第四节 地鼠(Hamster)

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一、生物学特性和解剖生理特点

1.它是由野生动物训养后进入实验室的动物。

2.雌鼠比雄鼠强壮,除发情期外,雌鼠不易与雄鼠同居,且雄鼠易被雌鼠咬伤。

3.尾短,有颊囊。地鼠颊囊是缺少组织兼容性抗原的免疫学特殊区,是进行组织培养,人类肿瘤移植和观察微循环改变的良好区域。

4.生殖周期短。妊娠为16(14~17)天,为啮齿类动物中妊娠期最短者。地鼠成熟期快。雌鼠一个月已性成熟,之后即可进行繁殖,雄鼠2.5月可交配。哺乳期20~25天,离乳后雄鼠2月龄,雌鼠1.5月龄可配种。雄鼠成熟时体重为100克左右,雌鼠120克左右。成熟期时除发情期以外雌鼠不许雄鼠靠近。

5.生产能力旺盛,生长发育快。每年每只雌鼠可产7~8胎,每胎产仔5~10只,平均7只左右。幼仔出生后生长发育很快,出生时全身裸露。3~4日耳壳开始突出体外,以后张开,4日长毛,12日可爬出窝外觅食,14日眼睁开,一边觅食一边靠母鼠汁哺育,生长很快。

6.有嗜睡习惯,睡眠很深时,全身肌肉松弛,且不易弄醒,有时误认为死亡。室温低时出现冬眠,一般于8~9℃时可出现冬眠,此时体温、心跳、呼吸频率、基础代谢率均降低。室温低于13℃则幼仔易于冻死,室温最好保持20~25℃,相对湿度40~70%。

7.好斗为其行为特征,难于成群饲养。金黄地鼠初胎时有食仔的恶习。

8.中国地鼠易产生真性糖尿病,血糖可比正常高出2~8倍,胰岛退化,β细胞呈退行性变,易培育成糖尿病株。

9.具有贮藏食物习性。其颊囊可充分扩张,贮藏能力极大,便于冬眠时食用。地鼠口腔内两侧各有一个很深的颊囊,一般深度为3.5~4.5厘米,直径为2~3厘米,一直延续到耳后颈部。通过颊囊将大量食物搬于巢中。

10.地鼠对皮肤移植的反应很特别,在许多情况下,非近交系的封闭群豚鼠个体之间皮肤相互移植均可存活,并能长期成活下来,而不同种群动物之间的皮肤相互移植,则100%不能存活,并被排斥。

11.金地鼠体温的高低与季节有关,夏天一般为38.7±0.3℃,一天内也有变化,晚上9~10点体温最高,从中午到傍晚较低,上午3~5小时和10时,其体温上升。颊囊内的温度为37±1℃,雄鼠直肠温度和颊囊温度大体一致,雌鼠直肠温度比颊囊低1~2℃。

12.金地鼠心率为400次/分,呼吸频率73.6(33~127)次/分,呼吸量60(33.3~82.8)ml/分,在20~21℃血液量为体重的5%,寿命为的条件下,每小时每克体重要消耗氧2.3ml。颈动脉血压,8~12周龄时为78.7~101.3mmHg,12~17月龄为64.3~88.3mmgHg,17~24月龄为65.5~92.5mmHg,24月龄以上为62.0~91.8mmHg,红细胞总数5.9~8.3百万/mm3,血红蛋白14.85~16.20g/100ml血,白细胞总数7.200~8.480/mm3,成年地鼠2.5~3.0年。

13.中国地鼠(黑线仓鼠)与金黄地鼠解剖生理特点基本相似,但也存在一些差异,如中国地鼠的染色体少而大,二倍体细胞2n=22,大多数能相互签别,定位明确,尤其Y染色体在形态上是独特的,极易识别。无胆囊,大肠长度比金地鼠短一倍,但脑重、睾丸大均比金地鼠重近一倍。

二、在生物医学研究中的应用

1.肿瘤移植、筛选、诱发和治疗等研究:瘤组织接种于颊囊中易于生长,利用颊囊观察对致癌物的反应。金黄地鼠对移植瘤接受性强,比其它实验动物易生长。近15年来大量开展用金黄地鼠研究移植瘤。因此肿瘤研究可能是当前生物医学研究中使用地鼠最多的科研项目。地鼠对可以诱发肿瘤的病毒很易感也很敏感,还能成功地移植某些同源正常组织细胞或肿瘤组织细胞等。这些方面,甚至也能成功地反应一些非近亲品系的地鼠。因而地鼠是肿瘤学研究中最常用的动物,广泛应用于研究肿瘤的增殖、致癌、抗癌、移植、药物筛选、X线治疗等。

2.寄生虫学的研究:如溶组织性阿米巴(Entamoeba histolytica),利氏曼原虫病(Leishmaniasis),旋毛虫病(Trichinella piralis)等。

3.细菌、病毒研究:如小儿麻疹病毒等。由于金地鼠对病毒非常敏感,已成为病毒研究领域的重要实验材料。

4.生殖生理的研究:妊娠期短,仅16天,雌鼠出生后28天即可繁殖。性周期比较准,约4.5天,适合于计划生育的研究。

5.老化、冬眠、行为等生理学方面的实验研究:如诱发冬眠,可研究冬眠时的代谢特点。

6.内分泌学研究:如肾上腺,脑下垂体,甲状腺等。中国地鼠的鼠丸很大,为传染病学研究的良好的接种器官。

7.糖尿病研究:中国地鼠是真性糖尿病的良好动物模型。

8.营养学研究:如维生素A、E缺乏症,维生素B2缺乏(Riboflavin deficiency)的研究等。

9.微循环和血管反应性的研究:常选用颊囊粘膜观察淋巴细胞和血小板的变化及血管反应性变化。

10.遗传学研究:选用近交品系地鼠进行遗传学研究。中国地鼠已为细胞遗传学、辐射遗传学等学科广泛应用,它的地理分布,生活习性和繁殖特点也成为进化遗传方面饶有兴趣的研究对象。

11.牙科医学研究:如龈齿的研究。

12.药物学研究和心血管的研究,如毒性和致畸的研究。

13.利用地鼠的肾脏作组织培养接种毒种,制造流行性乙型脑炎疫苗、狂犬疫苗,用量很大。

14.组织移植(皮肤、胎儿心肌、胰腺等)研究和血液学(血小板减少症等)研究。

15.染色体畸变和染色体复制机制的研究:中国地鼠染色体大,数量少,且易于相互鉴别,在小型哺乳动物中是难能可贵的,为研究染色体畸变和染色体复制机理的极好材料。当前还更多地应用于组织培养的研究,在对各种组织细胞的体外培养中,不仅容易建立保持染色体在二倍体水平的细胞株,尚在抗药性、抗病毒性、温度敏感性和营养需要的选择中,建立了许多突变型细胞株。

三、主要品种和品系

地鼠在世界上共有4属66个变种或亚属。培育的近交品系有38个。常用的有三种:

1.金黄地鼠(Golden hamster;Mesocricetus auratus)又称叙利亚地鼠,金黄色,体重150克,染色体22对,1930年自中东叙利亚引起,各实验室饲养有所不同,但遗传上比较一致,无大变异。应用最多,主要分布在东欧、南欧和亚洲的少数地区。

2.中国地鼠(Chinese hamster,Cricetulus gviseus)或称条背地鼠和黑线仓鼠,灰色、体形小,染色体22对,体重约40克。栖住于中国的东海岸至里海的东海岸这一地区。

3.欧洲黑腹地鼠(European hamster;Cricetus Cricetus):体形大,性凶猛,体重约200克,染色体22对。

全世界普遍应用于医学科研工作的多为金黄地鼠,约占使用地鼠90%,其次是中国地鼠,约占使用地鼠的10%。金黄地鼠是由野生动物驯养后进入实验室的动物。它的起源是1930年耶路撒冷Hebrew(黑不若)大学教授Aharoni赴叙利亚作动物学调查时带回当地的1胎8只金黄地鼠,途中逃跑4只,死亡1只,余3只(1雄2雌)遂与其同事Abler博士进行黑热病研究(由于利什曼原虫感染)繁衍而来,且前它已遍及世界各国,虽然它在实验动物中历史较短,但因地鼠成熟快,示经驯化阶段而成为实验动物,因此各国培育的近交品系较多,目前为止,英国已有近十种近交系,美国有若干系,日本亦有若干系,总共有38个近交品系。常用的有十几个近交品系,如APG品系(褐黑色,眼红)和APA品系(白色、眼黑)等。我国现在普遍使用的是金黄地鼠,其来源较复杂,比较混乱。还有一种是白化地鼠(白色、红眼),亦可用于医学研究,多数用于狂犬疫苗生产。中国地鼠1948年由中国引入美国,1952年用于糖尿病研究,现已培育成4个近交品系。

叙利亚金黄地鼠最适合于诱发肺肿瘤,它无原发性肺肿瘤,对诱发支气管性肺癌较敏感;其肺的抗感染力比大鼠和豚鼠都强。

1975年《国际实验动物索引》所公布的金黄地鼠近交系有38种,突变系17种,远交群38种。部分系群金黄地鼠的特性见表2-2。

表2-2 部分群金黄地鼠的特性(普通饲养条件)

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