。
      (一)急性毒性试验 常用小鼠,体重18~22g,雌雄均可。?#30475;?~10只,尾静脉注射或腹腔注射一定剂量药液,观察有无不良反应(如惊厥、四肢?#34987;盡?#27493;伐不稳、竖毛、呼吸?#31181;?#31561;)或死亡现象。一般观察24~48小时。
      成人体重以50kg计算,小鼠以20g计算,即人的体重大于小鼠体重2,500倍。如人用剂?#35838;?ml,小鼠给0.5ml不引起死亡,即小鼠最大耐受量相当于人用剂量的625倍以上。倍数越大,毒性越小。一般认为,按体重计算小鼠最大耐受量相当人用剂量的100 倍以?#26174;?#36739;安全,可以提供临床使用。
      (二)亚急性和慢性毒性试验
      可选小鼠,方法和急性毒性试验基本相似,但剂量小,小鼠按体重计算每天用人用剂量的20~50倍口服或腹腔注射,连续观察1~8周。慢性毒性试验则需3~6个月。观察体重、进食量、进水量的变化,以及有无其它不良反应或死亡( 包括内脏肉眼观察或组织切片检查)。必要时作血象、肝肾功能化验检查。该项实验也常用大鼠。
      (三)半数致死量的测定 半数致死量简称LD50,是指引起实验动物半数死亡的剂量。由于个体差异,同一剂量药物给同种异体的动物,可以出现死亡或不死亡,LD50表示药物的毒性时比较灵敏准确。一般以每Kg多少mg表示(药物剂量/体重)。临床应用时一般取1/5~1/10 LD50开始试用,观察毒性和疗效。由小剂量,到大剂量逐步试用至不能耐受为止。从中找出疗效满意、毒性小的剂量,再作深入观察。
      测定LD50时常选用小鼠,体重18~22g,雌雄均可,?#30475;?#23454;验需30-60只,一般分5~6组,每组6~10只。给药途径与临床应用相同,有口服、腹腔注射、静脉注射。给药容量以每鼠0.5ml左右为宜。根据药物出现作用的快慢,一般观察1~4或24~72小时。 以死?#37995;?#20027;要指标。
      (四)过敏试验
      取豚鼠6只,体重250~350g,每隔日腹腔注射药液0.5ml,共注射 3次。然后分成2组,分别在第一次注射药物的第14天及21天再从?#26412;?#33033;注射原药液1ml。如有过敏反应,则在注射药物后几?#31181;?#20869;,豚鼠表?#20013;?#22859;不安,呼吸困难,?#26438;?#31378;息死亡。
      (五)热原检查
      热原是由细菌产生的一种毒素。注射剂中若含有热原,会使人发烧。
      检查热原使用的动物是家兔,一般选用3只,体重1.5kg以上,注射药物?#23433;?#37327;肛门体温3次,取平均值(家兔的正常体温38.5~39.6℃)。然后耳静脉注射药液(1~2ml/Kg),注射药物后1小时、2小时、3小时各测体温1次。如3兔体?#24459;?#39640;均不超过0.6℃,即?#32454;?说明无热原。
      四、其它医学研究中实验动物的选择
      (一)计划生育中实验动物的选择
      筛选口服避孕药的实验动物多使用啮齿类实验动物,大鼠、小鼠等,因为它们具有规律的动情周期,排卵有明显的指标,易于检测,价格便宜。而具有月经周期的灵长类动物反而不常被选择。因为这类动物来源困难,价格昂贵,排卵和月经周期难于检测。长期以来,对男用避孕药的研究不很重视,进展缓慢。药物能?#31181;?#31934;子的生成过程;干扰?#34892;?#29983;殖活动的激素调节;干扰副性腺和改变精液的理化特性,均可达到不孕的目的。常选用成年雄性大白鼠,如观察药物对大鼠生殖?#23454;?#24433;响,精子数的影响,精子活动力的影响以及对雄性激素的影响。
      (二)病毒学研究中实验动物的选择
      病毒学研究中常选用的实验动物有金黄地鼠、小白鼠、豚鼠、家兔、绵羊、禽类、猴等。分离病毒广泛使用的是乳鼠,它对柯萨基病毒、呼吸道病毒和虫媒病毒感染有很高的易?#34892;浴?BR>  选用实验动物不仅考虑它的易?#34892;裕?#36824;考虑接种途径,例单纯疱疹病毒的易感动物为家兔、豚鼠,接种途径分别是角膜、脑内和肉趾。
      常见病毒敏感动物的选择:病毒易感动物的研究,一直是病毒学中的重要内容之一。实验动物在人类病毒学发展史上起重要作用,主要用作分离病毒、?#31181;?#30149;毒的药物筛选、疫苗效果及安全性鉴定、制备病毒诊断试剂等。
      1. 黄热病毒: 灵长类动物都易感,最为敏感的动物是恒河猴, 另外可用中国猴(Macacus Sinicus)及断尾猴(M.Speciosus Thibetanus)。小鼠对黄热病毒也敏感, 在没有经济实力,使用灵长类时,可用小鼠。令人?#34892;?#36259;的是:纯血清接种的小白鼠?#24515;?#23384;活,而以稀释血清接种的小白鼠却于较短时间死亡。这一奇特现象的理由,可能是由于病人体内血清抗体早期出?#31181;?#25925;。应用纯血清时,这些抗体中和了病毒的作用,而当应用稀释血清时,抗体浓度不足,但病毒在稀释后仍?#30186;?#26377;活力。
      2. 乙脑病毒:乙脑病毒属于披盖病毒的B组虫蝶病毒。实验室内,乳鼠和成年小白鼠脑内接种后发生致死性脑炎,腹腔内接种后乳鼠发生致死性脑炎。恒河猴、食蟹猴和成年仓鼠脑内接种后发生致死性脑炎,但周围途径接种时只发生无症状的病毒血症。豚鼠和兔脑内或周围接种,蝙蝠、小鸡、和苍鹭周围接种后都只发生无症状的病毒血症。蝙蝠可保持感染,经过冬眠后重新发生病毒血症。
      3. 淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒(LCMV):本病毒属?#27785;?#30149;毒属, 对小白鼠脑内接种尤为敏感,可供分离病毒用,对猴及豚鼠有致病力。应使用4周龄的小鼠及乳鼠、未断乳豚鼠和200-400g重的豚鼠。可能时,采用“瑞士”Albinos?#20013;?#40736;。饲养中, 应确保无LCM病毒感染。为取得最好效果,一方面接种幼年动物,另一方面用年龄较长的。接种量如下:
      6-8天龄乳鼠:脑内接种0.03ml,腹腔接种0.2ml。4周龄小鼠:脑内接种0.03ml ,腹腔接种0.25ml。未断乳的小鼠:脑内接种0.05ml,腹腔接种1ml。已断乳的200- 400g豚鼠脑内接种0.15ml,腹腔接种5ml。
      不同接种途径的感受性亦不同。脑内接种感染而发病的鼠数(4周龄以上的) 远比经腹腔内接种者为多。经腹腔接种者可不显任何症状。豚鼠(250g以上)二种接种途径的发病数大致相等(有时脑内接种稍高些),但这些资料并不对所有毒株适用。小白鼠感染后表现多样,可能有三种情况:①急性疾病并死亡;②急性疾病,?#25351;床?#20135;生抗体;③形成?#20013;?#24863;染,携带病毒,不产生抗体。
      产生急性疾病的动物一般在感染后4-7天出现体征,表现为弓背、竖毛、?#20154;?眼炎、头部水肿等。
      4. 脊髓灰质炎病毒:属小核糖核酸(RNA) 病?#31350;啤?肠道病毒属的一种。 1908 年Landsteiner和Popper成功地把此病毒传播于猴。在后来的40 年里证明?#25628;?#20154;类灵长类能经消化道感染。
      猴子:在此属内?#23578;?#33021;感染和人类完全相似的疾病。但此类动物不易常备。实际工作中,各种不同的猕猴对本病来说是猿类中最为优良的品种,特别是Macacus Rhesus。长尾猴类以及狒狒类对脊髓灰质炎病毒亦有感受性,唯敏?#34892;?#36828;较猕猴为差。接种方法可用腹腔注射、坐骨神经附近的深部肌肉注射、鼻腔滴注。实际操作中最好以不同方法混合接种。
      啮齿动物:病毒在应用啮齿动物前,常需经猿类适应1-2代。啮齿动物(棉鼠、小白鼠、田鼠、鼷鼠)可经脑内接种,最好选用年幼的动物、2-3周龄的小白鼠或15天龄的棉鼠。动物常于12-25天出现麻痹。
      5. 柯萨基(Coxsackie)病毒:属小RNA病?#31350;?#32928;道病毒属。 根据本病毒对乳鼠的致病情况将其分成两组。A组:产生?#33268;?#24615;肌炎伴有随意肌纤维的急性炎症及坏死。B组:主要引起大脑局部退行?#21592;?#21270;等。
      6. 流感病毒,属于正粘液病毒属。动物模型最好选用雪貂,?#37096;?#29992;小白鼠、 金黄地鼠、豚鼠、猴及猪。
      7. 麻疹病毒:除灵长类外,一般动物均不易感。1911年首次成功的传给猕猴。 以后证明,除了接种和吸入外,其它种类的猴,如:猿类、恒河猴、崇猴、爪哇猴、矮猴等,对各种不同接种途径也易感染。其症状类似人类麻疹。潜伏期为3-22天,病毒血症期为4-15天,约一半动物有皮疹、结膜炎、卡它和发热。
      适应在组织培养上的病?#31350;?#22312;乳鼠或乳地鼠体内繁殖,脑内接种可引起脑膜炎症状。
      8. 呼吸道合胞病毒:?#23578;?#24863;染后可产生与人一样的上呼吸道临床症状。 猴, 如Cebus猴感染本病毒后,可引起肺炎。在肺和支气管都可以?#19994;胶?#21560;道合胞病?#31350;?#21407;。Cobues猴感染后4-6天,病毒繁殖方可达到高峰,并出现临床症状。
      地鼠和棉鼠对呼吸道合胞病毒较敏感,感染后,在其细支气管及肺可以?#19994;胶?#21560;道合胞病毒。
      9. 狂犬病毒(Rabies Virus):1987年Galfiev首先用家兔作为实验动物,进行了传统的实验,在该实验中,巴德斯培育了对犬致病力减弱而对家兔具有固定潜伏期的毒株。实验室感染实验,常选用中国地鼠、小白鼠、豚鼠和兔(按敏?#34892;?#31243;度排列)。
    颅内接种比皮下或肌肉注射更可靠。
      10. 天花病毒:猴及家兔均敏感。应选用雄兔作皮肤划痕接种、角膜划痕接种、?#21644;?#20869;接种。猴子则在胁腹?#31185;?#32932;上作划痕,如系雄猴则同时作?#21644;?#20869;接种。感染后兔皮肤划痕处出现明显的皮疹;角膜炎轻微或缺如,无?#21644;?#28814;?#32531;?#27839;皮肤划痕出现典型皮疹,如做?#21644;?#20869;接种,则有?#21644;?#28814;发生。
      11. 单纯疱疹病毒(HSV):家兔为最?#23460;?#30340;动物,豚鼠、小白鼠、地鼠?#37096;?#29992;。 用家兔及豚鼠的原因之一,是因为可以用有菌材料做角膜接种而可不加抗菌素或过滤,?#29615;?#30861;病毒生长。
      12. 水痘-病毒带状疱疹(VZV)、 巨细胞病毒:还未发现有实验动物对这两种病毒敏感。
      13. 甲型肝炎病毒(HAV):1976年Deinhardt等首次证明HAV可在绒猴体内增?#24120;?此后Mascoli等从绒猴体内发现人类HAVCR326株。绒猴、黑?#23578;傘?#32418;面猴对HAV均易感,经口或静脉注射接种病毒后,可产生肝炎。
      14. 乙型肝炎病毒(HBV):黑?#23578;?#26159;HBV的易感动物,绒猴虽可感?#38236;?#19981;如前者敏感。因此用黑?#23578;?#30740;究HBV的发病机理、检测自动免疫、被动免疫的效果以及HBV疫苗的安全性。
      目前为止,各种病毒敏感动物的研究,仍然是病毒学中引人瞩目的领域,因为在不同病毒疾病发病机制的研究、抗病毒药物筛选、疫苗效果及安全性鉴定?#30830;?#38754;,动物模型都有其独特的优越性。但就病毒分离而言,使用组织培养的方法,对于某些病毒更为方便。不同实验室可根据其实验目的、动物来源情况等,选择不同的敏感动物。
      (三)老年病研究中实验动物的选择
      随着社会的发展、经济卫生状况的改善和科学技术的日益进步,人类的平均寿命也越来越长,老年人在总人口中的比例?#27426;显?#21152;,因此老年病研究已成为生物医学研究的重要课题。
      目前,用于老年医学研究的实验动物以哺乳类动物为主体,?#34892;?#40736;、大鼠、豚鼠、兔、狗、猪、猴等,其中大鼠使用最多,并广泛用于各种项目的研究,其中以细胞生化学、消化器、激素、酶等的研究为主。小鼠的使用率虽比大鼠低,但用途广泛,以放射线、消化器、免疫、酶的研究为主。鱼类、两栖类、爬虫类以及无脊椎动物等,绝大多数被用以比较生物学的研究。对各研究项目每年所使用的实验动物种类进行调查,结果发现在DNA、染色体、放射性、细胞生物学、培养细胞、脑神经、循环器、呼吸器、肾脏、消化器、内分秘、运动器、皮肤、感觉器、结缔组织、RNA等众多项目中, 大鼠、小鼠的使用量最高;在糖质、脂质、胶原和免疫项目中,小鼠的使用?#26102;?#22823;鼠高; 在比较生物学的研究中,所有的动物使用量差?#27426;唷?BR>  非哺乳动物在老年医学研究中也被选用,如果蝇、沙蚤、?#29699;盡?#36718;虫、水螅、原虫等。天津医学院老年实验室推荐以果蝇?#37995;?#32769;年学实验动物模型较为?#23460;耍?#26524;蝇的生存期短、繁殖快、高度纯种、饲养管理简便。
      (四)中医中药研究中实验动物的选择
      中医中药的研究由经验进入了实验研究阶段,已建立了:“阳虚”、“阴虚”、“脾虚”、“?#37995;?#27442;绝”、“血虚”、“血瘀”、“肝郁”、“寒证”、“热证”、“温病”及“里实”等11种动物实验模型。其造型的思路和方法除个别者外,均是选择一些造成与临床证型相仿的致病因素,作用于动物机体使其产生类似临床某些证的模型。
      中医证型动物模型造型方法:
      1. “卫气营血”模型:选用家兔, 体重2.1~2.75kg。用强毒力的大肠?#21496;?#20197;0.75ml(每ml含大肠?#21496;?7亿)/kg体重,注射至兔耳缘静脉造型。感染后动物表现圈缩、懒动、少食、体?#24459;?#39640;、心?#35797;?#24555;、耳血管周围渗血、出血;舌象有明显病理改变;血培养有大肠?#21496;?#29983;长,白细胞及血小板显著减少。可100%造型成功。
      2. “寒证、热证”模型:选用雌性大鼠,体重170~210g。热证型:用温热药(附子、?#23665;?#32905;桂、党参、黄芪、白术)制成100%水煎剂灌?#31119;看?ml,每日2次。寒证型:首先于腹腔内注射三联疫苗1ml,每日1次共2次;然后给予寒冷药(胆草、黄连、黄柏、银花、连翘、石膏)制成的100%水煎剂灌?#31119;?#27599;日2次,?#30475;?ml。给药后15天60-70 %造型成功。热证型:心率加快,饮水量增多,尿内儿茶酚胺及17- 羧皮质类固醇排出量增多。寒证型:心?#22987;?#24930;,尿内儿茶酚胺及17-羧皮质类固醇排出量减少。 用此模型可测量痛阈和惊厥阈值及脑内介质?#36824;?#23519;动情周期及血内?#22411;?#21547;量。
      3. “血瘀”模型:高?#25345;?#34880;症模型:选用家兔,耳缘静脉注入10 %葡萄糖生理盐水,每公斤体重注入5ml,可100%造型成功。给药后可见微循?#36153;?#27969;变慢,红细胞聚集,全血及血浆粘度增加,血?#37327;歟?#32418;细胞电泳变慢。此模型适用于“活血化瘀”药物作用原理的研究。
      4. “血虚”模型:选用雄性大鼠,体重180~250g。于实验第1、4、7天皮下注射2%乙酰基苯肼(Acety-Phenyhydrazine,APH)生理盐水溶液,以每100g 体重计, 第一次1ml,第2、3次0.5ml。给药后可形成实验性溶血性贫血。红细胞与血红蛋?#20934;?#23569;,出现大量海氏(Heine)小体。可维持9~14天。此模型适用于血虚与气虚药物的研究。
      5. “脾虚”模型:选用雄性大鼠,以大黄、玄明粉、旋明粉水煎剂和大黄、番泻液灌胃给药,给药后动物发生腹泻、消瘦、食量下降、精神不振,毛发欠光?#34693;?#22522;本符合临床脾虚病人症状。
      6. “肝郁”模型:选用大鼠和小鼠。小鼠腹腔注射艾叶注射液0.6ml(含生药0.3g),每日1次,分别于45天及60天处死。大鼠腹腔注射艾叶注射液2ml(含生药2.0g)每日1次,半月后改为隔日1次40天处死。艾叶中毒后动物?#20934;?#24594;,好斗,咬人,进食量少,体重增加慢。小鼠:肝脏有灶性坏死,以60天组较45天组为重。大鼠:肝细胞肿胀,胞浆疏松出现颗粒,门区有?#20154;?#24615;细胞浸润,中央静脉充血。

    (来源: 来宝网 )


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