实验动物的选择与应用
实验动物选择与应用2
体温三者成正比关系。发热时，心率和呼吸频率都
增加。 鸟类的体温比哺乳类的高。恒温动物的体温 昼夜有一定变动范围，变动情况与行为类型有关， 一般夜间活动的动物凌晨2时至3时是一日的峰值。
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两栖类、爬行类属变温动物，体温水平与
外界温度有关，因此选择这些动物做体温调节
试验是不合适的。
动物的临床生理观察指标随动物种类、年
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家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，心脏又有心包胸膜隔 开，当开胸和打开心包胸膜，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。
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家犬是红绿色盲，不能以红绿作为条件刺激
物来进行条件反射实验；家犬的汗腺不发达，不 宜选做发汗实验；胰腺小，适宜作胰腺摘除手术。 家犬胃小，相当胃长径的一半，容易做胃导管， 便于进行胃肠道生理的研究。
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家兔颈部的交感神经、迷走神经和减压神经是 分别存在、独立行走的，而人、牛、猪、狗、猫等 动物的减压神经不单独行走，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 脏等的作用时，就必须选用家兔。这三根神经中， 白色、最粗者为迷走神经，切断后立即造成肺水肿 的动物模型。
鸽子、家犬、猴和猫呕吐反应敏感，适作呕
吐实验，家兔、豚鼠等草食动物呕吐反应不敏感， 小鼠和大鼠无呕吐反应，就不宜适用。
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豚鼠易于致敏，适于作过敏性实验研究。 豚鼠体内缺乏合成维生素C的酶，对维生素C缺
乏很敏感，因此适于维生素C的实验研究。
第四章实验动物的选择和应用
提 交 新 药 申 请 材 料
0.5-2年
四 期 ： 上 市 后 的 监 督 工 作
（一）急性毒性试验 急性毒性试验是通过单次或短时间内多次给药，了解动物 所产生的毒性反应及其严重程度，为临床安全用药及监测 提供参考。 急性毒性试验一般用啮齿类小鼠。一般选用昆明种、ICR 或NIH等封闭群，雌雄各半，体重18~22g（约4~5周龄）， 同批动物体重相差不超过4g。分为4-6个剂量组。 申报一类新药至少必须用两种动物，除了啮齿类动物外， 非啮齿类最好用比格犬。犬用成年犬，体重8~10kg。
（三）皮肤给药毒性试验
皮肤给药毒性试验包括 • 皮肤给药急性试验、 • 长期毒性试验、 • 皮肤刺激实验、 • 皮肤过敏试验。 采用的实验动物为兔、豚鼠和大鼠，首选兔。体重要求兔 2kg 左右、豚鼠 300g ，大鼠 200g ，雌雄各半。给药前 24 小 时将动物背部脊柱两侧被毛脱去，脱毛范围约相当于体表 面积的 10% ，兔约 150cm2 ，豚鼠、大鼠约 40cm2 左右。一般 一侧脱毛区为给药区，一侧脱毛区为赋形剂区。
安全性药理试验
遗传毒性试验 生殖毒性试验
免疫原性试验
致癌试验 毒代动力学试验
药物研发---耗时漫长
非临床安全性试验（GLP） 临床试验（GCP）
发 现 前
5000-10000 个化合物
250
5
一种药品 获得 FDA批准
一期
二期
三期
3-6年
提 交 新 药 研 究
志愿试验人数 20-80 100-300 6-7年 1000-3000
猴、犬、大鼠与人在药物代谢方面的相似性
动 物 种 类 猴
与 强 12 中 15
人
相
似 弱 -无 4
实验动物的选择和利用
（一）、主要药效学
《新药药效学研究技术指导原则》 1.总的要求： （1）方法 ❖ 体内体外两种以上试验方法证明主要药效，其
中一种必须是整体的正常动物或模型动物。 ❖ 实验模型必须能反映药理作用的本质。的确无
法满足上述动物和模型要求时，应予以充分说 明理由，改用其它模型。
六、选用结构功能简单又能反映研
究指标的动物
进化程度高或结构机能复杂的动物有 时会给实验条件的控制和实验结果的获得 及分析带来难以预料的困难。
应依据易化原则选择那些结构功能简
单而又反映研究指标的动物。
例如：在遗传研究中，用寿命短、繁殖快 的果蝇取得了丰硕的成果，而同样方法若 改用 灵长目动物其难度是很难设想的。
二、必要的预试验有助于选择与 本课题相适应的实验动物
动物预试验的作用在于 1.初步观察动物是否适宜于本项目的研究 2.熟悉动物的生物学特性及饲养管理
3.检查与动物实验配套的实验条件、方法
是否初步到位
三、选用与人体结构、机能、代 谢
及疾病具有某种相似性的实验动
物
绝大多数生物学与医学研究的最终
❖ 完全随机设计 ❖ 拉丁方设计：适用于多因素实验 ❖ 正交设计：多因素、多水平的实验。
（4）剂量
①最小有效量：药物达到开始出现药效的剂
量。
②极量： 是指安全用药的极限剂量。
③治疗量(常用量)：治疗量是指临床常用有
效剂量范围。它比最小有效量要高，又比药 物极限量要低。
④最小中毒量：最小中毒量是指药物已超过
A .给药量的确定
❖ 参考结构和作用相似的药物剂量作为应 用剂量
❖ 以小鼠中毒剂量或致死剂量的1/5或1/10 作为应用剂量
实验动物的选择和应用
一、名词解释1、疾病动物模型：是医学研究中建立的具有人类疾病模拟表现的动物实验对象和相关材料。
2、自发性疾病动物模型：未经任何有意识的人工处置，在自然状况下所发生的疾病称之为自发性疾病动物模型。
3、诱发性疾病动物模型：以物理的、化学的或生物的致病因素造成动物组织、器官或全身一定的损害，出现类似人类疾病的功能、代谢或形态结构方面的改变称之为诱发性疾病动物模型。
4、免疫缺陷动物：由于先天性遗传突变或用人工方法造成免疫系统某种或多种成份缺陷的动物。
5、转基因动物：用实验方法将外源基因稳定地整合到动物细胞的基因组中，并能稳定地表达并遗传给下一代的动物称之为转基因动物。
6、标准化的实验动物，标准化动物是指遗传背景明确或来源清楚的，对其携带的微生物实行控制，模型性状显著且稳定的动物。
7、动物实验结果的外推：医学研究中，动物模型、动物实验都是为人服务的，一切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。
8、自发性肿瘤模型：这是一类不经人工处置而自然发生的动物肿瘤模型，其发病类型、发病率均随实验动物的品种、品系等不同而不同。
9、移植肿瘤模型：动物接种一定数量的肿瘤细胞（皮下、腹腔、静脉、颅内等），甚至是无细胞滤液（病毒性肿瘤）后，几乎在相同的时间内一群动物患同样的肿瘤，其成功率接近100％。
二、是非题（下列试题中正确的用（√）号错误的用（×）号）1、研究人类疾病可选择在生物进化过程中与人类接近的非人类灵长目，如猴、猩猩、狒狒、长臂猿等。
（√）2、研究人类疾病只能选择在生物进化过程中与人类接近的非人类灵长目，如猴、猩猩、狒肌长臂猿等。
（×）3、猕猴的生殖生理非常近似于人，月经周期也是28天，可用于生殖生理、计划生育及避孕药研究。
（√）4、小鼠的生殖生理非常近似于人，月经周期也是28天，可用于生殖生理计划生育及避孕药研究。
（×）5、狗具有发达的血液循环和神经系统，其消化生理、毒理和对疾病的反应都和人类近似，适于作生理学、营养学、药理学、毒理学、行为学和外科手术学上的研究。
实验动物选择的一般原则
实验动物选择的一般原则
实验动物选择的一般原则如下：
1. 最小化使用动物：尽量使用最少的动物来获得足够的数据。
使用教育和计算机模型等方法来替代动物实验。
2. 选择适宜的实验动物：选择与研究问题相关的动物，并考虑它们的生理特点和缺陷。
3. 选择健康的动物：仅使用健康的动物进行实验。
如果动物患有疾病，可能会影响研究结果。
4. 应用最佳的实验方法：选择具有最佳实验方法的实验动物种类进行实验。
最佳实验方法可提高数据的准确性。
5. 最大限度减轻动物的痛苦和痛苦：在实验过程中，最大限度地减轻实验动物的痛苦和痛苦。
尽量使用无创伤性的实验方法。
6. 定期审查使用动物的方案：为保证动物受到妥善对待和使用，定期对使用动物的方案进行审查。
7. 尊重生命：在面临使用动物的决策时，必须尊重生命，并认真考虑是否有替代方案。
标准化实验动物
标准化实验动物标准化实验动物是指在科学实验中用于研究、测试和教学的动物。
它们在医学、生物学、药理学等领域发挥着重要作用，对人类健康和科学研究起着不可替代的作用。
标准化实验动物的选择、饲养、管理和使用都需要严格遵守相关的法律法规和伦理规范，以确保动物的福利和实验结果的准确性。
本文将从标准化实验动物的选择、饲养管理和实验使用等方面进行介绍。
首先，标准化实验动物的选择需要根据研究目的和实验要求进行合理的选择。
常见的实验动物包括小鼠、大鼠、兔子、猪、狗等，它们具有不同的生物学特性和实验价值。
在选择实验动物时，需要考虑动物的生理特征、行为习性、繁殖能力、易感性等因素，以确保实验结果的准确性和可靠性。
同时，还需要考虑动物福利和伦理道德，尽量减少动物使用数量和痛苦程度，遵循3R原则（减少（Reduce）、替代（Replace）、改良（Refine））。
其次，标准化实验动物的饲养管理是保证实验动物健康和实验结果准确性的重要环节。
动物饲养环境需要符合相关的法律法规和标准，提供适宜的温度、湿度、光照和通风条件，保证动物的生理和行为需要。
饲养动物的饲料和饮水需要符合营养需求，保证动物的健康和生长发育。
此外，还需要定期进行动物健康检查和疾病防控，保证实验动物的健康状态和实验结果的准确性。
最后，标准化实验动物的实验使用需要严格遵守伦理规范和实验操作规程，确保动物的福利和实验结果的可靠性。
在实验操作中需要尽量减少动物使用数量和痛苦程度，合理设计实验方案和操作流程，提高实验效率和实验结果的可靠性。
同时，还需要进行实验动物的行为观察和生理监测，及时记录实验数据和结果，确保实验结果的准确性和可靠性。
总之，标准化实验动物在科学研究和医学实践中发挥着重要作用，但在使用过程中需要严格遵守相关的法律法规和伦理规范，保证动物的福利和实验结果的准确性。
只有做到科学选择、合理饲养和严格使用，才能确保实验动物的福利和实验结果的可靠性，推动科学研究和医学进步。
医学生物学研究中实验动物的选择与应用
医学生物学研究中实验动物的选择与应用在医学生物学研究中，实验动物的选择与应用是非常重要的。
实验动物可以为我们提供模拟、预测和解释人类生理和疾病相关机制的重要线索。
同时，通过实验动物的研究也促进了药物的发展和治疗方法的改进。
在选择和应用实验动物时，需要考虑多个因素，包括实验目的、动物特性、伦理道德和实验效度等。
首先，实验动物的选择应该与实验目的紧密相关。
不同的实验目的需要不同的实验动物模型。
例如，在研究心血管疾病时，可以选择小鼠、大鼠或猪等动物模型，因为它们与人类的心血管系统有很高的相似性。
而在针对一些疾病的基因突变和遗传变异研究中，可以选择果蝇、线形动物等简单而具有高度保守性的生物模型。
其次，实验动物的特性也是选择的重要考量因素。
例如，小鼠是最常用的实验动物之一，因为其体型小、繁殖能力强、代谢途径与人类相似以及遗传背景易于操纵等特点，使其成为研究多种疾病的理想模型。
大鼠的体型比小鼠大，适合从器官到器官系统层面的研究，而猪则更接近人类的体型和器官结构，适合进行一些更复杂的研究。
此外，考虑到道德和伦理方面，选择和应用实验动物也需要遵循相关的规定和准则。
在进行动物实验前，必须经过伦理委员会的批准，并确保实验动物享有最佳的生活条件和对待。
此外，应该尽量减少实验动物的使用数量和使用时间，采用尽可能少的动物实验来达到研究目的。
最后，实验动物的选择还应考虑实验效度的问题。
实验效度是指实验结果是否能够准确地反映出人类疾病的病理生理特征。
虽然实验动物能够提供很多与人类相似的生理、解剖和行为特征，但仍然存在一定的差异。
因此，在选择实验动物时，需要确认其与人类的相似性和可比性，并对实验结果进行仔细的解读和推广。
同时，结合其他实验方法如细胞培养和计算模型等可以更好地提高研究结果的准确性和可靠性。
总之，在医学生物学研究中，实验动物的选择与应用是一项重要而复杂的任务。
科学家们需要综合考虑实验目的、动物特性、伦理道德和实验效度等多个因素，以准确地选择最适合的实验动物模型，并合理地应用在研究中。
实验动物的选择和应用
1
急性毒性试验
2
急性毒性试验是通过单次或短时间内多次给药，了解动物所产生的毒性反应及其严重程度，为临床安全用药及监测提供参考。
动物的体型大小、从动物身上获取的实验材料要满足试验的要求。
01
02
应该注意的是，科研中实验动物的选择是上述选择原则和科研经费预算、并结合自己实验室硬件和软件条件综合考虑、权衡利弊的结果，并应充分预计选择的实验动物对实验结果的影响。
第二节 部分学科实验动物的选择和应用 一、药理学研究
药物安全性评价
zebrafish
模式生物与人类
土壤线虫 黑腹果蝇 蟾 蜍 小 鼠 人 种 人类和几种模式生物之间的进化关系
果蝇： 成虫体小，长仅3～4毫米。身体淡黄色，复眼多为红色。成虫喜在多种腐烂水果和发酵物周围飞舞和产卵。生活周期较短，约2周。 染色体数量少，遗传背景清楚，基因定位与表型效应的关系明确，各种遗传分析方法也较成熟，是一种经典的 模式动物。
长期毒性试验
一般设定3个剂量组。低剂量组目的是寻找动物安全剂量范围，为临床剂量设计作参考。此剂量下应不出现毒性反应。高剂量组目的是为寻找毒性靶器官、毒性反应症状及抢救措施提供依据，也为临床毒性及不良反应监测提供参考，应使动物产生明显的或严重的毒性反应，或个别动物死亡。中剂量组应使动物产生轻微的或中度的毒性反应。
02
外购的实验动物，应适应性饲养、观察检疫3-7天，证实其身体健康后才开始实验。
03
饥饿、衰竭、寒冷、炎热情况下，动物实验结果不稳定。应加强饲养管理，控制环境条件。
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2013
7
实验动物选择的一般原则
小鼠的主要应用方向： 药效学研究 评价止痛药药效---小鼠热板试验、小鼠甩尾试验 测试药物对副交感神经和神经接头的影响---小鼠的瞳孔 放大作用 评价抗痉挛药物药效---听源性痉挛的小鼠 评价镇静药物药效---小鼠的角膜和耳廓反射
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9
实验动物选择的一般原则
小鼠的主要应用方向： 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 计划生育研究 抗早孕药物研制 老年医学研究 快速衰老小鼠，老龄化进程，胶原老化模型
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实验动物选择的一般原则
大鼠的主要应用特性： 适中的体型和温顺的性情 ---一只大鼠通常能提供足够一般实验分析的血液和体液 等样品，且便于实验操作 强大生育能力 明确的质量标准 多样的品种品系
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实验动物选择的一般原则
大鼠的主要应用方向: 计划生育研究 畸胎学的研究 ：大鼠生育力强，胎产子数多，而畸胎
的自发率较低，对实验的背景性干扰较低 人类高血压、动脉硬化研究： 自发与诱发模型
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实验动物选择的一般原则
豚鼠的主要应用方向 免疫学研究 对致敏原敏感度：豚鼠>兔>犬>小鼠>猫>蛙 过敏性疾病和实验研究 ---速发型过敏性呼吸道疾病研究 ---迟发型超敏反应 制备补体
大鼠的主要应用方向 神经-内分泌反应研究 HPA系统反应研究及身心医学 ---应激性胃溃疡：高度精神紧张（束缚、浸水）造成的
胃溃疡 内分泌腺功能研究 ---手术摘除大鼠垂体、肾上腺和卵巢
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实验动物选择的一般原则
大鼠的主要应用方向: 营养学研究 对多种营养素缺乏均敏感，容易发生典型的相应缺乏症 维生素、蛋白质、氨基酸、钙、磷等缺乏研究
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实验动物选择的一般原则
地鼠的主要应用方向 肿瘤学研究 利用颊囊进行肿瘤移植 诱发肿瘤 人类糖尿病研究 自发型糖尿病模型
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实验动物选择的一般原则
地鼠的主要应用方向
遗传学研究 ：染色体畸变和复制机制
---中国地鼠其染色体少（2n=22）而大，大多能相互鉴
别，与人类一样是X型，Y染色体在形态上独特极易识
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实验动物选择的一般原则
豚鼠的主要应用方向 安全性评价、毒性测试与效价测定 药品、化妆品等的皮肤毒性和过敏性的测试 药物对胎儿后期发育的影响 生物制品毒性检查和免疫力测定
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实验动物选择的一般原则
豚鼠的主要应用方向 药效学研究 平喘药和抗组胺药的药效测试：豚鼠对组胺可产生支气 管痉挛性哮喘 镇咳药的药效评价：豚鼠吸入7%氨气、SO2或柠檬酸可 引起咳嗽
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实验动物选择的一般原则
大鼠的主要应用方向： 安全性评价与药（毒）代动力学研究 亚急性毒性试验、长期毒性试验、生殖毒性试验 确定最大安全剂量 测定药物吸收、分布、排泄 评价药物对心血管的安全性 ---大鼠血压和血管阻力反应敏感，心电图各间期较明
显且平稳，适宜直接描记血压
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实验动物选择的一般原则
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实确的质量标准 多样的品种品系 强大的繁殖能力 易于操控的较小体型
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实验动物选择的一般原则
小鼠的主要应用方向： 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
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实验动物选择的一般原则
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实验动物选择的一般原则
大鼠的主要应用方向: 行为学实验研究 ---大鼠的神经系统的反应与人有一定相似性，且具有
多样的行为和情绪表现，能够人为唤起或控制其动、 视、触、嗅等行为 迷宫试验测试学习和记忆 电击试验测试奖惩反应能力 戒断试验研究人类戒断反应
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实验动物选择的一般原则
实验动物选择与应用
主要内容
实验动物选择的一般原则 实验动物选择的基本原则 动物实验设计 特殊动物实验的动物选择 常用实 验动物的应用与回避
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实验动物选择的一般原则
✓种属、品种和品系 ✓年龄和体重 ✓性别 ✓生理与健康状况 ✓等级
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实验动物选择的一般原则
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
大鼠的主要应用方向: 肝胆外科研究 肝脏具有极强再生能力，切除60%~70%的肝叶仍可再
生 无胆囊，从胆总管直接分泌胆汁，其胆总管粗大便于行
胆管插管术
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实验动物选择的一般原则
大鼠的主要应用方向: 口腔医学研究 龋齿与微生物，唾液，食物的关系 牙垢产生条件 牙周炎实验
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实验动物选择的一般原则
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实验动物选择的一般原则
小鼠的主要应用方向： 肿瘤学研究与抗肿瘤药物筛选
自发型肿瘤动物模型 ---AKR小鼠白血病发生率达90% ---C3H小鼠乳腺癌发病率达90%~100% 诱发型肿瘤动物模型 ---二乙基亚硝胺诱发小鼠肺癌 ---甲基胆蒽诱发小鼠胃癌和宫颈癌 研究肿瘤的遗传学基础：遗传因素与环境诱因的相互作用
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实验动物选择的一般原则
豚鼠的主要应用方向 内耳实验研究 噪音对听力的影响 抗生素耳毒性研究 内耳微循环检查
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实验动物选择的一般原则
豚鼠的主要应用方向 人类疾病研究 人型结核菌分离、鉴别、诊断、病理研究、治疗研究药 物的首选动物 钩端螺旋体感染研究
放射病的出血综合征研究
实验性维生素C缺乏症研究 悉生生物学研究
大鼠的主要应用方向: 中医药学研究 中药毒性试验 中医症候大鼠模型 针灸研究
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实验动物选择的一般原则
大鼠的主要应用方向: 药效学研究 评价药物对副交感神经-神经效应：通过大鼠的体征和行为 表现如分泌唾液、外因性流泪、发抖、不自觉咀嚼等判断药 物的刺激和抑制作用； 评价甾体类避孕药副作用：观察大鼠服药后发胖、肿瘤发生 率升高的情况等； 筛选抗炎药物：大鼠的足跖浮肿法 研究关节炎药物的药效：大鼠炎症反应敏感，尤其是踝关节 对炎症反应灵敏