小鼠生理学

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1、概述1. 廣泛地使用：在美國每年使用 5千萬隻遺傳上明確界定基因之近交系小鼠作為研究使用。2. DBA/ 2是由Clare nee Cook Little於1900左右所開發出之第一個近交系小鼠，約在1909 年用於毛皮基因和腫瘤新生疾病的研究。其他由 Little 所開發出的小鼠品系包括 A， CBA, C3H, C57BL/6，和C57BL/10。其他工作人員則開發出BALB/c品系小鼠。3. 遠交系小白鼠（Outbred white or ”SwiS或”瑞士小白鼠是由Dr. Clara Lynch於1920初 期所培育出來的,和一般近親品系一樣常被使用。4. 小鼠第一個連結的系譜是在 1

2、910年代初期及1920年代後期間所開發出來的。在 1929 年, Roscoe B. Jackson 紀念實驗室（ Jackson Lab ）由 Little 設立了一個以研究哺乳動物 遺傳學為中心的實驗室。在1935年前,界定了小鼠基因11 個部位。大多數是毛皮顏色 和眼睛顏色之基因。最近則辨識了超過1000個基因部位。以往小鼠的開發利用主要的 進展主要包括組織相容性的概念。（大部份是由1980年諾貝爾醫學獎得主Dr . George Snell的努力所致。他的工作主要是同源異基因品系（congenic strains）的開發）。5. 小鼠主要的優點a. 基因特性明確b. 提供大多數的近親

3、品系，同源異基因品系（co nge nic），及重組近親品系c. 體型小，允許大數量的使用d. 可以無菌和無病原性的生產，以及可以有高生殖率的性能6. 小鼠主要的缺點a.由於小鼠體型小，很難進行外科手術或獲得大量的採樣。二、解剖及組織學1. 外表前後腳掌各有 5 只腳趾；最具代表性的是前爪第一腳趾有一扁平的指甲。2. 齒式I 1 /1 , C0 / 0 , PM0 / 0 , M3 / 3，恒切齒終生持續不斷地成長。小鼠是為雜食性動物。3.胃：分成非腺體部（賁門部）及腺體部（幽門部）食道：缺乏在其它動物品種常見之黏液分泌腺體；成鱗狀扁平上皮。 胰臟：不是一個分離性的腺體，但鬆弛的分葉散佈於腸系

4、膜間，使得胰臟很難發現。肝臟：四葉；分成一個大的中央葉，左葉和右葉，和左尾葉。膽囊：存在膽囊4. 生殖系統雄性腺體：包皮腺尿道球腺前列腺：2 葉，背部和腹部精囊：最大，成對，細長彎曲。輸精管開口靠近膀胱頸附近的尿道開口； 凝固腺：較無彎曲的儲精囊；製造精液栓子壺腹腺（ampullary glands）：直接開口進入輸精管的壺腹部具有陰莖骨；凝固腺負責交配後精液的填充物之凝固。雌性：雌性有Y字型的子宮，分成側角和內側子宮體。子宮頸有一體腔，子宮頸前部則有二個 體腔。乳腺：三對胸部乳腺，二對腹股溝乳腺。 （小鼠五對，大鼠六對乳腺） 所有乳腺到達腹中線超過側面，胸線，和頸（小鼠乳腺組織延伸超過背部和

5、肩部；所以， 乳房腫瘤常於遠離乳頭的部位所發現）5. 脾：雄小鼠之脾臟可比雌性小鼠大一半 50。附屬的脾組織常潛藏在胰臟中。骨髓外造 血則是規則地在脾臟的紅髓和肝臟中發現。6. 褐色脂肪組織：發生在許多地方；如：在肩胛，頸部，腎臟周圍，和胸腺部位等。最顯 著的脂肪組織發生在肩胛間且有時候稱為冬眠腺。它也許是此動物的熱量能量的來源， 且似乎是特別在冬眠發展良好之動物有此脂肪組織。在成年動物，褐色脂肪可由正常脂 肪組織所取代。褐色脂肪組織是由一群包於細胞槳中含脂質小滴之多角細胞所組成。7. Hardarian腺：位於眼窩深處內。馬蹄型腺體。管泡型腺體（Tubuloalveolar）特徵和產生及分泌

6、排出咯紫質。外分泌腺管之開口位於眼睛瞬膜（第三眼瞼）基底，其可幫助潤滑眼 睛構造。8. 胸腺：包括二個不相等的葉片，位於胸廓，腹部到主動脈弧；體型薄且呈葉狀，反之在 其他多數的品，其與體型成比例的增大。9. 性別差異：涎液腺大的分泌顆粒位於小鼠的頜下唾液腺小葉內的管近側成一條線的部份之高圓柱細胞。在雌性小鼠，這些細胞則不是高管細胞，也不像雄性小鼠顆粒細胞之數量那麼腎臟雄性小鼠的鮑氏囊上皮是立方形，而在雌性小鼠則為鱗狀上皮細胞。此與氯仿毒性有關(雄性易於感受其毒性)。肛門生殖器間的距離，雄性較大，用於新生小鼠性別鑑定。、行為：小鼠為夜行性動物，吃，喝，與其他的活動在夜晚會增加。行為較強勢的小鼠有

7、時候會吃掉 跟隨小鼠的毛皮，通常會吃掉臉部的毛。這種行為稱為刮毛。刮毛不應與皮膚病或恙蟲引起的脫 毛問題混淆。另一種小鼠的行為是磨牙；小鼠需要咬硬的材料或粒狀食物，以磨掉不斷發育成長 的門牙。雌性小鼠通常不會打鬥，整群飼養的雄性小鼠，則時常打鬥，一些品系會比其它品系更會打 鬥。具侵略性的小鼠應個別飼養；因為他們會加劇同籠的小鼠之損傷。 年輕雄性小鼠與離乳小鼠分開籠飼可預防如成熟動物般打鬥。四、生理學(丁香园版)表12-83实验动蚓ff器乎均重量动物 沖平妁体重肝脏(%)牌脏(%)肾莊%)心脏(%)肺 (%)腕 偽)甲狀腺(%)肾上腺(%)下垂库(%)羞丸(%)小鼠2S&5. 130. 386

8、880.50.741.420.010.01680.00740.993S表2T常用实验动物的一般生理常数参考值1.动物体谎道肠温感0CL呼吸频率欤/m i n）凰气量Gnl）心率血压平均动联 压（EFG总血虽占体重百分比家兔.58. 5:39. 510-1519. 04. 51-23-304瑁捺IT. 35. 6狗37.0；3350狗8. 0(6. 9. 5)11.5(617.5)lo-eo11(70155-35-53猎7. 5 C5. UalOL 0)12. 5 C5. 19.訝1050120fc-T?15Q豚鼠取.疹単山45. 5-17. 568-8T144(116(165i3747大白鼠9

9、. 5(8.11.0)6. Cr15. 050100105.型白鼠7. 5(5. 89.3)：10.0-15.050.100110鸡拱819. 8801-200.邈24.0Q.3yQ. 51020.5314.仕21.995鱼里自0.8(0. 6-1.3V4. 0105 (94-124)表皆3常用实验动物白细胞分类计数参考值（眾3.动物种类嗜中性粒細胞嗜酸性粒细胞嗜昵性紅细跑榊巴细胞单核細胞家兔32. 01：:32. 460. 24. 1狗66. 8巳60;.27. 72.T猫596.90.-2.312.9豚鼠38 04. 00. 355. 02. 7犬白鼠25.44. 1喰67.4.2.8小白

10、鼠:go.o0.978.90.27.02-7.07.051.08.0鸡13, 3-25. 81. 2. 52. 464.0-76. 15. |6. 4鹄23.：1:0. 22.665. E)6.6鯉鱼55. 4CL 236. 38. 1小鼠的体温38 （3739）C，呼吸频率163 （84230）次/分，心跳频率625 （470780）次/分,耗氧量1530mm2/g活体重，通气量24 （1136） ml/分，潮气量0.15（0.090.23）ml,收缩压113(95125) mmHg、舒张压81 (6790) mmHg,红细胞总数9.3 (7.712.5)百万/mm3，血红蛋白 14.8(1

11、019)g/100ml,白细胞总数 8.0(612)千/mm3,总蛋白 4.8(4.25.5)g%。5. 小鼠尿液的特性和成分特性成分 正常值 特性成分 正常值尿排出量 0.51 mL/ 24 h 尿素氨 24.329.8 mg /24 hpH 7.38.5 尿酸 0.04 %可滴定酸度4.685.67 mg / 24 h 肌酸0.861.02 mg / 24 h平均比重 1.058 肌酸酐 0.570.67 mg / 24 h渗摩浓度 1.062.63 渗摩尔/ kg 氨基乙磺酸 11.89(9.3914.64) mg /(kg/d)总固形物 1.2116.1 g /100 g 尿囊素 95

12、(75117) pmoL/(kg d)氯 5.755.79 mg/ 24 h 芳香草酸 40 pg/kg/d总硫0.27%亮氨酸0.86 mg/d(日粮中含10 %酪蛋白)无机硫酸盐 0.15% 缬氨酸 0.91 mg/d无机磷 0.43% 组氨酸 0.27 mg/d葡萄糖 1.983.09 mg / 24 h 丙氨酸 0.53 mg/d蛋白质 6.825.8 mg / 24 h 脱氧胞苷 125625 p g/(kg/d)总氮 40.240.8 mg / 24 h 4-氨基-5-咪唑羧酰胺 260 pg/(kg/d)氨氮 4.685.48 mg /24 h6. 小鼠常用正常生理生化数据指 标

13、 正常值 指 标 正常值成年体重 2040 g 血小板 600(1001000) x 103早1835 g红细胞压积43%(42%44%)寿命 24 年 红细胞 9.3(7.712.5) x 106染色体数 2n=40 血红蛋白 13.4(12.216.2) g/100 ml体温370C37.5 C 一次放血最大容积5 ml/kg呼吸频率163(84230) 次/min血凝固时间210 min耗氧量 1530 mm3/g 活体重 PTT 55110 s通气量 24(1136) ml/min 凝血酶原激活时间 719 s潮气量 0.15(0.090.23) ml 葡萄糖 133256 mg/l0

14、0m1心率 625(470780)次/min 血尿素氮 9.627.5 mg/dl心搏量1.32 ml/每搏肌酸酐0.230.7 mg/100ml收缩压 l4.79(l2.67l8.40) kPa 总蛋白 4.l46.22 g/l00ml舒张压 l0.80(8.93ll.99) kPa 白蛋白 2.774.37 g/l00ml血浆容量 3.l5 ml/l00 g 总胆红素 0.060.82 mg/l00ml全血容量 5.85 ml/l00 g 钙 8.3l2.5 mg/l00ml血浆 无机磷 6.0l0.2 mg/l00mlpH 7.27.4 碱性磷酸酶 45l99 IU/LCO2 2l.9

15、mol 谷丙转氨酶 2574 IU/LCO2 分压 5331.6 土 719.8 Pa 钠 115191 mmoL/L白细胞计数 钾 5.29.7 mmoL/L总数 8.4(5.111.6) x 103/ 卩氯 8.5114 mmoL/L中性 17.9%(6.7%37.2%) 血清胆固醇 97 mg%淋巴 69%(63%75%) 胆固醇脂 / 总胆固醇 61%81%单核 1.2%(0.7%2.6%)嗜碱 0.5%(01.5%)(台湾实验动物信息网)心跳速率：快速，300-600 /min呼吸速率：快速， 100min氧氣消耗量： 1.7 毫升/ g/ hr生育力：8窩或425天繁衍一百萬隻後裔

16、骨髓：大部分的小鼠長骨骨髓終生仍存留功能(大多數的成年哺乳動物，其骨髓是由脂肪 所取代)熱量散失：經由足底汗腺與尾巴血管的舒張來散熱。 (如大鼠)其它：見附件1. 繁殖：交配：大部份囓齒類的肛門生殖器間距(肛門和生殖器的距離)，包括小鼠，公鼠的間距 是比母鼠較大的。大部份的成年囓齒類，成熟雄性的睪丸很容易在尾巴和陰莖間觀察到。 性成熟期依小鼠的品系營養，與環境的影響而異，但一般而言介於 28日和 49日之間。 養育小鼠或十週後生育力會下降。雌鼠發情的表徵為陰門張開，以及陰道表皮黏膜抹片呈現角化現象。生育力在 75 日和 300 日齡間達到最高峰。小鼠為多次發情動物(polyestrous)而且

17、整年皆可繁衍。平均發情週期為4-5天，平均夜 晚發情期為12個小時。(一般發情開始於下午4點及晚上10點，持續12至14小時)。 小鼠發情後自發排卵8至11小時。產後發情約在分娩後24小時內發生。排卵發生約介 於產後12至18個鐘頭間。在整窩仔鼠斷乳前，不會發情(乳泌期間不會發情)。為縮短 離乳間距，允許產後發情。新生仔鼠眼瞼緊閉，而且其外耳尚未發育完全。在發情前期(proestrus),陰道抹片有含核上皮細胞以及一些角化上皮細胞；發情時角化 上皮細胞佔大多數。稍後的發情後期(metestrus)和乏情期(diestrus),角化現象減低，且 白血球增多。一般陰道若產生陰道栓子即可確定小鼠交配

18、成功。栓子從子宮頸至陰脣填滿整個陰道， 一般持續約16-24小時，可持續至48小時。平均懷孕期為19-21 天。假如母鼠產後哺乳，則著床會延遲約4-10天，懷孕期亦會順 延。雜交鼠之懷孕期似乎比近親品系較短。每窩仔鼠數會依品系及母鼠年齡而異。頭胎仔鼠數通常較少，在第二至第八胎之間是為 最佳生產狀態(約10至12頭)。近親品系通常生產頭數會比遠交品系或雜交種來得較少 頭數。微細的季節變化使得小鼠持續不斷發情。2. 繁殖系統代表性繁殖系統：(1)持續交配：雌鼠被允許永久與雄鼠及群體其他成員相處並產下仔鼠。 此系統乃利用產後發情方式繁殖。a .一夫一妻：一隻公鼠一隻母鼠關在一起。b .一夫多妻：一隻

19、公鼠及多隻母鼠關在一起。（2）暫留交配；在分娩之前將公鼠和母鼠暫時分開。a . harem 系統，公鼠及母鼠關在一起至分娩前才分開。b. 人工控制交配系統；公鼠和母鼠關在一起一段充分的時間進行交配（通常約1 個星期）。3. 近親品系與遠交品系近親品系：C57BL, C3H, BALB/c, DBA/2, CBA, A, AKR, NZB, SJL。遠交品系：ICR，瑞士韋氏鼠SWiss4. 費洛蒙（Pheromones）：性費洛蒙，多種物質或多種物質的混合，其由動物所製造之外在 物質，可由其它同種的個體所感受到使產生特定的發情效果。費洛蒙（Pheromones）會改 變小鼠正常的發情週期。布魯

20、斯效應（Bruce ）：（假如懷孕母小鼠與公小鼠關在一起24小時，公小鼠會促使母鼠 發情而導致流產）（只會發生在小鼠,大鼠不會）。剛剛配種懷孕的母小鼠與陌生公小鼠關 在一起或靠近陌生公小鼠,此公小鼠會阻礙母鼠妊娠。母小鼠在原配種後 24小時內與 陌生公小鼠接近,約有30%母小鼠會有妊娠阻礙及胚胎著床受抑制現象。在第二隻公小 鼠與原配種公小鼠為不同品系時,會發生最大效應。Lee-Boot效應：（成群母小鼠在缺乏公小鼠的刺激下，使得母小鼠發情受抑制）此乃由於4 隻母小鼠或更多的母小鼠關在一起之故。小群飼養的母小鼠常在沒有交配情況下發生 假懷孕現象。假如以30隻或更多隻關在一起，則會發生不發情（an

21、estrus）現象。在小群飼養的母鼠（FSH下降，leutotropin）傾向假懷孕在較大的群聚（FSHJJ劇烈 下降）anestrus不發情Whitten效應：（群體籠飼的母小鼠可能會進入一個連續的不發情anestrus 期, 一旦有公 小鼠氣味或其尿液出現，則此種不發情會被雄性氣味所中斷。大多數的母鼠會持續約 72 鐘頭的發情期，發情同期即所謂的Whitten效應）。群聚之母鼠與公鼠交配或曝露在公鼠 之排泄物的第三天會進入配種的高潮。在大鼠同樣也有此種現象，但較不顯著。五、抓取及保定1. 以手指或平滑頭端的鉗抓住動物靠近尾巴基部。抓住和拉扯尾端會造成小鼠皮膚剝離。2. 經由頸後皮膚抓住動物

22、。3. 假如要更多的保定，輕抓小鼠尾巴，舉起置放在一個粗糙，小鼠腳趾可以抓取的表面，以另一隻手的拇指和食指抓住小鼠的頸，且將小鼠尾巴握於第四和第五手指間。假如抓取的皮膚離頭部太遠，小鼠便得以轉身來咬這個抓取處理小鼠的操作人員。抓取小鼠必 須緊抓但卻得溫和地握持著，如此小鼠便不會有困難呼吸的現象發生。可使用塑膠保定裝置來固 定小鼠以及其他囓齒類作為較長期時間的保定。六、動物房舍：鞋盒式飼育盒：籠蓋表面以金屬電鍍小鼠飼育盒應至少提供97cm2(15in.2)面積之空間給每隻成年(30g)小鼠。有仔鼠之雌鼠應有 390cm2(63in.2)的面積空間。小鼠飼育盒至少應有13公分高。墊料：可以是紙，軟

23、松木削，紅檜木削，或木屑，且應是不具過敏元性(non allergic)，無塵的， 且吸收性佳的，無毒性(non toxic)，和無病原性等原則。軟木削，如衛生紙與棉花，乃可作為囓 齒類築巢最佳的材料。籠飼空間：將二隻或二隻以上的成年公小鼠關在一起通常是無法和平相處的；因此，公小鼠應分 開籠飼以避免互相打鬥。新近組合的公鼠群，新的公鼠進入已被劃定的領域，或先前獨自飼養的 小鼠等，皆有可能發生打鬥，雌性鼠則較少發生打鬥現象。溫度：飼養小鼠的動物房其溫度應維持在攝氏18至29度之間(65F到85F)，平均溫度大約攝氏 22 度。然而小鼠卻能夠適應更冷的溫度，特別是在較低溫度環境下出生和飼養之小鼠。

24、 濕度：飼養小鼠的動物房相對濕度通常為 30%至70%間。飼育盒過濾蓋的使用，或者任何可以 減緩空氣擴散的蓋子，會使飼育盒溫溼度升高，而更難控制其微環境。小鼠飼育盒應經常保持清潔和更變，以避免氣味及排泄物的蓄積作用，而保持這些動物的乾淨 與清潔。通常飼育盒至少每個星期清潔兩次。七、營養及飼料1. 小鼠應以乾淨和營養的粒狀小丸囓齒類飼料採任意食用的方式餵食，飲水系統以自動化 給水裝置或水瓶供水。Lab chow 5010：可高溫高壓滅菌之飼料5001：一般的飼料2. 成年小鼠平均每100g體重小鼠，每天大約可吃掉15g飼料和15毫升水。3. 飲水和飼料消耗量會因周圍環境的溫度，濕度，水的供應，飼

25、料的乾燥程度，繁殖狀態，飼料品質等而產生變化。4. 21天斷奶的小鼠體重約9至12g間。飼料的型式：天然成分之飼料：為一般的類型 封閉式飼料配方：組合成分的量被視為商業機密。一般會提供成分的表單和具保證之分析。 開放式的配方：按照一定量的成分配方製作。純化飼料：以精製的成分作為配方。以化學方式定義之飼料：以化學方式純化的化合物作配方。氨基酸類，糖，triglycerides三甘酸 油脂，主要的酸脂肪，無機鹽，和維他命是必要的營養成分。高成本。八、商品化生產繁殖的小鼠1. 無菌(未污染的)小鼠：沒有可偵測到的微生物。2. 定義菌株(gn otobiotic)小鼠：擁有特定菌株3. 無特定病原：無

26、特定病原性微生物之小鼠。4. 傳統飼養的小鼠：包含幾乎所有全部其他在各種不同的情形之下產製隻小鼠。九、疾病大多數常見的和或重要的感染性疾病。1. 鼠科的呼吸性黴漿菌病(mycoplasmosis)同時也會感染生殖道。病原是pulmonis黴漿菌 (Mycoplasma pulmonis)。2. 仙台病毒(Se ndaivirus)。呼吸性病原3. 小鼠痘(ectromia) 多發性系統性病毒疾病。可造成皮膚損害，大多數是內部的損害。小 鼠痘是可舉報的疾病且任何爆發將引起小鼠族群完全的滅絕。目前於本國並無發生，但 一直是相當危險的疾病。4. 小鼠肝炎病毒。造成腸，肝臟和中樞系統的損害。十、管理上

27、述這些小鼠臨床上的病症或病理學之關係，對研究人員而言是相當重要的，有助於研究人 員排除這些菌叢。必須了解到最主要的問題不是動物的損失，而是影響到研究數據資料。1. 從信譽良好的經銷商及經測試過品系購入動物。與受認可之廠商供應商接洽採購動物的 服務。2. 購入動物後，應測試動物疾病。對常見囓齒類而言血清學的測試和病原培養為有其必要 性。須記住，這些測試不見得就是預期的結果，即便是陰性反應，也應有某種程度的保 留，稍加留意。大致而言，若有疾病存在，這些測試便可偵測出病原，但可能遺漏掉低 階的感染，特別是黴漿菌試驗。3. 細心照顧動物避免遭污染。研究人員勿將來源不明之動物與作實驗之動物接觸。勿將動

28、物帶入實驗室後又帶回動物房內，如此便可避免動物房內動物遭污染。4. 施打來源不明的生物製劑材料須非常小心。多數小鼠肝炎病毒和先天性腳趾不全畸形(ectomelia)乃因乾淨的品系遭生物性製劑材料的污染所致。5. 在使用動物結束時，特別是長期實驗，應針對常見的囓齒類病原作再測試。 十一、疾病的預防1. 加濾網蓋之飼育盒可避免或降低密集飼養的小鼠房內微生物的空氣傳播，然加濾網蓋會 使飼育盒內氨濃度，濕度，與溫度上升。2. 加氯淨化法(10到12ppm)或酸化(pH2.5)之飲用水會降低Pseudomonas的污染程度。以2毫升5.25%鈉次氯酸鹽溶液混合於10公升水中製作10ppm C12水溶液。

29、以約2.6 毫升濃縮氫氯酸混合10公升水製備pH2.5的水溶液。3. 由於當地供應水之酸鹼度和硬度會有變異，因此應監測最後混合之水質酸鹼度。 十二、公共衛生之考量在小鼠族群中，沙門氏桿菌症(Salm on ellosis )和淋巴球性腦膜腦炎為少見的人畜共通傳染 病。囓齒類動物的皮屑常使人們產生皮膚和呼吸性過敏。這種過敏反應注射皮屑測試未必會有皮 膚陽性反應，因此若暴露在囓齒類飼養環境後，假如有發癢，紅腫，流鼻水，打噴嚏或呼吸困難， 則應儘速尋求醫生的協助。十三、用於研究在美國每年大約使用 5 千萬隻小鼠用於研究和測試，諸如藥物，老化，病毒學，免疫學， 組織相容性，單株抗體製造，溶血性貧血，先天遺傳缺陷，腫瘤增生，基因放射線學，澱粉樣變 性病，梨形蟲病，自體免疫疾病，先天性無胸腺症，阿米巴原蟲症，肥胖症，侏儒症，漿細胞惡 病質症(monoclonal gammopathies),糖尿病，腎臟病，基因轉殖動物模式及動物行為等之研究。