医学实验动物学概述课件.ppt
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- 医学 实验 动物学 概述 课件
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1、资料仅供参考,不当之处,请联系改正。实验动物与其他动物区别 基本概念的理解资料仅供参考,不当之处,请联系改正。什么叫实验动物?什么叫实验动物?所谓实验动物(所谓实验动物(Laboratory AnimalLaboratory Animal):):是经人工饲育、对其携带的微生物实行控制、遗传背景明确或者来源清楚的,用于科学研究、教学、生产、检定以及其他科学实验的动物。实验动物管理条例&GB14925-2001 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。实验动物三大特点遗传背景明确,来源清楚遗传背景明确,来源清楚 即实验动物是经人工培育的遗传限定的动物,包括近交系、封闭群、突变系、杂交群及遗传工程动物等
2、。对其携带的微生物、寄生虫进行人工控制对其携带的微生物、寄生虫进行人工控制即实验动物是在人工控制其微生物、寄生虫等条件下繁育与生长包括CV级、CL级、SPF级、GF级用于科学实验用于科学实验 实验动物主要应用目的是为了科学实验,是人类的替身。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。什么是实验用动物?什么是实验用动物?所谓实验用动物所谓实验用动物(Experimental Animal,Animal for ResearchExperimental Animal,Animal for Research)野生动物(野生动物(Wild AnimalWild Animal)经济动物(经济动物(Econom
3、ical AnimalEconomical Animal)观赏动物(观赏动物(Exhibiting AnimalExhibiting Animal)实验动物(实验动物(Laboratory AnimalLaboratory Animal)指直接从野外捕获的动物。这种动指直接从野外捕获的动物。这种动物未经人工培育,所携带的微生物和寄物未经人工培育,所携带的微生物和寄生虫受控于其生活的环境及食物,其个生虫受控于其生活的环境及食物,其个体与群体间遗传基因杂合。对实验结果体与群体间遗传基因杂合。对实验结果敏感性、重复性差。敏感性、重复性差。以满足人类社会生活需要而产生的以满足人类社会生活需要而产生的动
4、物。这些动物在遗传性状、微生物学动物。这些动物在遗传性状、微生物学等方面有一定的控制,但与实验动物相等方面有一定的控制,但与实验动物相比相差悬殊。比相差悬殊。指供人类观赏和玩耍的宠物,如指供人类观赏和玩耍的宠物,如鱼类、鸟类、犬、猫等。鱼类、鸟类、犬、猫等。是指一切用于科学实验是指一切用于科学实验的动物的动物。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。什么是实验动物化?野生动物或经济动物经过初期的表型分析和筛选,对具有科学实验价值的动物,经过严格的驯养、微生物净化、遗传及饲养环境等因素的控制,按实验要求进行培育,使之达到实验动物的标准。我们把这种将野生动物或家畜 驯化(Domestication)、
5、培育(breeding)成实验动物的过程,叫做实验动物化 (Laboratory Animalization)。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。什么是实验动物学?背景背景 这一名词最早出现于20世纪的50年代,现在已发展成为一门独立的、综合性的基础科学,它是融合生物学、动物学、兽医学和医学等学科,并引用了其它自然科学的成就发展起来的。它所涉及的领域较广,其中不仅要以生物学、医学、药学、兽医学、畜牧学等为对象,以遗传学、育种学、病理学、生理学、营养学、微生物学等为基础,还要引用机械工程学、环境卫生学、建筑学、低温生物学等科学,对实验动物和动物实验方法进行开发和研究。随着近代生物医学研究的快速
6、进展,更多的动物被用于各种实验观察和比较医学研究,对生命科学的发展起到了巨大的推动作用。定义定义 所谓实验动物学(Laboratory Animal Sciences)是研究有关实验动物和动物实验的一门科学。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。研究实验动物研究实验动物 是以实验动物本身为对象,研究实验动物的遗传育种、保种(培育新品种、保持原有品系的遗传特性)、生物学特性(包括解剖、生理、生化、生殖及生态等特点)、繁殖生产、饲养管理以及疾病的诊断、治疗和予防,以期达到如何提供标准的实验动物等。研究动物实验研究动物实验 是以标准化的实验动物为材料,采用各种方法在实验动物身上进行实验,研究动物实验过
7、程中实验动物的反应、表现及其发生发展规律等问题。简言之,实验动物学是专门研究实验动物的生物学特性、饲养繁殖、遗传育种、质量控制、疾病防治和开发应用的科学资料仅供参考,不当之处,请联系改正。实验动物学研究什么?资料仅供参考,不当之处,请联系改正。研究内容包括:实验动物遗传育种学:实验动物遗传育种学:根据遗传学的原理,研究动物的遗传特性,对实验动物 进行人工定向培育,净化或纯化,实现实验动物化。实验动物微生物学与寄生虫学:实验动物微生物学与寄生虫学:对实验动物进行微生物及寄生虫等级分类,并进行质量监控。实验动物环境生态学:实验动物环境生态学:研究环境与实验动物之间的相互关系。对实验动物的饲养环境和
8、设施实行标准化。实验动物饲养管理:实验动物饲养管理:研究实验动物在引种、育种、保种、繁育、扩群生产和实验期间饲育等过程的科学管理。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。实验动物营养学:实验动物营养学:饲料配制、加工、保存。实验动物医学:实验动物医学:结合兽医学原理,对实验动物疾病进行研究。比较医学:比较医学:通过分析比较人类与实验动物之间基本生命现象的异同,开发建立各种人类疾病像是的实验动物疾病模型,为研究人类疾病寻求解决办法。实验动物方法学:实验动物方法学:设施、设备、技术、统计分析等等。实验动物伦理与福利:实验动物伦理与福利:3R原则。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。动物实验替代方法学动
9、物实验替代方法学(3R)(Alternatives to animal experiment)是在满足人类科技活动最总目的的基础上,是在满足人类科技活动最总目的的基础上,应用无知觉材料替代有知觉的脊椎动物进行实验,应用无知觉材料替代有知觉的脊椎动物进行实验,通过科学的设计;减少实验中的动物数量;在必通过科学的设计;减少实验中的动物数量;在必须使用动物时,如何优化实验程序,以降低对实须使用动物时,如何优化实验程序,以降低对实验动物造成的不良影响,这是动物实验替代方法验动物造成的不良影响,这是动物实验替代方法学研究的主要内容。学研究的主要内容。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。是指使用其他方法而
10、不用动物所进行的试验或其是指使用其他方法而不用动物所进行的试验或其他研究课题并达到研究目的的方法。或者是使用没有知觉他研究课题并达到研究目的的方法。或者是使用没有知觉的实验材料代替以往使用神志清醒地获得脊椎动物进行试的实验材料代替以往使用神志清醒地获得脊椎动物进行试验的一种科学方法。验的一种科学方法。替代(替代(Replacement)资料仅供参考,不当之处,请联系改正。减少(减少(Reduction)是指通过科学的设计,减少实验中的动物使用量。减是指通过科学的设计,减少实验中的动物使用量。减少动物用量的途径有三种:少动物用量的途径有三种:一是不同的科研实验项目尽可能综合利用一是不同的科研实验
11、项目尽可能综合利用 被做实验的被做实验的动物;动物;二是使用有质量保证的标准动物,以质量代替数量;二是使用有质量保证的标准动物,以质量代替数量;三是使用合理的实验设计,控制实验中的生物学变异来源。三是使用合理的实验设计,控制实验中的生物学变异来源。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。优化(优化(Refinement)通过改善动物设施和实验条件、提高饲养管理和实验通过改善动物设施和实验条件、提高饲养管理和实验操作技术水平,尽量减少实验过程对动物机体的损伤,减操作技术水平,尽量减少实验过程对动物机体的损伤,减轻动物遭受的痛苦和应急反应。轻动物遭受的痛苦和应急反应。优化的原则不但符合动物实验伦理学的
12、要求,而且能优化的原则不但符合动物实验伦理学的要求,而且能提高动物实验结果的科学性、准确性和可重复性。提高动物实验结果的科学性、准确性和可重复性。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。替代、减少和优化的替代、减少和优化的3R原则(原则(replacement.reduction.refinement.)4R:reality;6R:responsibility of the investigator,recognition of pain and suffering,resolution of conflict。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。遗传育种学研究 是利用遗传调控原理,研究和控制实验
13、动物的遗传特性,不断开发和改良,培育新的实验动物品种、品系,以及各种动物模型,使之达到实验动物化的目的。实验动物遗传育种学的研究课题包括:实验动物遗传的改良和遗传控制;家畜和野生动物的实验动物化研究;实验动物品种、品系的保存方法研究。Genotyping by PCRBiochemical MarkerEs1,esterase-1资料仅供参考,不当之处,请联系改正。遗传改良:近亲培育:近亲培育:通过近亲交配方式,将某些特殊性状(如产子数、哺育能力、性成熟等)固定下来。突变培育:突变培育:通过回交互交,或者近交,或者将突变基因导入近交系的方式将某些有用的突变基因保持下来。杂交:杂交:为了提高某些
14、性状,如产子数、体重等,将两个近交系或近交系与运交群进行杂交。NormalDermatitis资料仅供参考,不当之处,请联系改正。实验动物医学研究 实验动物医学研究,包括研究实验动物各种疾病(传染性疾病、营养代谢性疾病、遗传性疾病等)的:发病机理发病症状病理特征诊断方法疾病治疗预防措施等。鼠痘鼠痘鼠肝炎鼠肝炎资料仅供参考,不当之处,请联系改正。比较医学研究 比较医学,指对不同物种的某种疾病发生、发展、转归进行比较、以求得该疾病的四维真实图像,包括:比较解剖学比较生理学比较组织学比较免疫学比较流行病学比较药理学比较病理学比较毒理学比较心理学比较行为学等。此外与此外与转化医学转化医学(Transl
15、ational Medicine)比较基因组学比较基因组学(ComparativeGenomics)密不可分密不可分资料仅供参考,不当之处,请联系改正。实验动物生态学研究主要研究实验动物与所处的环境之间的相互关系。包括:研究外界气候因素(温度、湿度、气流、风速、换气等)对实验动物的影响研究理化因素(包括粉尘、臭气、噪音、照明等)对实验动物的影响;研究生物因素对实验动物的影响,包括:同种动物因素,如社会地位、争斗、收容密度、性别、年龄等异种生物因素,如微生物、人及其他动物。研究营养因素(饲料、水等)对实验动物的影响;研究居住因素(如设施、设备、笼具、垫料等)对实验动物的影响资料仅供参考,不当之处
16、,请联系改正。实验动物技术研究 实验动物技术研究,包括动物实验技术、各种检测或测试方法、动物实验中的动物饲养管理等。具体包括:实验动物的选择动物实验技术人类疾病动物模型免疫缺陷动物实验动物胚胎工程转基因动物资料仅供参考,不当之处,请联系改正。实验动物的重要性资料仅供参考,不当之处,请联系改正。21世纪是生命科学快速发展的新时代,实验动物科学则是整个生命科学、包括医学生物学研究工作的重要基础和前沿学科,发展迅速。从20世纪初诞生的第一个近交系实验小鼠到80年代的转基因(transgenic)小鼠、90年代的基因敲除(knock-in)小鼠、以及2002年培育成功的基因封闭(knock-down)
17、小鼠,已经或将要为生物医学研究作出划时代的贡献。“历年来三分之二的诺贝尔生理和医学奖获得者所取得的研究成果来自于实验动物”。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。食品、药品安全问题食品安全问题:如瘦肉精:即盐酸克伦特罗,是一种肾上腺类神经兴奋剂,能够促进蛋白质合成,加速脂肪的转化和分解,提高猪肉的瘦肉率。但它有很危险的副作用,轻则导致心律不整,严重一点就会导致心脏病。药品安全:2008年10月6日,云南省红河州6名患者使用了标示为黑龙江省完达山制药厂生产的两批刺五加注射液后,出现严重不良反应,其中有3例死亡。10月7日,卫生部和国家食品药品监督管理局联合发出紧急通知,暂停销售使用该厂生产的刺五加
18、注射液。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。实验动物是人类的替难者;“活”的试剂;医学、生命科学研究的基础和重要支撑条件 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。生命科学方面 人类的健康和福利研究离不开实验动物。在对人的各种生理现象和病理机制及疾病的防治研究中,实验动物是人的替难者。60以上的生物医学研究需要实验动物作为研究材料。脑研究营养与健康研究遗传与健康研究不良生活习惯(吸烟、酗酒等)老年性疾病的研究(早衰老、AD等)资料仅供参考,不当之处,请联系改正。制药工业和化学工业方面 一种药物从最初的实验室研究到最终的销售平均需要花费12年的时间。进行临床前试验的5000种化合物中只有5种能进入到后
19、续的临床试验,而仅其中的1种化合物可以得到最终的上市批准(1/5000)。药物的有效性和生物活性 安全性试验毒性试验(急性、亚急性、慢性)三致试验(致畸、致癌、致突变)药物的副作用和长期使用的不良反应 各种职业性中毒的防治方法资料仅供参考,不当之处,请联系改正。生物制品疫苗卡介苗(结核)麻、腮、风三联苗脊灰糖丸(小儿麻痹症)乙肝苗百(日咳)、白(喉)、破(伤风)三联苗甲肝苗乙脑苗流感苗狂犬苗 实验动物是生物制品的原料,如地鼠、豚鼠的肾制备乙脑和狂犬疫苗,猴肾制备小儿麻痹症疫苗,SPF鸡胚制备麻疹疫苗等。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。轻工业产品,包括食品、食品添加剂、保健品、饮料、化学制品
20、(如化妆品)、玩具等的有害、有毒成分,必须用实验动物去测试。农业上包括农药、化肥、重金属等在植物食品中的残留;激素、疫苗、抗生素等在动物食品中的残留。工业废水、农业废水对饮水的污染等。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。国防建设和军事科学生化武器核武器空间科学 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。国外实验动物的现状与发展趋势资料仅供参考,不当之处,请联系改正。国外实验动物学发展概况1.世界各国加大对实验动物的投入 美国生物科学课题投资的40%涉及实验动物;60%的生物学科研课题需要实验动物。美国国立卫生研究院(NIH)实验动物的支出每年超过4亿美元,占其研究经费总开支的第二位;美国Jackso
21、n研究所于2001年投资1.2亿美金用于实验动物设施的改善;日本于2000年在熊本大学投资40亿日元建立了实验动物资源中心。日本理化所每年用于实验动物的投入是20多亿日元。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。2.实验动物标准化、专业化与社会化程度高 美国等一些发达国家的啮齿类实验动物在七、八十年代以后基本普及SPF级(无特殊病原体),部分实验已使用GN级(悉生动物)和GF级(无菌动物)。美国杰克逊(Jackson)实验室和NIH的遗传资源部已成为实验动物的遗传资源中心,Charles River公司目前已是世界上最大的实验动物供应商,在世界各地有18个生产基地,年产实验动物600多万只。资料仅
22、供参考,不当之处,请联系改正。3.国际认证 国际实验动物管理认可协会(AAALAC)的认可已成为当今世界实验动物质量认可的重要机构。取得AAALAC的认可,无疑是取得一张国际“通行证”,目前全世界约有900多家取得认证。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。4.实验动物资源呈现多样化趋势 JAX保存的品系已达3000余种。其中自然突变动物、转基因动物因其针对性强,用量少,实验结果准确性高等特点而被大量开发和广泛应用。野生动物资源开发利用倍受重视,是实验动物天然的基因库。随着动物保护运动的兴起,高等动物的使用将日益受到限制,低等动物将逐渐替代这些动物。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。5.培育新
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