二、在生物醫學中的應用
小鼠由於體形小,易於控製,生長繁殖快,且飼養管理方便,又有明確的質量標準,已培育成大量的近交係、封閉群和基因突變動物,其近交係有500多個,突變係有410多種,遠交群有200多種。因此在生物醫學研究的各個領域得到廣泛應用。現將小鼠在生物醫學領域的應用作一簡要概述。
(一)藥物評價和毒性試驗
1.藥物急性毒性試驗測定藥物或化學製劑的半數致死量及“三致”(致畸、致癌、致突變)試驗,小鼠是最合適的動物。
2.生物藥品和製劑的效價測定小鼠廣泛用於血清、疫苗等生物製品的檢定,如百日咳菌苗、乙肝疫苗等;激素效價的測定,如利用小鼠子宮增重測定人絨毛膜促性腺激素的生物效價。
3.藥物篩選試驗小鼠常用於藥物對疾病療效篩選試驗,如抗腫瘤藥物、抗結核藥物、抗瘧疾藥物等的篩選。
4.用於某些藥物藥效和副作用的評價如利用小鼠瞳孔放大作用測試藥物對副交感神經的影響;用聲源性驚厥的小鼠評價抗痙攣藥物;用小鼠熱板技術引起的後爪運動或機械壓尾評價止痛藥的效果;用Termorine羥基衍生物誘發小鼠發抖模型來評價抗發抖藥物的作用(如帕金森病不自覺的發抖);用小鼠角膜和耳郭反射評價鎮靜藥藥效;小鼠還用於全身麻醉藥的測試和評價。
(二)腫瘤學研究
腫瘤遺傳學的研究進展很快,小鼠已成為研究中的主要材料,用於腫瘤病毒基因組學說和癌基因假說的研究,用於小鼠乳腺癌、垂體腫瘤、腎上腺皮質腫瘤發生過程中基因成分的相互作用的研究。這些小鼠的自發性腫瘤從腫瘤發生學上來看,與人體腫瘤較為接近,用其作為治療藥物的篩選可能更理想。自發性腫瘤多為病毒性,如A係小鼠出生後18個月內有90%的肺癌發生率,C3H小鼠乳腺癌發病率達97%。同時,小鼠對致癌物質敏感,可誘發各種腫瘤,如二乙基亞硝胺可誘發小鼠肺癌、甲基膽蒽可誘發小鼠胃癌和宮頸癌等,是研究人類腫瘤極好的模型。另外,嚴重免疫缺陷小鼠,如裸鼠、SCID小鼠可接受各種人類腫瘤細胞的植入,直接用於人類腫瘤生長、轉移及治療的研究。
(三)傳染性疾病研究
因小鼠對多種病原體敏感、易感染,常用於研究這些病原體的發病機製、臨床症狀及治療。常用小鼠對沙門菌病、淋巴細胞性脈絡叢腦膜炎、狂犬病、血吸蟲病、瘧疾、破傷風、脊髓灰質炎和鉤端螺旋體病等人和小鼠共患性疾病進行研究,如病原體的致病力、宿主抗病機製、病理過程和治療學等方麵的研究。
(四)遺傳學和遺傳性疾病的研究
小鼠毛色變化多樣,其遺傳學基礎已研究得比較清楚,因此常用小鼠毛色做遺傳學分析。重組近交係用於研究基因定位及其連鎖關係。同源近交係用來研究多態性基因位點的多效性、基因的效應和功能以及發現新的等位基因。此外,許多小鼠具有遺傳疾病,如小鼠黑色素病、白化病、係統性紅斑狼瘡、家族性肥胖、遺傳性貧血、尿崩症等。這些疾病與人類發病相似,可用做人類遺傳疾病的動物模型。
基因工程技術發展,促進了對轉基因的動物研究。現在,借助轉基因小鼠對基因功能、表達和調節,探索疾病的分子遺傳學基礎和基因治療的可能性和方法的研究引起了生物醫學界的高度重視。
(五)老年病學的研究
老年學研究的是人類老化現象的起因和機製,期望控製老化,達到延年益壽的目的。小鼠壽命短,傳代時間短,隨著鼠齡的增加,機體內的一些生理生化指標不斷發生變化,特別是高齡鼠中老年病明顯增多,是老年學研究的極好材料。多用於糖質、脂質、膠原和免疫等方麵的研究。
(六)計劃生育研究
小鼠繁殖力強,性周期和妊娠期短,生長快,適合計劃生育研究。如常用小鼠做抗生育、抗著床、抗早孕、抗排卵等實驗應用的首選動物。
(七)免疫學研究
小鼠對特異性抗原的免疫反應受遺傳控製。其體內控製免疫反應的基因決定著對各種疾病的易感性,決定著自身免疫病和體液免疫反應。BALB/c、C57BL/6J等小鼠常用於單克隆抗體的製備和研究,免疫缺陷小鼠可用於免疫機製的研究。
(八)微生物學和寄生蟲學研究
因小鼠對多種病原體具有易感性,因此通常用它來研究微生物及寄生蟲對機體的感染途徑、發病機製及綜合防治。
此外,小鼠還可用於內分泌、呼吸和消化等係統疾病的研究。
三、飼養管理
1.環境小鼠對環境變化敏感,自動調節體溫的能力較差,過冷、過熱易誘發疾病。為保證小鼠的品質和實驗的可靠性,小鼠的飼養環境溫度應保持在20~26℃,相對濕度為40%~70%,氨濃度不得超過14mg/m3,現行國家標準取消了小鼠的普通級,小鼠應飼養於屏障環境或隔離環境。
2.籠具和墊料飼養用具主要包括籠具和飲水器。籠具是動物的生活場所,也是飼養人員的用具,其結構、質量、式樣及重量直接影響動物的生長繁殖、日常操作人員的勞動強度和工作效率。目前,一般采用無毒塑料製成的透明或不透明的鼠盒,不鏽鋼絲製作的籠蓋;飲水器為玻璃或塑料瓶,瓶塞上裝有可自動吸水的金屬或玻璃飲水管。金屬籠架,一般可移動,並可經受多種方法消毒滅菌。實驗小鼠常飼養於屏障環境,或用獨立通風籠具(IVC)設備飼養。墊料應有強吸濕性、無毒、無刺激氣味、無粉塵、不可食,並使動物感到舒服。對生殖能力較差的品係,如KK、DBA/2、NZB等在分娩前應加入柔軟的紙條。鋪墊物每周應更換2~3次。籠具和籠架應滅菌消毒。墊料須高壓滅菌後方可使用。
3.飼料及飲水小鼠應飼喂全價營養飼料,並保持飼料相對穩定。飼料的消毒有2種方法,一種預真空高壓濕熱消毒,此法破壞其中的營養成分較高;另一種是用60Co射線照射,這種方法對營養成分的破壞很小,但成本較高。另外,還應保持充足的飲用水,小鼠的飲水須經滅菌處理。每周添料、換水3~4次,應用時常檢查水瓶瓶塞是否漏水。
4.性別鑒定小鼠的性別區分主要以生殖器(陰莖或陰戶)與肛門之間有無被毛作為標誌。其主要區別為:①雄鼠乳頭不明顯,雌鼠乳頭非常明顯,初生7日的仔鼠,腹部尚未完全長毛時極易區別;②雄鼠的生殖器突起、距肛門較遠並較雌鼠大;③雌鼠肛門和生殖器之間有一無毛小溝,雄鼠在肛門和生殖器之間長毛。
5.生產繁殖小鼠繁殖方法有2種,第一種為長期同居法,即1隻雄鼠與1~3隻雌鼠長期同居,這種方式可提高胎次和總產量。第二種為定期同居法,懷孕後將雌鼠移出,適合於批量供應。母鼠帶仔以10隻以下為宜,21天可離乳。
6.日常管理飼養和管理人員必須嚴格遵守操作規程,並做好多種記錄工作,工作記錄包括近交譜係圖、品係記錄、個體記錄、繁殖記錄、體重記錄、工作日誌;環境記錄包括飼養室溫度、濕度、天氣情況等。記錄應妥善保存,各種記錄要設計好固定的表格由專人負責。
第二節 大鼠的生物學特性、應用及飼養管理
大鼠(Rat;Rattus _disibledevent=20,門齒呈弓形深入頜部,咀嚼麵銳利,終身生長。臼齒非常發達。
2.骨骼脊椎骨共有36塊,其中頸椎7個,胸椎13個,腰椎6個,薦椎4個,尾椎6個。胸部有13對肋骨,其中真肋骨6對,假肋骨3對,浮肋4對。耳蝸發達,聽覺敏銳,音域廣。
3.內髒器官心髒位於胸腔中央;肺分為右上、中、下,左上、中、下及中間7葉;胃壁薄,胃容量20~30m1,腸管約為體長的10倍;盲腸發達,約占腹腔的1/3,內側有淋巴結。肝髒呈黃褐色,分為5葉,包括外側左、右葉,內側左、右葉和尾狀葉,有膽囊,膽囊在內側左右葉之間,膽管長10mm;脾髒位於胃大彎部,呈扁平的長圓形;胰腺位於十二指腸彎曲部的腸係膜上,緊貼胃大彎;腎髒位於腹腔內背壁兩側,右側比左側稍前,形如蠶豆,頂端附著腎上腺,呈土黃色。
4.大腦大腦在胚胎期42~45天發育成熟。大腦半球沒有明顯的回紋,隻有原始的深溝,屬於平滑腦組織,較其他同類動物發達。
5.淋巴係統淋巴係統較為發達。肺部淋巴結具有高度的反應性,在少量機械或細菌刺激時,很快發生淋巴結炎。胸腺在頸部皮下氣管兩側,易摘除。
6.生殖器官雌雄腹部皆有一對乳腺,但雌性乳頭比較細長位於腺體上麵。雌鼠有左右2個完全分開的子宮角,具有無孔的陰道閉合膜,發情時張開,非發情時閉合。雄性有位於兩側突起的陰囊,內含睾丸。出生後睾丸並不下降到陰囊,但通過腹壁可以摸到。用手指壓迫包皮的前麵能將陰莖擠出,包皮的尾側是會陰囊孔。