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实验动物与行为分析

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2024-09-26 06:52

1、 1. 实验动物和实验动物科学实验动物和实验动物科学 2. 整体动物学水平的生命科学研究近况整体动物学水平的生命科学研究近况 3. 实验动物在动物实验中的应用方法实验动物在动物实验中的应用方法 4. 动物实验技术动物实验技术 1. 实验动物和实验动物科学实验动物和实验动物科学 1.1 实验动物、实验用动物和实验动物科学实验动物、实验用动物和实验动物科学实验动物是在一定条件下人工饲养繁殖，具实验动物是在一定条件下人工饲养繁殖，具有特定生物学特性，用于科学研究的动物。实验有特定生物学特性，用于科学研究的动物。实验动物是生命科学不可缺少的支撑条件，是为人类动物是生命科学不可缺少的支撑条件，是为

2、人类的健康和发展作出贡献和牺牲的生命体。的健康和发展作出贡献和牺牲的生命体。用于科学实验的动物都可称为实验用动物，用于科学实验的动物都可称为实验用动物，包括实验动物，家畜和野生动物等。包括实验动物，家畜和野生动物等。实验动物科学包括实验动物和动物实验，是实验动物科学包括实验动物和动物实验，是生命科学中的重要分支。生命科学中的重要分支。实验小鼠和实验大鼠实验小鼠和实验大鼠实验兔和实验豚鼠实验兔和实验豚鼠 1.2 实验动物的质量控制实验动物的质量控制实验动物的质量控制生产管理质量检测实验动物的质量控制生产管理质量检测实验动物的质量监测包括：实验动物的质量监测包括：遗传质量监测遗

3、传质量监测微生物质量监测微生物质量监测营养质量监测营养质量监测环境质量监测环境质量监测生物学特性质量检测生物学特性质量检测 SPFSPF实验动物设施实验动物设施屏障室和保种室屏障室和保种室 1.3 当前实验动物科学发展的趋势当前实验动物科学发展的趋势从偏重微生物学质量控制到偏重遗传学质量控制。从偏重微生物学质量控制到偏重遗传学质量控制。倡导倡导3R3R：替代（：替代（ReplacementReplacement），减少（），减少（ReductionReduction），），优化（优化（RefinementRefinement）。）。与高新技术结合，与多种学科交叉，加强实验动物

4、科学与高新技术结合，与多种学科交叉，加强实验动物科学本身的研究。本身的研究。 2. 整体动物学水平的生命科学整体动物学水平的生命科学研究近况研究近况 2.1 基因功能方面的研究基因功能方面的研究整体动物学水平上的基因功能研究已经越来整体动物学水平上的基因功能研究已经越来越受到国际学术界的重视，这方面的研究与分子越受到国际学术界的重视，这方面的研究与分子生物学相关研究的结合，已经成为阐述基因功能生物学相关研究的结合，已经成为阐述基因功能的强有力手段。而实验动物科学在其中所起的作的强有力手段。而实验动物科学在其中所起的作用是不可替代的，实验动物科学将会因基因功能用是不可替代的，实验动

5、物科学将会因基因功能研究的展开而得到进一步的发展。研究的展开而得到进一步的发展。大规模筛选新基因功能的动物行为学大规模筛选新基因功能的动物行为学检测平台的建立和应用检测平台的建立和应用反义核酸技术与动物行为学实验的结合反义核酸技术与动物行为学实验的结合功能检测平台的优越性：快速，简便，直观，功能检测平台的优越性：快速，简便，直观，可与遗传工程动物的性状进行比较可与遗传工程动物的性状进行比较动物学与分子生物学、细胞学以及遗传学的交动物学与分子生物学、细胞学以及遗传学的交叉和结合叉和结合 Antisense Oligo Injection Stereotaxic Microinje

6、ction in Mouse Brain 小鼠的行为学检测模型为：小鼠的行为学检测模型为：考察日常代谢能力的摄食量和摄水量考察日常代谢能力的摄食量和摄水量考察考察LocomotionLocomotion（移动）的旷场行为（移动）的旷场行为考察疼痛阈值的甩尾试验考察疼痛阈值的甩尾试验考察认知能力的洞板试验考察认知能力的洞板试验考察记忆能力的步下法实验等考察记忆能力的步下法实验等代谢能力代谢能力环境恐惧记忆：环境恐惧记忆：步下法步下法这些基因功能的筛选结果显示：有这些基因功能的筛选结果显示：有近近5050的基因在不同行为学模型中的基因在不同行为学模型中的实验结果与对照组存在着显

7、著性的实验结果与对照组存在着显著性差异，预示这些基因有着很好的深差异，预示这些基因有着很好的深入研究前景。入研究前景。初筛基因结果初筛基因结果 * : obvious difference P0.05 * : noticeable difference P0.01 * : extremely noticeable difference P0.001 初初筛筛基基因因数数实实验验组组与与对对照照组组有有统统计计学学差差异异的的基基因因数数 41 24 其其中中: 与与摄摄食食相相关关* 1 * 6 * 2 9 与与移移动动相相关关* 4 * 1 * 1 6 与与痛痛觉觉相相关关* 7 *

8、 2 * 2 11 与与记记忆忆相相关关* 5 * 3 * 3 11 2.2 疾病动物模型的建立和疾病机理研究疾病动物模型的建立和疾病机理研究动物模型的分类：自发性模型动物动物模型的分类：自发性模型动物诱导性模型动物诱导性模型动物动物实验模型动物实验模型生命科学研究离不开动物模型的培育，使用和研究生命科学研究离不开动物模型的培育，使用和研究精神分裂症的小鼠模型精神分裂症的小鼠模型用用MK-801MK-801诱导实验小鼠建立的精神分裂症动诱导实验小鼠建立的精神分裂症动物模型可以用来研究该病的发病机理，相关基因物模型可以用来研究该病的发病机理，相关基因以及治疗药物的筛选。以及治疗药

9、物的筛选。 Locomotion of the C57BL/6 Injected with MK801 0102030405060708090100110120130140150 0 50 100 150 200 250 Sal 0.02mg/kg MK801 0.05mg/kg MK801 0.15mg/kg MK801 0.3mg/kg MK801 0.6mg/kg MK801 1mg/kg MK801 2mg/kg MK801 Time (min) Total beam breaks per 5 min Stereotypy of the C57BL/6 Injected with MK

10、801 0102030405060708090100110120130140150 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 0.15mg/kg MK801 0.3mg/kg MK801 0.6mg/kg MK801 1mg/kg MK801 2mg/kg MK801 Time (min) Total stereotypy time of the first minute per 5 min (sec) Locomotion of the C57BL/6 injected with Risperidone + MK801 0306090120150 0 30 60 90 1

11、20 150 Ris 0.005+MK0.6 Ris 0.05+MK0.6 Ris 0.1+MK0.6 Ris 0.25+MK0.6 Ris 0.5+MK0.6 Ris 5+MK0.6 Sal+Sal Sal+MK 0.6 Time (min) Total beam breaks per 5 min Stereotypy of the C57BL/6 injected with Risperidone + MK801 0306090120150 -1 0 1 2 3 Ris 0.005+MK0.6 Ris0.05+MK0.6 Ris0.1+MK0.6 Ris0.25+MK0.6 Ris0.5+

12、MK0.6 Ris5+MK0.6 Sal+MK0.6 Time (min) Total stereotypy time of the first minute per 5 min (sec) MK-801MK-801诱导的亚慢性动物模型诱导的亚慢性动物模型 0306090120150180210240 -25 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 saline+saline saline+MK0.3 MK0.3+MK0.3 Time(min) Beam breaks per 5 min 0306090120150180210240 -25 0 25 50

13、 75 100 125 150 175 200 225 250 MK1.0+MK1.0 saline+MK1.0 saline+saline Time(min) Beam breaks per 5min 0306090120150180210240 -25 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 MK0.6+MK0.6 saline+MK0.6 saline+saline Time(min) Beam breaks per 5min Locomotor activities of subchronic vs. acute treatment at vari

14、ous doses of MK-801. Day1-5Day1-5给药，给药，Day6Day69 9休休息，息，Day10Day10再次给药。再次给药。亚慢性组在强度、持续亚慢性组在强度、持续时间和起效时间上，时间和起效时间上， hyperlocomotionhyperlocomotion的效应的效应都强于急性组都强于急性组 2.3 实验动物在药物研究和新药开发实验动物在药物研究和新药开发方方面面的的应应用用人类疾病动物模型的建立人类疾病动物模型的建立新药筛选新药筛选相关功能基因筛选相关功能基因筛选毒理研究毒理研究将这一基因功能检测平台与已建立将这一基因功能检测平台

15、与已建立的精神分裂症小鼠模型相结合，有望寻的精神分裂症小鼠模型相结合，有望寻找出一部分与精神分裂症相关的基因，找出一部分与精神分裂症相关的基因，为进一步研究精神分裂症的疾病机理以为进一步研究精神分裂症的疾病机理以及筛选有效的治疗新药打下了基础。及筛选有效的治疗新药打下了基础。 n-gene-locomotion 0102030405060708090 0 50 100 150 200 250 sal-sal sal-mk0.6 anti-sal anti-mk0.6 mis-sal mis-mk0.6 time(min) beam breaks 2.4 实验动物伦理实验动物伦理近年来

16、我国实验动物科学领域内关于伦理问题的进展近年来我国实验动物科学领域内关于伦理问题的进展 “3R”3R”研究概念的传入研究概念的传入倡导倡导3R3R：替代（：替代（ReplacementReplacement）减少（减少（ReductionReduction）优化（优化（RefinementRefinement）实验动物纪念碑的出现实验动物纪念碑的出现 180180次香山科学会议的召开：主题次香山科学会议的召开：主题我国生命科学我国生命科学研究中的伦理问题研究中的伦理问题实验动物管理条例即将修订并增加动物福利的相应实验动物管理条例即将修订并增加动物福利的相应内容内容动物实验技术操

17、作的规范化动物实验技术操作的规范化第第180180次香山科学会议次香山科学会议 180th Xiangshan Scientific Conference 香山科学会议于香山科学会议于20022002年年4 4月月1717日至日至1919日在北京召开了以日在北京召开了以 “我国生命科学研究中的伦理问题我国生命科学研究中的伦理问题”为主题的第为主题的第180180次学术次学术讨论会。会议邀请朱作言院士、许智宏院士、罗玉中教授任讨论会。会议邀请朱作言院士、许智宏院士、罗玉中教授任执行主席，共有执行主席，共有4040多位不同研究领域的专家学者及科技部门多位不同研究领域的专家学者及科技部门的管

18、理专家出席会议。的管理专家出席会议。本次会议的中心议题是：本次会议的中心议题是：1 1、中国与世界：生命科学究、中国与世界：生命科学究竟带来哪些伦理和法律问题？竟带来哪些伦理和法律问题？2 2、生命科学研究中的伦理问、生命科学研究中的伦理问题与科学家的社会责任；题与科学家的社会责任；3 3、制定与生命科学相关的政策法、制定与生命科学相关的政策法规中的若干伦理问题。规中的若干伦理问题。与会专家学者提出以下建议：与会专家学者提出以下建议：第一，对生命科学领域引发的伦理争论和法律问题，我第一，对生命科学领域引发的伦理争论和法律问题，我国政府应及时做出反应，了解国际规则，结合我国国情，制

19、国政府应及时做出反应，了解国际规则，结合我国国情，制定相应法规，并加大执法力度，以规范我国生命科学的研究，定相应法规，并加大执法力度，以规范我国生命科学的研究，也有利于我国生命科学家在科学研究中进行国际交流与合作。也有利于我国生命科学家在科学研究中进行国际交流与合作。第二，尽快成立全国性的生命伦理委员会，以专业人员第二，尽快成立全国性的生命伦理委员会，以专业人员为主，吸收各界人士参加，为相关决策起到咨询作用，并指为主，吸收各界人士参加，为相关决策起到咨询作用，并指导各级伦理委员会的工作。导各级伦理委员会的工作。第三，广泛开展生命伦理方面的讨论与教育（包括学校第三，广泛开展生命伦理方

20、面的讨论与教育（包括学校教育）。教育）。在我国的实验动物管理条例在我国的实验动物管理条例20032003年最新年最新讨论稿中，首次将动物福利单独列成一章，讨论稿中，首次将动物福利单独列成一章，提出了要爱护实验动物，鼓励开展动物实验提出了要爱护实验动物，鼓励开展动物实验替代方法的研究应用以及涉及伦理问题的实替代方法的研究应用以及涉及伦理问题的实验动物工作应遵循国家有关规范，符合国际验动物工作应遵循国家有关规范，符合国际惯例等观点。惯例等观点。 20062006年我国科技部颁布了年我国科技部颁布了关于善待实关于善待实验动物的指导性意见验动物的指导性意见，标志着我国动物福，标志着我国

21、动物福利法制化的开始。利法制化的开始。等待做实验的猴子等待做实验的猴子，李风摄影。，李风摄影。 20072007年美国年美国国家地理国家地理摄影奖动物类一等奖摄影奖动物类一等奖动物伦理学在中国出现的社会原因动物伦理学在中国出现的社会原因 1、改革开放后经济的快速发展促使人们的观点变改革开放后经济的快速发展促使人们的观点变化化 2 2、与国际的交往促进了东西方文化的交融、与国际的交往促进了东西方文化的交融 3 3、近十几年来教育的结果、近十几年来教育的结果我国动物保护组织的出现以及与实验动物我国动物保护组织的出现以及与实验动物科学之间的关系科学之间的关系 1 1、保护野生动物的行为及

22、宠物的普及使人们难以接收保护野生动物的行为及宠物的普及使人们难以接收动物实验的现实。动物实验的现实。 2 2、已经开始接触，但尚未互相理解。、已经开始接触，但尚未互相理解。 3 3、动物保护组织的出现有助于唤醒人们的爱心，加强、动物保护组织的出现有助于唤醒人们的爱心，加强环境保护以及净化社会风气，但也会给生命科学研环境保护以及净化社会风气，但也会给生命科学研究和实验动物科学的发展带来阻力。应加强对社会究和实验动物科学的发展带来阻力。应加强对社会的宣传，支持爱护动物的行为，注意与动物保护组的宣传，支持爱护动物的行为，注意与动物保护组织的理解及沟通。织的理解及沟通。我们能为解决这些问题

23、做些什么？我们能为解决这些问题做些什么？ 1、改善实验动物的生活条件改善实验动物的生活条件 2 2、杜绝虐杀实验动物的现象、杜绝虐杀实验动物的现象 3 3、尽快制定和完善相关的法律法规，落实组织、尽快制定和完善相关的法律法规，落实组织措施措施 4 4、推动、推动“3R”3R”研究的进展研究的进展 5 5、成立动物伦理委员会及专家组，加强与国际的交流、成立动物伦理委员会及专家组，加强与国际的交流 6 6、加强对社会的宣传，支持爱护动物的行为，注意与、加强对社会的宣传，支持爱护动物的行为，注意与动物保护组织的理解及沟通动物保护组织的理解及沟通 3. 实验动物在动物实验中的实验动物在动物实验中的

24、应用方法应用方法 3.1 实验动物的选择实验动物的选择种的选择种的选择不同种的实验动物适合于不同的实验是显而易见的。不同种的实验动物适合于不同的实验是显而易见的。例如，药物安全性试验一般先要经过小动物试验，然例如，药物安全性试验一般先要经过小动物试验，然后进行大动物试验，最后才进入临床试验阶段。后进行大动物试验，最后才进入临床试验阶段。品系的选择品系的选择不同品系的动物由于遗传背景不一，常常导致同一不同品系的动物由于遗传背景不一，常常导致同一实验结果的差异；因此了解什么样的品系适合于什么实验结果的差异；因此了解什么样的品系适合于什么样的实验非常重要。样的实验非常重要。动物的

25、数量和分组动物的数量和分组如果应用质量高的动物，数量即可减少；例如应用如果应用质量高的动物，数量即可减少；例如应用合格的实验小鼠，每组合格的实验小鼠，每组8 81010只就可以了。动物实验分只就可以了。动物实验分实验组和对照组，根据需要实验组设不同的剂量组，实验组和对照组，根据需要实验组设不同的剂量组，对照组分为阳性对照组，阴性对照组和空白对照组等。对照组分为阳性对照组，阴性对照组和空白对照组等。 3.2 实验动物的正确使用实验动物的正确使用在动物实验中正确使用实验动物在动物实验中正确使用实验动物了解动物的特性：了解动物的特性：如小鼠的昼夜节律，性别差异等如小鼠的昼夜节律，性别差

26、异等克服应激性反应：克服应激性反应：如甩尾试验时应正确抓取小鼠，避免应激反应如甩尾试验时应正确抓取小鼠，避免应激反应识别假象：识别假象：如由于不同位置温度的差异导致摄食量的差异如由于不同位置温度的差异导致摄食量的差异实验动物的表型观察实验动物的表型观察代谢的观察代谢的观察摄食量，摄水量，粪蛋白含量等的测定摄食量，摄水量，粪蛋白含量等的测定行为的观察行为的观察运动，痛觉，认知，记忆等行为的观察运动，痛觉，认知，记忆等行为的观察生理生化反应的观察生理生化反应的观察血液中总蛋白，球蛋白，白蛋白量的测定，胆血液中总蛋白，球蛋白，白蛋白量的测定，胆固醇，叶酸，血糖等指标的测定固醇

27、，叶酸，血糖等指标的测定实验动物实验数据的分析实验动物实验数据的分析生物统计学基础生物统计学基础选择合适的统计学软件选择合适的统计学软件作图的规范化作图的规范化从纷繁的数据中得出科学的结论从纷繁的数据中得出科学的结论 3.3 动物行为学的基本研究方法动物行为学的基本研究方法行为学模型的建立和改进行为学模型的建立和改进有明确的目的有明确的目的有经得起重复的实验数据有经得起重复的实验数据符合正确（符合正确（exactexact），高效（），高效（efficientefficient），），容易（容易（easyeasy），经济（），经济（economiceconomic）的）的“

28、4E”4E” 标准标准行为学实验数据的量化和重复性验证行为学实验数据的量化和重复性验证行为学实验一定要建立量化指标，才能行为学实验一定要建立量化指标，才能进行比较研究。进行比较研究。由于整体动物的复杂性以及个体差异，由于整体动物的复杂性以及个体差异，一定要保证经过重复性验证的数据，才一定要保证经过重复性验证的数据，才能作为下一步实验的基础和依据。能作为下一步实验的基础和依据。假象的避免和剔除假象的避免和剔除避免由于实验动物种类和品系不同引起的差异避免由于实验动物种类和品系不同引起的差异避免由于实验动物性别和日龄不同引起的差异避免由于实验动物性别和日龄不同引起的差异避免由于试

29、剂的生产商和批量不同引起的差异避免由于试剂的生产商和批量不同引起的差异避免由于参加实验的动物个数不够引起的差异避免由于参加实验的动物个数不够引起的差异剔除实验动物中异常个体的实验结果剔除实验动物中异常个体的实验结果使用合格的实验动物和试剂使用合格的实验动物和试剂查找实验失败的原因时采用逐个排除法。查找实验失败的原因时采用逐个排除法。 4. 动物实验技术动物实验技术 4.1 动物的抓取，保定，麻醉，采血，注射等动物的抓取，保定，麻醉，采血，注射等小鼠的抓取保定小鼠的抓取保定小鼠性情较温顺，挣扎力小，比较容易抓取和保定。小鼠性情较温顺，挣扎力小，比较容易抓取和保定。注意：抓小鼠尾巴应

30、抓住尾巴中部或根部，不能仅捏注意：抓小鼠尾巴应抓住尾巴中部或根部，不能仅捏住小鼠尾巴的尾端，因为这时小鼠的重量全部集中到住小鼠尾巴的尾端，因为这时小鼠的重量全部集中到尾端，如果小鼠挣扎，有可能弄破尾端。尾端，如果小鼠挣扎，有可能弄破尾端。在进行解剖、手术、心脏采血、尾静脉注射时，可在进行解剖、手术、心脏采血、尾静脉注射时，可将小鼠用线绳捆绑在木版上，或固定在尾静脉注射架将小鼠用线绳捆绑在木版上，或固定在尾静脉注射架及粗试管中。及粗试管中。引自：引自：Victoria solberg:Laboratory manual for animal technicians 动物的麻醉动物的麻

31、醉选择合适的麻醉药选择合适的麻醉药掌握好麻醉药的药量是麻醉成功的关键掌握好麻醉药的药量是麻醉成功的关键雄性动物对麻醉药更敏感雄性动物对麻醉药更敏感戊巴比妥钠的用量与麻醉的持续时间戊巴比妥钠的用量与麻醉的持续时间动物种类动物种类用量用量（mg/kgmg/kg）给药给药途径途径 30min 60min30min 60min 小鼠小鼠 30 50 30 50 腹腔内腹腔内大鼠大鼠 30 40 30 40 腹腔内腹腔内沙鼠沙鼠 30 50 30 50 腹腔内腹腔内豚鼠豚鼠 20 30 20 30 腹腔内腹腔内兔兔 25 30 25 30 腹腔内腹腔内采血和注射采血和注射眼眶

32、采血，尾静脉采血和心脏采血等眼眶采血，尾静脉采血和心脏采血等腹腔注射，皮下注射，侧脑室注射和脊腹腔注射，皮下注射，侧脑室注射和脊髓注射等髓注射等 4.2 动物的短期饲养和繁殖动物的短期饲养和繁殖 4.3 抗体制作抗体制作选择实验动物：小鼠，兔等选择实验动物：小鼠，兔等免疫注射方法：腹腔注射，皮下注射等免疫注射方法：腹腔注射，皮下注射等免疫时间流程（以小鼠为例）：首次免疫后间免疫时间流程（以小鼠为例）：首次免疫后间隔隔6 6周再免疫，以后每隔周再免疫，以后每隔2 2周免疫周免疫1 1次，共免疫次，共免疫3 3 4 4次。次。免疫注射量：每只小鼠不超过免疫注射量：每只小鼠不超过200

33、l200l 4.4 动物实验中需要注意的问题动物实验中需要注意的问题实验设计要符合实验动物的活动规律实验设计要符合实验动物的活动规律选用合适的仪器设备选用合适的仪器设备制定科学的实验程序制定科学的实验程序严格执行操作流程严格执行操作流程避免动物实验差异和动物中途死亡避免动物实验差异和动物中途死亡复习思考题复习思考题 1 1、当你准备做一个动物实验的时候，你会从哪当你准备做一个动物实验的时候，你会从哪些方面来考虑有关实验动物的问题？请详细说明。些方面来考虑有关实验动物的问题？请详细说明。 2 2、为什么国际上目前十分重视生命科学领域中、为什么国际上目前十分重视生命科学领域中整体动

34、物学水平的研究？请举例说明。整体动物学水平的研究？请举例说明。 3 3、你认为哪些动物实验的基本技能将会对实验、你认为哪些动物实验的基本技能将会对实验结果有重要的影响？请举例说明。结果有重要的影响？请举例说明。 THANK YOU 谢谢谢！谢！ 1. 实验动物和实验动物科学实验动物和实验动物科学 2. 整体动物学水平的生命科学研究近况整体动物学水平的生命科学研究近况 3. 实验动物在动物实验中的应用方法实验动物在动物实验中的应用方法 4. 动物实验技术动物实验技术 2. 整体动物学水平的生命科学整体动物学水平的生命科学研究近况研究近况 2.1 基因功能方面的研究基因功能方面的研究整体动

35、物学水平上的基因功能研究已经越来整体动物学水平上的基因功能研究已经越来越受到国际学术界的重视，这方面的研究与分子越受到国际学术界的重视，这方面的研究与分子生物学相关研究的结合，已经成为阐述基因功能生物学相关研究的结合，已经成为阐述基因功能的强有力手段。而实验动物科学在其中所起的作的强有力手段。而实验动物科学在其中所起的作用是不可替代的，实验动物科学将会因基因功能用是不可替代的，实验动物科学将会因基因功能研究的展开而得到进一步的发展。研究的展开而得到进一步的发展。代谢能力代谢能力 Locomotion of the C57BL/6 injected with Risperidone + MK801 0306090120150 0 30 60 90 120 150 Ris 0.005+MK0.6 Ris 0.05+MK0.6 Ris 0.1+MK0.6 Ris 0.25+MK0.6 Ris 0.5+MK0.6 Ris 5+MK0.6 Sal+Sal Sal+MK 0.6 Time (min) Total beam br