动物实验方法概述

特殊性原则
特殊性原则是指利用不同种系实验动物机体存 在的特殊结构或某些特殊反应选择解剖、生理特点 符合实验目的和要求的动物。 例如： 热源试验-家兔 呕吐试验-家犬、猴和猫 过敏性试验-豚鼠 耳毒性试验-豚鼠 观察切除甲状旁腺后的生理现象-犬
标准化原则
标准化实验动物主要是指遗传背景明确，具有 已知菌丛和模型性状显著且生物学特征隐定的动物。 例如： 许多突变品系动物具有与人类相似的疾病或缺 损。
① 它不具有育种功能； ② 杂交F1代动物遗传和表现均一性好； ③ 生活适应能力较近交系动物强； ④ 具备亲代双亲的特点，应用范围大。
(二) 按携带微生物分类
1.普通动物（conventional animals，CVA） 又称一级动物。 特点：
① 不带有动物烈性传染病和人兽共患病病原体; ② 对实验的反应性较差，实验结果不可靠，仅可供 教学示范及作为预备试验之用。
(一) 按基因遗传学分类
1．近交系(inbred strain)
是指连续20代以上兄妹交配(BXS，brother-
sister mating)或亲子交配(PXO，Parentoffspring mating)培育而成的动物品系。 常见的近交系动物：
① 普通近交系 ② 重组近交系 ③ 同源突变近交系 ④ 同源导入近交系
首过效应(First pass effect)：
是指受试动物机体在受试物的接触部位对受 试物的阻隔作用或生物转化作用，从而使受试物 进入血液的量小于接触量。
吸收系数(Absorption coefficient)：
是指受试物被受试动物吸收入血的量与接触 量之比。
二、受试物溶液配制
溶剂和助溶剂要求
常规灌胃量 小鼠 0.1ml-0.2ml/10g体重 大鼠 0.5ml-1.0ml/100g体重 兔 ＜100ml/2kg体重 狗 ＜500ml/10kg体重 最大灌胃量（见表）
灌胃方式：
1. “等体积不等浓度”灌胃 2. “等浓度不等体积”灌胃
A.等体积不等浓度药液配制
例1：按1ml/100g体重灌胃量,如何配制受试物药液？ 剂量组：1000mg/kg 100mg/100g 受试物浓度：100mg/1ml 200g大鼠 2ml 10mg/1ml 2ml 1mg/1ml 2ml 100mg/kg 10mg/kg
B.等浓度不等体积药液配制
例2：按1ml/100g体重灌胃量,如何配制受试物药液？
剂量组：1000mg/kg 100mg/100g 受试物浓度：100mg/1ml 200g大鼠 2ml
100mg/kg
10mg/kg
100mg/1ml 0.2ml
100mg/1ml 0.02ml
(2) 喂饲法 喂饲法染毒含药饲料配制
剂量组： 4000mg/kg 400mg/100g
饲料中 受试物含量：400mg/10g饲料 （4%） 200g大鼠 20g饲料
400mg/kg
40mg/kg
40mg/10g (0.4%) 20g饲料
4mg/10g (0.04%) 20g饲料
三、受试物施加途径
1. 经口(胃肠道)
(1) 灌胃法 (2) 喂饲法 (3) 吞咽胶囊法。
阴性对照组（生理盐水） 汞处理组（皮下注射2.5mg/kg）
与对照组比较有氧化损伤： 肝脏GSH↓、 SOD↓、GSH-Px↓、MDA↑
沙棘油（灌胃5.0mg/kg）+汞处理组（皮下注射2.5mg/kg）
实验设计问题： ①沙棘油对实验效应的单独作用？ ②沙棘油对汞诱导的氧化损伤作用有无剂量影响？
与汞处理组比较：肝脏GSH-Px↑
实例2
用动物（犬）试验研究针刺“人中穴”对血压的 影响的实验组设计： 无针刺（正常）-阴性对照组 针刺（非人中穴）-试验对照
不同处理水平
针刺人中穴-处理组
（针刺频率与强度）
实例评述（实例摘自《毒理学杂志》第20卷第4wenku.baidu.com，2006）
用动物实验研究“沙棘油对汞诱导大鼠肝肾氧化 损伤的影响”的实验组设计：
① ② ③ ④
间。
必须饲养于半屏障环境中或屏障环境中； 饲料、饮水、垫料、笼具等均须消毒； 工作人员需更换灭菌工作服、鞋帽、口罩等后工作； 饲养环境必须能控制温度、湿度、光照强度和光照时
物种来源于SPF动物或无菌动物。
3.SPF动物(specific pathogen free animals, SPFA)
是指受试因素引起受试动物出现某种质效应的个体 数在群体中所占的比率，即受试动物群体在受试因素的 作用下出现某种质效应个体的频率。或受试因素引起受 试动物出现某种量效应并达到一定程度的个体在群体中 占有的比率。
3.剂量-效应(反应)关系 (1) 剂量-效应关系（指个体或群体中的个体） ( Dose-Effect Relationship ) 指受试物的剂量与实验动物个体发生量效应 强度之间的关系。 (2) 剂量-反应关系（指群体） ( Dose-Response Relationship ) 指受试物的剂量与实验动物群体中出现某种 质效应发生率之间的关系。
响，使动物实验的结果真实、客观、可信。
对照类型：
同体对照（有3种）
组间对照： 对照要求： “同时、同地、同条件、同操作”
同体对照
同体处理前后对照 （施加处理因素前后） 同体不同部位对照 （对称部位施加或不施加处理） 同体交叉处理对照
（对称部位交叉处理）
组 间 对 照
实例1
实例2
用动物（犬）试验研究针刺“人中穴”对血压的 影响的实验组设计： 问题： 1.实验三个基本要素？ 2.实验组如何设置？
第一节 受试因素（物）
一、剂量（Dose）
剂量含义
1.动物接触受试物的量
大 2.施加给动物的受试物量 3.进入血液中的受试物量 小 4.产生实验效应的受试物量
“外剂量” –
“内剂量” –
表示方法
1.mg/kg ---经消化道、皮肤、注射途径
2.mg/m3 (ppm)---经呼吸道 A(mg/m3)×22.4
① 突变系动物因其突变多为病态； ② 其生活能力较弱；
③ 饲养管理要求严格，繁殖保种较为困难；
④ 适用于某一疾病机制研究。
4．杂交群(hybrid stock)
杂交群(hybrid stock)又称异系杂交，它是由 两个不同的近交品系杂交而繁殖的第一代动物，又 称为杂交一代（简称F1杂交动物）。 杂交群动物的特点：
4.无菌动物(germ free animals，GFA)， 又称四级动物，指采用当前手段无法检出一切其他 生命体的动物。 悉生动物(gnotobiotic animals，GNA)
又称已知菌动物，是将已知菌植入无菌动物体内，因植入菌 类数量不同分为单菌动物、双菌动物和多菌动物。 饲养要求： ①必须饲养于隔离的无菌环境； ②饲料、饮水、笼具必须严格灭菌，确保无菌； ③饲料中的营养成分必须齐全，满足无菌动物的 需要， 特别是维生素类营养物质。
2.体重
3.性别（根据受试物用途）
4.生理及健康状况
第三节 实验效应
一、基本概念
1.实验效应（experimental effect)
是指受试因素引起受试动物机体出现出现的生物学 特征变化或改变。 分类： 量效应(graded effect) 质效应(quantal effect)
2.实验反应（experimental response)
物种来源于剖腹产或无菌卵的孵化。
二、实验动物选择
(一) 动物种属的选择 选择原则：
1.相似性原则
2.特殊性原则
3.标准化原则
4.经济性原则
相似性原则
相似性原则是指利用动物与人类生命现象（如 机能、代谢、结构及疾病特点等)的相似性来选择 实验动物。 例如： 烧伤研究模型动物-小型猪 因为小型猪的皮肤组织结构与人类相似，其上 皮再生、皮下脂肪层、烧伤后的内分泌及代谢等也 类似人体。 自发性高血压模型动物-SHR大鼠
要求： ① ② ③ ④ ⑤ 缺点： ① ② ③
动物需单笼喂养； 每日需计算进食量或饮水量； 受试物应无异味，不挥发； 受试物应不与食物发生化学反应； 受试物在饲料中含量≯5%。 动物笼具需要量多; 工作量很大； 受试物剂量很难控制在所需水平;
例3：按100g体重动物每日摄食量10g计算,如何配制饲料？
① 群体遗传特异性保持相对稳定； ② 个体间具有杂合性，存在一定的差异； ③ 与人类群体遗传异质性相似； ④ 繁殖能力较强； ⑤ 生产成本低，生产量大，供应充足。
3．突变系(mutant strain)
突变系(mutant strain)是指由于遗传基因发生
突变而表现出某种遗传缺陷的品系动物。
突变系动物的共同特点是：
阴性对照组（生理盐水） 汞处理组（皮下注射2.5mg/kg） 沙棘油（灌胃5.0mg/kg）+汞处理组（皮下注射2.5mg/kg）
实验效应指标： 谷胱甘肽（GSH）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px） 超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）
实验设计问题分析：
用动物实验研究“沙棘油对汞诱导大鼠肝肾氧化 损伤的影响”的实验组结果：
经济性原则
经济性原则是指尽量选用容易获得、价格便宜 和容易饲养的动物。 动物种属： 啮齿类动物-小鼠、大鼠、地鼠、豚鼠
特点：繁殖周期短，具多胎性，饲养容易， 遗传和微生物控制方便，经济。
非啮齿类动物-狗、家兔、猪。 非人灵长类动物-猴、猩猩等
(二) 动物个体的选择
1.年龄（根据试验目的与试验周期选择）
第一章 动物实验概述
动物实验基本要素：
处理因素
（研究因素） （受试因素）
受试对象
实验效应
（生物学特征改变）
(受试动物 )
实验组设计 对照组 阴性(正常)对照组 阳性(有效)对照组 溶剂(实验)对照组 ---剂量水平1 ---剂量水平2 ---剂量水平3…
处理组
对照组的意义
对照目的： 消除或减少非处理因素对实验效应的影
近交系动物的特点：
① 基因型相同，表现型一致，近交系数大于99％； ② 对受试物反应一致，实验结果重复性好，可比性强； ③ 遗传学背景明确； ④ 抵抗力差，对营养及饲养管理条件要求高； ⑤ 不同品系具有各自明显的特性。
2．封闭群(closed colony)
它是指一个不从外界引入新的血缘，采用非近
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，还应排除潜在感染或条件性致病的病原，以 及对科学实验干扰大的病原体。 饲养要求： ① 必须饲养于屏障系统环境中； ② 饲料、饮水、垫料、笼具等必须灭菌； ③ 操作人员必须严格执行操作规程； ④ 保种最好饲养于隔离器中。 物种来源于无菌动物或悉生动物。
饲养要求：
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 饲养于普通环境； 全价饲料饲养； 饮水水质应符合国家规定的生活饮水卫生标准； 饲料与垫料要消毒，室内温度与湿度能人工控制； 能防止蚊蝇等昆虫及野鼠进入; 饲养环境应定期清洁消毒。
物种来源于清洁动物或SPF动物。
2.清洁动物（clean animals，CLA） 又称二级动物，除不带有普通动物应排除的病原 体外，还不应携带对动物危害大和对科学实验干扰大 的病原体。 饲养要求：
2. 经呼吸道
(1) 自然吸入---“静式”与“动式” (2) 气管注入
3. 经皮肤--涂药 4. 注射途径
---静脉、肌肉、皮下、腹腔注射等
第二节 实验动物
一、实验动物分类
(一) 按基因遗传学分类 1.近交系(inbred strain) 2.封闭群(closed colony) 3.突变系(mutant strain) 4.杂交群(hybrid stock) (二) 按携带微生物分类 1.普通动物(CV) ---一级动物 2.清洁动物(CL) ---二级动物 3.SPF级动物(SPF)---三级动物 4.无菌动物(GF) ---四级动物
1.不与受试物发生化学反应； 2.不对实验效应产生影响； 3.在使用中不发生降解； 4.不影响受试物的稳定性。
常用溶剂与助溶剂：
1.溶剂： 水（生理盐水、蒸馏水等）
植物油（玉米油、橄榄油等） 2.助溶剂： 吐温-80或吐温85 羧甲基纤维素、月桂醇硫酸钠等
受试物配制方法
灌胃给药染毒的药液配制 灌胃量要求：
亲交配方式进行繁殖一定代次的实验动物种群。又
称远交系(outbred stock)。 常见的封闭群有两类： (1)近交系封闭群：由近交系种群采用非同胞交 配至少连续繁殖在4代以上的群体称近交系封闭群。
(2)非近交系封闭群：以非近亲交配方式在一定
群体内连续随机繁殖15代以上的群体称非近交系封
闭群。
封闭群动物具有以下特点：