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模式生物-小鼠

2016-04-18    编辑:    

小鼠(mouse)
学名:mus musculus,在生物分类学上属脊椎动物门、哺乳动物纲、啮齿目、鼠科、鼷鼠属、小家鼠种。小鼠以其高繁殖、易饲养、表达明显等特点,成为实验室里常用的实验动物。

一.几种常用的实验小鼠品系。
A、近交系(inbred strain):

1)BALB/c小鼠
形成了许多亚系,如BALB/cAnN, BALB/cJ,BALB/cCd。BALB/c小鼠基因型为Aa***c。毛色为白色。其乳腺癌发病率低,但对致癌因子敏感。乳腺肿瘤发生率约为10﹪~20﹪。有一定数量的卵巢、肾上腺和肺部肿瘤、白血病的发生。肺癌发病率雌性26﹪,雄性29﹪。白血病发病率雌性12﹪,雄性10﹪。血压与其他近交系小鼠相比为最高,有自发高血压症。老年小鼠心脏有某些病变,雌雄小鼠常有动脉硬化。几乎全部20月龄的雄性小鼠均有淀粉样变。对鼠伤寒沙门氏菌C`5敏感,对麻疹病毒中度敏感,易患慢性肺炎,对放射线极度敏感。富于网状内皮细胞的器官(如肝、脾)与体重相比,所占比值很大。常用于单克隆抗体和免疫学研究。 BALB/c小鼠生产性能好,繁殖期长,一般无相互侵袭习性,比较容易群养。平均寿命:有的记载雄鼠为509天,雌鼠为561天;有的记载雄鼠为648天,雌鼠为816天。平均体重252日龄雄鼠为30 g,雌鼠为28g。
C57BL小鼠基因型为aa***C。毛色为黑色。C57BL小鼠对Graffi 白血病因子较敏感。对麻疹病毒敏感。乳腺肿瘤发生率低。网状组织肿瘤自发率,雌鼠少于10﹪,雄鼠为4﹪。较老的动物中有垂体腺瘤发生。老年性肾硬化症常见。有些亚系有遗传性的脑积水。C57BL小鼠对化学致癌物诱导作用敏感性低,但全身经放射线照射后,淋巴瘤发生率达90﹪~100﹪。腰椎六个,有许多骨骼方面的变异。亚系C57BL/He和C57BL/An,与其他的C57BL和C58不同,它们有元素Ce的高效肝分解酶。C57BL小鼠适于穴居,非地面生活的小鼠,对逃避侵袭的反应性不敏感。于无特殊病原体(SPF)环境中,在用代乳鼠喂养条件下的平均寿命,雌鼠为580天,雄鼠为645天。

2)C3H/He小鼠
C3H小鼠是Strong于1920年用Bagg白化雌鼠与DBA雄鼠杂交后经连续全同胞近交而育成。C、CBA、CH1和C121等品系亦出于本杂交组合。1930年自Strong处转到Andervont(An)处。经近交繁殖至35代时,于1941年到Heston(He)处,成为C3H/He。到1975年时,繁殖达135 代。目前 C3H/He小鼠已在各地大量使用,形成了许多亚系,如C3H/HeN,C3H/HeJ等。C3H/He小鼠基因型为AA***c。毛色为白色。其14月龄小鼠自发肝癌发病率达85﹪。自发乳腺肿瘤发病率:繁殖雌鼠平均达90﹪(318日龄雌鼠为100﹪,234日龄繁殖雌鼠为67﹪),272日龄繁殖雄鼠为84﹪。补体活性高。168日龄平均体重:雌鼠为32 g,雄鼠为34g。

B、封闭群(closed colony),又称远交群(outbred stock)

1)KM小鼠:
即昆明小鼠,一直是我国生产量、使用量最大的远交群小鼠,被广泛应用药理学、毒理学等领域的研究,以及药品、生物制品的生产与检定。1926年美国Rockfeller研究所从瑞士引入白化小鼠培育成Swiss小鼠。1944年3月17日卫生部北京生物制品研究所汤飞凡从印度Hoffkine研究所引进Swiss小鼠,饲养在中国昆明中央防疫处。由于该小鼠起初引入地是昆明,故称之为昆明小鼠,这就是昆明小鼠品系名称的由来。KM小鼠基因库大,基因杂合率高,目前国内已从KM小鼠远交群中先后培育出不少近交系小鼠。KM小鼠被毛白色,54日龄性成熟,雄鼠体重31g,平均日增重0.55g,雌鼠平均日增重0.37g。平均窝仔数7.25只。断乳存活率82.15﹪,胎间隔30.9天。肿瘤自发率较高,占淘汰鼠的22﹪,且从生产第一胎就开始出现。经50多年的选育,现在KM小鼠肿瘤自发率极低。不同地饲养的昆明小鼠封闭群的生长发育与繁殖性能存在一定差异。但其共同特点是抗病力和适应力很强,繁殖率和成活率高。

2)ICR小鼠 :
Hauschka用Swiss小鼠群以多产为目标,进行选育,以后美国癌症研究所(Institute of Cancer Researcch)分送各国饲养实验,各国称为ICR.
中国科学院遗传研究所在1973年从日本国立肿瘤研究所引进,1979中国医学科学院分院动物中心(现本所)引进,1978年北京检定所引进,1983年中国科学院遗传研究所在1973年从日本国立肿瘤研究所引进,1979中国医学科学院分院动物中心(现本所)引进,1978年北京检定所引进,1983年上海计划生育研究所从瑞士苏黎世毒理学研究所引进。品种特征:毛色白化。适应性强,体格健壮,繁殖力强,生长速度快,实验重复性较好,,雌鼠自发性畸胎瘤和管状腺瘤发病率为0%~1%,用氨基甲酸乙酯诱发时,11~16天胚胎期畸胎瘤和管状腺瘤发病率为5.9%,离乳个体管状腺瘤和囊瘤发生率为30%,孕鼠为3%。是国际通用的封闭群小鼠, 我国从美国、日本、英国、瑞士等国引进的ICR,各群体之间在遗传特性方面不可避免地出现了一些差异,在应用时应注意。ICR/JCL小鼠是进行免疫药物筛选,复制病理模型较常用的实验动物。外周血象和骨髓细胞,具有较好的稳定性,是良好的血液学实验用动物。已广泛用于药理、毒理、肿瘤、放射性、食品、生物制品等的科研、生产和教学。
ICR小鼠
——生活习性
————生长发育:小鼠在哺乳动物中体型最小,新生仔鼠1.5g左右,45天体重达18g以上。小鼠体重的增长与品系的来源、饲养营养水平、健康状况、环境条件等有密切关系。
————活动规律:小鼠性情温顺,易于捕捉,胆小怕惊,对外来刺激敏感,喜居光线暗淡的环境。习惯于昼伏夜动,其进食、交配、分娩多发生在夜间。一昼夜活动高峰有两次,一次在傍晚后1~2小时内,另一次为黎明前。
————采食特性:小鼠门齿生长较快,需常啃咬坚硬食物,有随时采食习惯。
繁殖特性:小鼠成熟早,繁殖力强,寿命1~3年。新生仔鼠周身无毛,通体肉红,两眼不睁,两耳粘贴在皮肤上。一周开始爬行,12天睁眼,雌鼠35~50日龄性成熟,配种一般适宜在65~90日龄,妊娠期19~21天,每胎产仔8~12只。可根据阴道栓的有无来判断小鼠是否发生了交配。
————群居特性:小鼠为群居动物,群养时雌雄要分开,雄鼠群体间好斗,群体处于优势者保留胡须,而处于劣势者则掉毛,胡须被拔光。这一现象与因寄生虫性或真菌性皮炎所致的掉毛相区分。
————温湿度要求:小鼠对温湿很敏感,一般温度以18~22℃,相对湿度以50﹪~60﹪最佳。

3)NIH小鼠
NIH小鼠是由美国国立卫生研究院(NIH)培育而成。被毛白色。该小鼠的特点是繁殖力强,产仔成活率高,雄性好斗。

4)CFW小鼠:
CFW小鼠最早也是1973年由日本国立肿瘤研究所引入我国的。被毛白色。该小鼠起源于Webster小鼠,1935年英国Carwarth从Rockeffler研究所引进,经过20代近亲兄妹交配后,采用随机交配而成。

5)LACA小鼠:
LACA小鼠最早也是1973年由英国实验动物中心引入我国的。被毛白色。LACA小鼠其实是LACA小鼠引进英国实验动物中心后改名而成的。
NIH小鼠:NIH小鼠是美国国立卫生研究院(NIH)培育而成的。被毛白色。该小鼠的特点是繁殖力强,产仔成活率高,雄性好斗。

C、突变系(mutant strain)

1)nude小鼠
即裸小鼠。1962年,英国在非近交系小鼠中偶然发现个别无毛小鼠。两年后,Flanagan证实是不同与一般无毛小鼠的突变种,取名为nude小鼠。该小鼠先天性无胸腺,其T淋巴细胞功能缺陷,是由于一个隐性突变基因所致。该基因位于第11对染色体上,常用“nu”表示裸基因符号。将裸基因“nu”导入其他品系小鼠中可获得不同的突变系。常用的裸小鼠突变系有BALB/c–nu、NC-nu、C3H-nu、Swiss-nu等。裸小鼠纯合子(nu/nu)的主要特征:无毛,裸体和无胸腺。新生裸小鼠已无鼻毛为特征,足尖经常收缩呈螺旋样畸形。成年雌性发情期不规则,卵巢小,用绒毛膜促性腺激素不能诱发排卵,雄性精子为不成盘卷状,新生裸小鼠3周后省长明显迟缓。罗小树纯合子全身几乎无毛,偶见背部有稀疏的带状毛,皮薄有皱褶。皮肤色素BALB\c-nu为浅红色白眼;C3H-nu为灰白色黑眼;C57BL-nu 黑灰色至黑色,运动功能正常。裸小鼠胸腺仅有残迹或异常上皮,这种上皮不能使T细胞正常分化,缺乏成熟T细胞的辅助、抑制和杀伤功能。因而细胞免疫力低下,失去正常T细胞功能。但其B淋巴细胞功能基本正常。成年裸小鼠(6-8周龄)较普通鼠有较高水平的NK细胞活性,而有术(3-4周龄)的NK细胞活性低下,裸小鼠粒细胞比普通小鼠低。罗小鼠的发现为肿瘤学等方面的研究提供了难得的模型材料,目前,该小鼠已成医学研究领域中不可缺少的实验动物之一。

2)Scid小鼠
即重度联合免疫缺陷小鼠。1983年美国,Bomsa 在近交系C.B-17小鼠中发现该小鼠.Scid小鼠是位于第16对染色体的称之为Scid的单个隐性突变基因所导致。Scid 小鼠外观与普通小鼠差别不大,又毛,被毛白色,体重发育正常。但胸腺、脾、淋巴结的重量不及正常的30%,组织学上表现为淋巴细胞显著缺陷。胸腺多位脂肪组织包围,没有皮质结构,仅残存髓质,主要有类上皮细胞合成纤维细胞构成,边缘偶见灶状淋巴细胞群。脾白髓不明显,红髓正常,脾小体无淋巴细胞聚集,主要有网状细胞构成。淋巴结无明显皮质区,麸皮质区缺失,有网状细胞占据。小肠粘膜下和支气管淋巴集结较少见,结构内无淋巴聚集。特别值得注意的是,少数Scid小鼠,在青年期可出现一定程度的免疫功能恢复,此即为Scid小鼠的渗漏现象。其渗漏现象不遗传,但与小鼠的年龄、品系、饲养环境有关。Scid 小鼠极易斯与感染,在高度洁净的SPF环境下可存活一年以上。两性均可生育,窝产仔数为3-5只。Scid小鼠是继裸鼠出现之后,人类发现的有一种十分有价值的免疫缺陷动物。在肿瘤学免疫学等研究中,Scid小鼠的使用已越来越广泛。


二.小鼠的应用领域

在哺乳类实验动物中,由于小鼠体小,饲养管理方便,易于控制,生产繁殖快,研究最深,有明确的质量控制标准,已拥有大量的近交系、突变系和封闭群,近年来遗产工程小鼠的培育迅速增加,因此在各种实验研究中,用量最大,用途最多。

——安全性和毒性试验
常选用小鼠进行食品、化妆品、药物化工产品等的安全新实验,急性、亚急性、慢性、毒性试验,还可做致畸、致癌致突变试验,半数致死量测定等。
——生物效应测定和药物效价比较
广泛用于血清、疫苗等生物制品的鉴定,进行生物效应实验和各种药物效价测定。
——药物的筛选
筛选试验多半从小鼠做起,筛选各种药物对疾病有无防止作用,通过筛选获得每个药物的疗效效果后,再用其他动物进一步肯定。
——微生物寄生虫病学研
小鼠对多种病原体有敏感性,尤其是在病毒学研究中应用更大。适合于研究血吸虫、疟疾、锥虫、流行感冒脑炎、狂犬病、脊髓灰质炎、淋巴脉络从脑膜炎、支原体、巴氏杆菌和沙门氏菌等。
——放射学研究
小鼠对放射线的反应与人的反应有可比性,可用来研究照射剂量、辐射效应等。
——肿瘤白血病研究
小鼠肿瘤发病率高,近交系组织相容性好,肿瘤移植较易生长,因此应用广泛。可用小鼠自发性肿瘤筛选抗肿瘤药物。可诱发各种肿瘤,做成肿瘤模型,进行肿瘤病因学发病学研究。近交系小鼠有些属于高癌系,有些属于低癌系,对研究肿瘤发生,比较方便而有利。
——计划生育研究
小鼠有规律的发情周期、排卵,妊陈有明显指标,易于检测,价格便宜,常用来做抗生育、抗着床、抗早孕、抗排卵实验,很适宜进行避孕药研究。
——镇咳药研究
小鼠又咳嗽反应,可利用这一特点研究镇咳药物,成为必选实验动物。
——遗传性疾病研究
小鼠有多种品系,有些有自发性遗传病,如小鼠黑色素病白化病、家族性肥胖、遗传性贫血等。与人发病相似,可被用作人类遗传性疾病的动物模型。
——免疫学研究
各种免疫缺陷小鼠,如纯系新西兰黑色小鼠(NZB)有自身免疫性溶血性贫血,AKR/N品系小鼠又补体C5缺损,CBA/N小鼠无B细胞的免疫缺陷等,都是研究免疫机理和免疫缺陷病的良好实验动物。
——老年学研究
小鼠寿命短,传代时间短,使他们在老年学研究中极为有用。很多抗衰老药物的研究可在小鼠上进行。

例子:
裸鼠
繁育能力低,裸小鼠和裸大鼠在妊娠期无乳腺发育,仔鼠因得不到母乳,生后很快死亡。故裸鼠繁殖用的是雄纯合鼠(rnu/rnu)与雌杂合鼠(rnu/ )交配繁方法。新生仔鼠中纯合体与杂合体的鉴别,主要以触须的多少为据。仔鼠4周左右断奶,生后3个月可用地交配。比如,雄裸大鼠可用至7月龄,雌半裸大鼠(rnu/ )可用至一年多。在洁净环境下,寿命最长的裸大鼠可活1~1.5年。