网络 第七节 计划生育研究中实验动物的选择和应用 一、常用实验动物的生殖功能、结构特点 实行计划生育是我国的一项基本国策。到本世纪末,力争把我国人中控制在12亿以内,此项任务十分艰巨。如果人口控制不住,就会影响经济振兴,影响现代化,甚至影响社会的安定。广大人民群众迫切需要更多、更安全的、使用方便的节育措施。为了寻找更多的有效措施来控制人类的生育,保证避孕药物或其他节育措施的有效和安全,必须首先在实验动物身上进行实验研究。因此,保证实验动物的质量和了解实验动物生殖和发育等特点,是十分重要。 (一)常用实验动物的繁殖周期特点 计划生育研究中常用的实验动物有小鼠、大鼠、豚鼠、兔狗、恒河猴等,各种动物的性周期、排卵时间及妊娠期都各不相同。如狗是季节性单发情,猫季节性多次发情,而鼠、豚鼠全年都有动情周期的循环,灵长类有月经周期,但只有一定季节才排卵(见下页表10-37) (二)常用实验动物排卵和性周期特点 哺乳动物的排卵可分为两种类型,一般动物是按一定的周期进行排卵的,
网络 二、动物的选择与应用 (一)猕猴和狨猴 猕猴是口腔医学实验研究的首选动物。特别是口腔矫形学和口腔内科学研究更为常用,如用于再植牙的效果观察;组织病理变化;干槽症组织病理变化的研究;以及探讨各种治疗方法、治疗材料组织愈合的影响等,以求得最佳的临床治疗效果。 猕猴的牙齿数目和人类一样,牙齿的排列类似于人类,口腔内存在的许多微生物也相同于人类口腔中存在的微生物,如给猕猴的食物中加大糖的含量喂动物后。可以诱发乳牙恒牙龋齿,发生的龋齿变化类似于人类,故可选用猕猴进行龋齿病因、发病和治疗等方面的研究。 狨猴的牙周组织对一般的代谢改变极为敏感。老年狨猴的牙周膜改变极类似于老年人的牙周膜改变,另外,狨猴牙周炎的发生过程以及组织病理学改变也类似于人类,所以狨猴作为牙周疾病的研究是极为理想的动物。 猕猴也用于牙齿折裂方式、程度以及处理时间、处理方法和组织病理变化的研究,以探讨治疗效果;还常用于补牙材料、镶牙材料对牙髓及牙周组织及骨组织的毒性、致癌性等的研究。 (二)家兔
网络 第六节 口腔医学研究中实验动物的选择与应用 一、常用实验动物口腔解剖生理特点 口腔医学和医学其它科学一样正在飞速发展。新的治疗方法、药物、矫形材料等的不断发现,有些可以直接用于临床,有些必须通过动物验证验证后才能应用于临床。因而,实验动物在口腔医学研究中的地位就显得愈来愈重要了。可以选用实验动物进行口腔器官先天畸形、缺损、后天创伤、炎症及肿瘤的研究等。如龋或非龋性的牙体病、牙髓病、尖周病、牙周病、口腔粘膜病、肿瘤以及涎腺、关节、颌骨疾患和错畸形等的病因、病理、病程、诊断、预防及治疗(含镶、补技术)方法的研究等。在选择实验动物进行口腔医学各种研究时首先必然熟悉这些实验动物口腔的解剖、生理特点。 (一)常用实验动物牙齿数目和生长特点 1.齿式和数目(以恒牙为标准) 猴 2(2123/2123)=32狗 2(3142/3143)=42; 猫 2(3131/3121)=30兔 2(2033/1033)=28; 豚鼠 2(1013/1013)=20地鼠 2(
网络 六、泌尿系统药理实验中的选择与应用 (一)利尿药及肾功能测定实验中动物的选择应用 1.利尿药及抗利尿药筛选实验:要判断所试药物是否有利尿作用,可选用大白鼠、小白鼠、猫或狗进行实验,其中以大白鼠较为常用。对人体有利尿作用的药物均可在大白鼠实验中获得较好的利尿效果,但汞撒利的作用较差。因此筛选利尿药实验的首选动物虽多采用大白鼠,必要时还应再选用另一种动物实验,加以验证。 收集动物尿液的方法可分为两大类:一是用代谢笼收集较小动物24小时以内的尿液量,称为“代谢笼实验法”,适用于大白鼠及小白鼠。为了防止尿液的蒸发和粪便的污染,可选用特别的集尿装置或用滤纸吸导尿液加以称重,用此类方法时,实验环境(气温和湿度)的影响较大,应予控制,室温以20℃左右为宜。二是直接自输尿管或膀胱收集尿滴,适用于猫、狗、家兔和大白鼠,实验可在较短时间内完成,受外界环境影响也较少,但动物处于麻醉状态下,与清醒动物还有区别。欲进行清醒动物的利尿实验,可采用膀胱瘘法,即预选给狗或猫进行膀胱瘘手术,二周后切口愈合
网络 第十一章 生物医学研究的基本途径、方法和影响因素 第一节 生物医学研究的基本途径 医学科学是生命科学的分支,而实验医学中的研究对象--人的替代者即实验动物和动物本身的实验,已作为生命科学的最基础学科--实验动物科学,在近三十年发展起来了,这门新兴科学的产生,一方面为航天医学(宇航卫生)、军事医学(细菌和毒剂以及核武器损伤)、人类顽症(癌肿和心血管疾病等)、新药的诞生(干扰素和单克隆抗体等)、食品卫生、生物制剂(疫菌和抗血清等)、尖端科研(遗传工程和单克隆技术等)的研究提供了特别重要的实验材料,另一方面使动物技术也得到了飞速发展。 由于实验动物及其技术在科学研究中的特殊地位,现在实验动物学已不象过去那样可有可无了,而是受到了广大科学界乃至于社会的普遍重视,这是科学发展的要求,也符合自然发展的必然规律。 实验动物科学包括实验动物和动物实验两大部分。动物实验不仅是研究包括人类在内的生命活动及其疾病防治规律的基本手段,而且其中的基本操作即生物医学研究过程中的
网络 二、中医证型动物模型复制方法及动物选择 中医证型的动物模型大约有“阳虚”、“阴虚”、“脾虚”、“脉微欲绝”、“血虚”、“血瘀”、“肝郁”、“寒证”、“热证”、“温病”及“里实”等11种。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,而致病因素不外乎物理、化学、生物以及某些内脏损伤或切除等。如①用生大黄、番泻叶、玄明粉造成脾虚运化失常模型;②用阿托品(胆碱能M型受体阻断剂)、利血平(耗竭儿茶酚胺类递质)造成植物神经功能失调拟脾虚、阳虚、阴虚模型;③根据中医饥饱无度、损伤脾胃的理论,用甘兰加猪脂使饮食失节造成脾虚生化乏源模型;④以大剂量醋酸氢化可的松使动物产生一系列耗竭现象,达到虚损状态比拟阳虚模型;⑤以适量的大肠杆菌静脉注射,复制急性和暴发性大肠杆菌败血症比拟温病模型;⑥依中医“正邪相争”理论为指导,用给动物注入强毒细菌以“助邪”及结扎血管阻断血运降低机体抗病力以“伤正”的办法,造成动物“里实”模型;另外,还开展了采
网络 第十二节 中医中药研究中实验动物的选择与应用 一、中医药研究中开展动物实验的意义 中国医药学自从有文字记载以来的几千年悠久历史中,总结了劳动人民长期和疾病作斗争的丰富经验。它对中华民族的繁衍昌盛有很大贡献,对世界医学的发展也有很大的影响。 科学研究最贵有创造性,有特点。在发展中、西医学的同时,用唯物辩证法指导中西医结合,对于促进我国医学科学发展、赶超世界先进水平具有重要意义。在唯物辩证法指导下用现代科学知识和方法整理研究世界各国各民族传统医学并与现代医学的精华相结合,创立新的世界医学,是实现世界医学史中从朴素辩证唯物论和形而上学影响下的旧医学飞跃为唯物辩证法指导下的新医学的正确道路。 医学科学研究中我们强调中西医结合方向决不是要闭关自守或夜郎自大。相反,我们对西医(更不用说其他现代自然科学)的一切长处都应该认真学习研究,要有分析地研究应用西医的一切新成就,引起可能引进、应该引起的新技术,注射西医和一切现代科学研究的新动向、新思路,以便洋为中用,启发思想,广开思路。另
网络 二、老年病研究中实验动物的应用 (一) 衰老 机制的研究 北京医学院生化教研室发现老年大鼠脑细胞核内非组蛋白染色体蛋白质(NHCP)含量明显减少,从电泳图谱上发现NHCP丢失了分子量10万以上的两条蛋白带等,认为其NHCP发生了量与质的变化,影响了基因调控作用的正常进行,因而使中枢神经系统机能明显减退,北京医科大学基石医学系研究表明乙酰胆硷脂酶(ACHF)活性在大鼠中脑的红核和黑质明显地随年龄增长而降低,且开始于生命早期。 北京中医学院报告微量元素硒的抗过氧化脂质损伤作用,实验结果提示对动物补充适量硒,可以提高血液和组织谷胱甘肽过氧化物酶活性,催化过氧化脂质(LPO)分解。 (二)抗衰老药物研究 近年来国内外衰老药物的研究发展很快,但由于化学药的广泛使用及其毒性作用,世界研究方向已瞩目于植物药,祖国医学积累了很多抗老延年的宝贵经验,已引起国内外的极大重视,汕头大学医学院以明朝御方“长春不老丹”为基础制成“长
网络 二、常见病毒敏感动物的选择 病毒敏感动物的研究,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曾起过重要作用,主要用作分离病毒、研究发病机制、抗病毒药物筛选、疫苗效果及完全性鉴定、制备诊断用品等。 实验动物选择,应注意影响动物实验效果的各种因素。不同种属动物对同一致病因素的易感性不同,对一种动物是病原体,对另一动物可能并不致病。即使是同一种属动物的不同品系,对同一刺激的反应也有很大差异。年龄、体重、性别、生理状态、健康情况,往往导致对同一刺激的不同结果。此外,病毒学研究中,接种途径的改变往往导致不同的感染结果。实验中,应尽量利用经微生物控制的动物和纯种动物。 表10-51 各种病毒在鸡胚内的繁殖与接种途径 病 毒 鸡胚 日龄(天) 接种途径 培养 温度(℃) 培养时间 繁 殖 收 获 流行性感冒 9~12 尿囊腔、羊膜腔 33~35 36~48小时 血 凝 尿囊液、羊水 流行性腮腺炎 9~12 ″
网络 第十节 病毒学研究中实验动物的选择与应用 一、病毒学研究中实验动物的选择 病毒学研究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、呼吸道肠道病毒和虫媒病毒感染有高度易感性。许多柯萨基病毒A型直到目前仍然不能在1月龄小白鼠以外的任何非人的宿主中培养。因此,目前研究虫媒病毒常选用小白鼠乳鼠及刚断乳的幼鼠,A型柯萨基病毒需用出生一天内的小白鼠培养。用感染乳鼠脑制备补体结合抗原,滴度常较高且非特异性仅应较少。 其他实验动物,如成年小白鼠、兔、豚鼠、雪貂在人类病毒学的发展史上曾起过关键性作用,但目前它们主要用来研究病理机制、制备诊断用品等,并不用于分离病毒。灵长类动物广泛用于致病性研究,特别是可能由“慢病毒”感染引起的一些疾病。 选用作病毒学研究的实验动物,应首先考虑采用该病毒的易感动物。不同病毒的易感动物与接种途径见表10-48。 表10-48 各种病毒常用易感动物与接种途径 病毒 实验动物 接种途径
网络 六、其它动物的选择与应用 家犬可以自发全身性 红斑狼疮 疾病,国外现在研究它的遗传 性病 变、发病学、临床表现和诱发因子。朝鲜花栗鼠对麻风杆菌的易感性比较高,麻风杆菌能在接种的组织中繁殖,并出现特征性的麻风病变。近年来,德国及英国均曾用欧洲刺猬进行麻风杆菌接种试验,建立麻风病变模型,国内已有单位开展这项研究工作。 豚鼠是研究实验性接触性变态反应的常用实验动物,并为研究接触性变态反应的最佳动物。豚鼠易于致敏。其发生的变态反应性接触性皮炎(ACD)与人类十分相似。然而豚鼠躯干部表皮层较薄(仅4层细胞),发生的病理变化与人类也有差异,如不易发生水疱等。而乳晕部表皮较厚,层次基本与人类表皮相当,且无毛,便于标本制作和观察。如常选用白色雌性豚鼠,体重400~500克,进行实验性接触性变态反应中郎格罕氏细胞的动态观察研究。
网络 五、猪的选择与应用 1967年首次报导了辛克莱猪(Sinclair)有自发性恶性黑色素瘤,其后,在米苏里大学所选育的辛克莱的小型猪发现有很高的皮肤黑色素瘤发病率。Sinclair猪黑色素瘤模型与人类的相应肿瘤有许多共同的特点:肿瘤是自发性的;有由良性黑色素细胞病变转变为恶性能力;猪的黑色素瘤组织学上类似人的浅表扩散性黑色素瘤;转移发生于深部浸润皮肤肿瘤;转移表现与人类黑色转移的分布相似;宿主体内发生肿瘤相关性免疫反应;遗传成分十分明显,与人类某些黑色素瘤的遗传成分相当。但有些特点可区分猪与人的黑色素瘤,如白猪不发生黑色素瘤;猪肿瘤发生与紫外线照射无关;大多数病猪的肿瘤能完全消退。 Sinclair猪黑色素瘤为探讨宿主-肿瘤-细胞的相互作用上提供了独特的机会。猪黑色素瘤模型与人类恶性黑色素瘤有许多共同的特点,而且有可靠的证据说明宿主免疫因素对这一肿瘤的发生、生长及消退都有作用。同时此模型也提供了一个良好的系统,探讨从正常、癌前变化直到恶性黑色素瘤以及转移黑色素瘤的进行性细胞变化,
随着免疫血清学研究的需要,目前已发展成用致敏动物含反应素抗体的血清注射到同种或密切相关的异种正常动物皮内,24~72 小时后,静脉注射抗原,观察局部皮肤过敏反应,统称 PCA 反应。药物对各种动物 PCA 反应的影响是不同的。抗组织胺药对各种动物 PCA 反应均有抑制作用,说明各种动物PCA反应时,均有组织胺释放。但色甘酸二钠可抑制大鼠 PCA 反应,而对小鼠及兔 PAC 反应则无影响,因此,应用 PAC 反应来判断一个药物的抗变态反应作用时,最好不要根据一种动物 PAC 反应的结果。PAC 反应试验常选用的动物是大白鼠,亦用小白鼠。有时根据实验需要用兔。这些动物PAC(24~72小时)反应是由 IgE 介导的。豚鼠很少采用,因其 PCA 反应主要是由 IgG 介导的。
网络 三、近交系小鼠和大鼠的选择与应用 (一)近交系小鼠 常选用CFW小鼠建立鼠麻风足垫感染模型。过去在筛选抗麻风药物、验证耐药菌珠、判断细菌活力、开展实验化疗等方面常被应用。在正常小鼠足垫中的麻风杆菌繁殖有限,到一定数量后即不再增加,这和正常小鼠在足垫感染后期出现对麻风杆菌的细胞免疫有关。如用胸腺摘除并经X线照射的免疫抑制鼠进行足垫接种,麻风杆菌在足垫中的对数生长期延长到接种后13个月,且菌量比正常小鼠明显增高,可达100~1000倍,以后感染可散播到耳、尾、鼻、前后足等部位。病理组织呈现偏瘤型麻风的特点。不过免疫抑制鼠死亡率高,难以进行长期的研究,不够理想。近年来,利用CFW幼鼠可建立真菌感染模型,尤其是应用于念珠菌病的诊断和治疗方法的研究,对隐性患者的早期诊断更有意义。 NZB小鼠出生后4~6个月,大多数可发生 自身免疫 性溶血性 贫血 。这种 自身免疫 性疾病与人的系统性 红斑狼疮 病变十分相
网络 二、�狳的选择与应用 1971年Kirehheimer报告,给九带犰狳接种麻风杆菌获得成功,这是麻风病研究继1960年Shepard建立了小鼠足垫感染模型后的又一成就。接种麻风杆菌14个月后,60%以上的�狳出现播散性瘤型麻风损害,几乎遍及全身,而且组织中含菌量极高。每克病变组织中可含麻风杆菌10 8 ~10 10 个。因此,犰狳麻风感染模型对于麻风病的治疗、免疫学及流行病学研究都有很大的应用价值。从犰狳麻风感染组织中可以获得大量提纯的麻风杆菌,这对麻风杆菌的人工培养、生物化学和制备麻风菌苗的研究都是一个很好的来源。近年来,在美国南部陆续发现野生的九带犰狳患有原发性麻风,从这些原发性麻风犰狳分离出的分枝杆菌与实验感染犰狳的麻风杆菌无法区别。这就提示,麻风杆菌的天然宿主除人类以外,可能还有犰狳。
网络 第九节 皮肤病学研究中实验动物的选择与应用 一、无胸腺裸鼠的选择与应用 (一)麻风病研究 裸鼠对麻风杆菌具有高度易感性,1975年发现麻风杆菌接种于裸鼠足垫后能大量繁殖,并扩散至全身,引起瘤型麻风。以往麻风杆菌只有在背上长够九条纹的犰狳身上才能生长,而这种产于南美等地的动物难于寻找,也不易饲养和操作。现在可以在裸鼠身上接种麻风杆菌,并且生长良好,这样就给研究麻风病提供了十分有利的条件。在无特定病原体环境条件下,裸鼠能存活22个月,在这期间制作模型足以为实验室提供研究活动。有人证实大约在100到280天麻风杆菌就可播散至肝和脾,到565天,除脑之外所有器官都有瘤型浸润、足垫内含菌量高达10 9 。尽管体温很高,在内脏内还是有明显的细菌增殖,甚至在肝的实质细胞、肾和其它组织中也有。病理组织学检查结果类似人的瘤型麻风感染,这为研究麻风杆菌生理学特性、免疫原性和麻风病发病机理提供了极为有用的实验模型。裸鼠的感染能传代,有再现性,在裸鼠的足垫内接种麻风
网络 五、几种简便常用的微循环障碍动物模型复制方法 (一)高分子右旋糖酐(HMWD)法 选择2~3公斤的健康家兔,雌雄不限。复制模型当天禁食、禁水。实验前观察眼球结膜微循环,采用微血管光滑、血流正常的动物,于清醒状态下复制模型。HMWD是一种多聚化合物,它能在红细胞间形成较多的稳定的间桥,表面桥力大于原来的电荷排斥力,从而造成红细胞聚集;加之其本身又是一种高粘度物质,还可增加血粘度。将平均分子量为20~40万的HMWD配成10%生理盐水溶液,以7~15ml/kg体重的剂量给家兔作耳缘静脉快速推注,如在用药同时作动物球结膜微循环活体观察,则可见到球结膜微循环中出现逐渐加强的血流缓慢,血细胞聚集,最后出现流动中的血细胞团块。用药前家兔眼球结微膜血管中的微动脉和毛细血管呈树枝状分布,微静脉常与微动脉平行,血管由粗到细,光滑均交,微血流呈带状或线状,偶可见到流动很快的粒线状血流,但不会有血细胞聚集的颗粒状血流出现。微动脉因血流较快呈线带状,常常不易看清其中的血细胞流动;毛细血管,特别是近瞳孔
网络 四、可进行微循环观察的动物器官及方法 (一)头部器官 动物的眼球结膜、虹膜、眼底、鼻粘膜、口唇、牙龈、舌、鼓膜、耳壳等都可以普通显微镜在放大40倍到100倍的条件下进行微循环观察。这些部位的动物观察方法与人的相似。以家兔眼球结膜观察方法为例:要选用白色家兔,因其球结膜色白,微血管精晰可见。不可采用灰色或黑色的家兔,因其球结膜色深,不易辨别其微血管。将2~2.5kg体重的白毛家兔的在清醒状态下侧卧位置于一特制的长方形固定盒内,使两耳及其头部露出,头颈部和嘴用兔头夹和铁环加以固定,剪去左侧眼睑睫毛,以眼科开睑器将上下眼睑撑开,暴露出球结膜血管,然后用高压水银聚光灯,以45度斜照于球结膜上,双目解剖显微镜放大40倍,可直接观察到球结膜的微循环。 (二)气管微循环观察法 选用大白鼠或家兔麻醉后,剪去下颌及颈部的毛,消毒皮肤,固定四肢(仰卧)。沿颈正中线自下颌部甚胸骨上缘作垂直切口,剥离软组织与肌肉,小心不要损伤血管,用两把纹式止血钳夹住两胸锁乳突肌中部轻轻拉开。于甲状软骨环
网络 三、观察动物微循环障碍时的主要指标 (一)管径 用目镜测微器测量微细动脉与静脉的管径大小。如有摄影设备,在每次观测中摄片,然后用量规在照片上量取管径;或将微血管放大若干倍投影于示教屏上,再用量规在示教屏上量取管径。示教屏上的长度则事先通过物镜测微顺标定好。 微血管的管径还可采用较先进的仪器来测量,如可用微电脑控制的多功能显微图像测量分析仪来测量。该分析仪能对实验时微观结构进行一维(线径、周长)及二维(面积、环)的参数测量,测量精度分别为±1%、±1.5%,从而可对微观察结构变化前后作定量分析比较。并且可对运动目标自动测速,精度±2%。对被测量对象的线径动态变化进行测量和记录,对微粒进行计数。现我国上海已有生产。 (二)流速 目前测定血流速度的方法有两种。一种是秒表法--用目镜测微器和秒表测定,计算血细胞流径口径2~3个红细胞的微血管1mm距离所需的时间,重复测定三次,取其平均值。若作动态比较时应选择固定血管进行观察,此法仅在流速较慢时应用。另一种是示波器光点扫
网络 二、进行微循环动物实验的几个原则 (一)动物的麻醉 远在1944年曾有人在微循环的研究中发现:给小动物进行戊巴比妥钠注入时,剂量若超过3mg/100g体重,则不能得到预期的血管动物。也有人报导,快速注入乌拉坦能诱发血栓形成。因此,动物麻醉药物的选择和剂量,以及麻醉药的配伍都是实验中的重要环节。 微循环实验研究中几种常用动物的麻醉药配伍和剂量用法: 1.猫:35mg/kg体重戊巴比妥钠腹腔注入:70mg/kg体重氯醛糖或700mg/kg体重乌拉坦腹腔注入;75mg/kg体重α氯醛糖,静脉注射。 2.金黄地鼠:30mg/kg体重戊巴比妥钠腹腔注入(如实验时间短可25mg/kg重体)。 3.家兔:35-40mg/kg体重戊巴比妥钠腹腔注入。 4.大白鼠、小白鼠等小动物:25mg/kg体重戊巴比妥钠腹腔注入或肌注,或130mg/100g体重乌拉坦肌注。 动物处于正常麻醉状态时,角膜反射抑制,保持平稳的胸式呼吸。如出现呼吸抑制或深腹式呼吸,则说明用药过