一、小鼠
小鼠(mouse,Mus musculus),小鼠在分类学上属于脊椎动物门,哺乳纲,啮齿目,鼠科,小鼠属动物。公元前1100年,小鼠在我国就作为观赏动物被驯养着。到了1664年小鼠在英国被用于增加空气压力试验。而到了20世纪初小鼠才被广泛应用于遗传学、发生学和肿瘤学等学科领域的研究。而当今,小鼠是用量最大,应用最广泛的哺乳类实验动物。
(一)生物学特性
1、一般特性及生活习性:
(1)小鼠全身被毛,面部尖突,嘴脸前部有长的触须,耳耸立呈半圆形,尾长约与体长相等。皮肤无汗腺。
(2)性情温顺,容易捕捉,不主动咬人。
(3)昼伏夜出,其进食、交配、分娩多发生在夜间,其中傍晚后与黎明前最为活跃。
(4)小鼠是群居动物,对外界环境反应敏感,适应性差,强光或噪声刺激时,可能致哺乳母鼠神经紊乱,发生食仔现象。温度过高或过低时,生殖能力下降,严重时会发生死亡。
(5)对多种毒素和病原体易感。对致癌物敏感,自发性肿瘤多。
2、解剖学特点:
(1)骨骼系统:包括头骨、椎骨、胸骨、肋骨和四肢骨。上下颌各有2个门齿和6个臼齿,门齿终身生长,需经常磨损来维持齿端的长度。
(2)消化系统:食管细长约2cm,位于气管的背面,其内壁有一层厚的角质化鳞状上皮。
(3)呼吸系统:肺由5叶组成,右肺4叶,左肺为一整叶。气管由15个白色环状软骨组成,气管、支气管都不发达。
(4)循环系统:小鼠心脏有4个腔组成。小鼠淋巴系统发达,但腭与咽部无扁桃体,外界刺激可使淋巴系统增生,进而可导致淋巴系统疾病。脾脏中含有造血细胞,包括巨核细胞、原始造血细胞等组成造血灶,有造血功能。
(5)生殖系统:雌性为双子宫,呈“Y”型,卵巢有包膜包绕,不与腹腔相通故无宫外孕。乳腺发达,胸部3对,蹊部2对。雄鼠为双睾丸,幼年时藏于腹腔内,性成熟后则降到阴囊。前列腺分背、腹两叶。
(6)其他系统:骨髓为红骨髓而无黄骨髓,终身造血。小鼠无汗腺,尾有四条明显的血管,两侧各有一条静脉,尾有散热、平衡等功能。
3、生理学特点:
新生的小鼠赤裸无毛,全身皮肤为肉红色,闭眼,两耳与皮肤粘连,体重仅1.5g左右,体长20mm左右,到了出生3天脐带脱落,皮肤由红转白,开始长毛和出现胡须。4-6日龄双耳张开耸立,有听觉,被毛长齐,7-8日龄开始爬动,被毛逐渐浓密,下门齿长出。9-11日龄听觉发育齐全,12-14日龄睁眼,长出上门齿,开始采食和饮水,3周龄可独立生活,4周龄雌鼠阴腔张开,5周龄雄鼠睾丸降落至阴囊,开始生成精子。
成年小鼠体重随品系不同略有差别,体重范围在18~40g,体长为110mm左右。小鼠寿命约2年。
小鼠发育迅速,性成熟早,6~7周龄性成熟,一般雌鼠65~75日龄,雄鼠70 ~ 80日龄体成熟,故小鼠开始繁殖一般是在65~90日龄之间。雌鼠性周期4~5d,妊娠期19~21d,哺乳期20~22d,每胎产仔6~15只,年产6~9胎,生育期为1年。
小鼠为全年多发情动物,发情周期可分为发情前期、发情期、发情后期和发情休息期四个阶段,因为每个阶段阴道黏膜均发生典型变化,所以可通过阴道图片判断处于哪个阶段。小鼠交配成功的标志是在交配10~12h,雌鼠在阴道口形成一个白色的阴道栓。小鼠是产后发情,即雌鼠分娩后大约14~24h内,出现发情,并能受孕。
(二)小鼠在生物医学研究中的应用
小鼠因其自身的特点,使得其在生物医学领域中,成为研究最详尽、品种最多、用途最广、使用量最大的哺乳类实验动物。
1、药物研究方面:小鼠常用于药物毒性和安全性评价实验,比如药物的急性,亚急性,慢性毒性实验,还有药物的“三致”实验,致畸,致癌,致突变实验。药物筛选实验。
2、肿瘤学研究:可进行肿瘤实验的研究、人体肿瘤研究、肿瘤遗传学研究,其中肿瘤实验的研究比如近交系小鼠自发性肿瘤进行的研究,
3、微生物学研究:小鼠对多种病原体特别是病毒极为敏感,常用于研究传染病的发病机理、临床症状及治疗。例如狂犬病、脊髓灰质炎、流感、脑炎、血吸虫病、疟疾、破伤风等的研究。
4、遗传学研究:将人类基因导入小鼠基因组中,研究导入基因的作用,寻求目前还无法了解的遗传性疾病的遗传因子。
5、免疫学研究:可以利用免疫功能缺陷的小鼠进行免疫学研究。比如裸鼠,它的B细胞功能基本正常,但无胸腺,T细胞功能缺失,所以常用于研究T细胞功能及细胞免疫在免疫应答反应中的作用。
6、老年病学的研究:多用于糖质、脂质、胶原和免疫等方面的研究。
7、内分泌疾病的研究:小鼠内分泌腺结构的缺陷常引起类似人类的内分泌疾病。比如,肾上腺皮质肥大造成肾上腺功能的亢进,类似于人类的库欣氏综合征。
8、计划生育研究:因为小鼠繁殖力强,性周期和妊娠期短,生长快,所以可用于计划生育研究。
(三)小鼠常用的品种、品系
小鼠的主要品系:
1、近交系
(1)从国外引进的近交系小鼠有:
① BALB/c小鼠:白色,1979年我国从美国引进,乳腺癌发病率低,引人乳腺癌乳汁因子时发病率可升高。肺癌发病率为雌性26%,雄性29%。常有动脉硬化,血压较高。老年雄性多有心脏损害。对放射性照射极敏感。常用于单克隆抗体研究,生产免疫脾细胞和单克隆抗体腹水。
② C3H/He小鼠:野鼠色,源自1920年,斯特朗(Strong)用贝格(Bagg)白化雌鼠与乳腺肿瘤高发株DBA雄鼠杂交,再经近交培育而获得。于1975年从美国引到中国医学科学院实验动物研究所。主要特性为,乳腺癌发病率高,6~10月龄雌鼠乳腺癌自然发生率达85%-100%,乳腺癌通过乳汁而不是胎盘途径传播。14月龄雌鼠肝癌发生率为85%,补体活性高,干扰素产量低,仔鼠下痢症感染率高。对狂犬病毒敏感,对炭疽杆菌有抵抗力。血液中过氧化氢酶活性高。雄鼠对氨气、氯仿、松节油等甚为敏感,死亡率高。主要用于肿瘤学、生理学、核医学和免疫学的研究。
③ C57BL/6小鼠:黑色,1975年我国从日本国立肿瘤研究所引进。低发乳腺癌,对放射性物质耐受强,但照射后肝癌发病率增高。眼畸形,有20%口唇裂率,6%淋巴细胞性白血病,对结核杆菌有耐受性。对结核杆菌敏感,对鼠痘病毒有一定抵抗力。
④ DBA/2小鼠:浅灰色,为DBA小鼠的常用亚系,1977年从英国实验动物中心引人我国,是历史上最早育成的近交系及首次用于毛色遗传研究的小鼠。一年以上雌鼠乳腺癌发生率为75%,对结核菌、鼠伤寒沙门杆菌敏感,对疟原虫感染有抵抗力。老龄雄鼠有钙质沉着。
(2)我国培育的近交系小鼠有:
① 中国一号(C1)小鼠:白色,繁殖力中等,肿瘤自发率低,1955年中国医学科学院实验医学研究所以KM小鼠近亲交配育成。
② 津白一号(TA1)小鼠:白色,于1955年从杂种白化小鼠和KM小鼠近亲交配育成,繁殖率中等,肿瘤发病率低。
③ 津白二号(TA2)小鼠:白色,于1963年从杂种白化小鼠和KM小鼠近亲交配育成,繁殖率中等,高发乳腺癌。
④ 615小鼠:深褐色,1961年中国医学科学院输血及血液病学研究力格普通白化小鼠与 CsBL 小鼠杂交生产出第一代,然后再经近亲交配而育成。肿瘤发生率10%%~20%,雌性为乳腺癌,雄性为肺癌。对津638白血病病毒敏感。
2、封闭群
(1)KM白化小鼠:白色,1926年美国 Rockefeler 研究所从瑞士引白化小鼠培育成瑞士种小鼠( SWISs )。1946年我国从印度 Haffkine 研究所将瑞士种小鼠引入云南昆明,1952年由昆明引人北京生物制品所,1954年推广到全国各地。该鼠适适性强,繁殖力高,常见的自发肿瘤为乳癌,发病率约25%。昆明小鼠是我国特有的封闭群小鼠,具有独特的遗传学性状,有别于NIH等国际知名的封闭群。目前广泛用于药理学、毒理学等方面的研究,以及生物制品、药品的检定。
(2)NIH白化小鼠:白色,由美国国立卫生研究所培育。1980年引人北京生物制品研究所。该鼠适应性强,繁殖力高,免疫反应效感性比昆明小鼠强。是国际上广泛通用的实验动物。已选为某些生物制品检定实验的法规动物。
(3)ICR白化小鼠:白色,又称Swiss Handshake,为美国 Handshake研究所饲养的瑞士种小鼠。由美国肿瘤研究协会分送各地。取名为ICR。我国1973年从日本国立肿瘤所引进。
3、突变系
(1)ob肥胖小鼠、(2)db糖尿病小鼠、(3)免疫缺陷动物:裸小鼠、Scid鼠及Beige小鼠。
(四)小鼠的饲养管理
1、性别鉴定:主要是从肛门与生殖器之间的距离来加以区别。距离短的为雌性,长的为雄性。
2、动物健康的外观检查:外观判断小鼠健康的标准是:食欲旺盛;眼睛有神、反应敏捷,体毛光滑,肌肉平满、活动有力;身无伤痕,尾不弯曲,天然孔腔无分泌物,无畸形;粪便黑色呈麦粒状。
3、笼具、垫料:无毒塑料的鼠盒,不锈钢丝制的笼盖,金属制成的笼架。饮水瓶可使用玻璃瓶或塑料瓶,瓶塞上装有可自动吸水的金属或玻璃引水管。垫料应具有吸湿性、无毒、无刺激气味、无粉尘、不可食和使动物感觉到舒适的特点。垫料必须消毒灭菌处理。除去潜在的病原体和有害物质。
4、饲喂:小鼠胃容量小,是多餐习性的动物。成年小鼠采食量为4-7g/d,应少量勤填饲料。限量添加可减少小鼠啃颗粒料磨牙造成的浪费。
(编者:罗烘权,张宇)