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小鼠生物学特性

来源:《心血管病实验动物学》作者:霍勇 陈明 主编责任编辑:yjcadmin

(一)行为和习性

1.小鼠胆小,易受惊吓,对外界环境的改变反应敏感。受惊时,尾巴挺直并猛力甩动,遇强光或噪声刺激可导致哺乳母鼠神经紊乱,发生食仔鼠现象。

2.小鼠在人工驯养条件下,性情温顺易于捕捉,一旦逃出笼外过夜则恢复野性,行动敏捷难以捕捉。

3.小鼠喜欢阴暗,固定一处睡眠营巢。傍晚活动加强,夜间更加活跃,其进食、交配、分娩多发生在夜间。

4.小鼠是典型的啮齿类动物,门齿终生生长。因此小鼠有啃咬习惯,以此来磨损门齿以保持其长短的恒定。

5.小鼠为群居动物,当群体饲养时,其饲料消耗量比单个饲养时多,生长发育也快。

6.在小鼠群体饲养时,性成熟的雄鼠放在一起易发生争斗。源于一窝的雄鼠或断奶后同笼饲养的雄鼠间则较少攻击。外来雄鼠常招致几只雄鼠的集体攻击。群居优势在雄性很明显,表现为群体中处于优势者保留胡须,被称为“理发师”,而处于劣势者胡须被拔光。这-现象应与因寄生虫性或真菌性皮炎所致的掉毛相区别。雄鼠具有分泌醋酸氨臭气的特性,是小鼠饲养室内特异臭气的主要原因。

7.小鼠对外界温度的变化特别是低温非常敏感,由于运输、环境改变而致低温可很快引起小鼠死亡。

(二)解剖学特点

1.外观  小鼠体形小,一般雄鼠大于雌鼠。嘴尖,头呈锥体形,嘴脸前部两侧有触须,耳耸立呈半圆形。尾长约与体长相等,健康90日龄的昆明种小鼠体长为90~110mm,体重为35~55g。近交系如615小鼠体长为85~94mm,体重为24~35g。尾有平衡、散热和自卫等功能。被毛颜色有白色、野生色、黑色、肉桂色、褐色、白斑等。小鼠被毛光滑紧贴体表,四肢匀称,眼睛亮而有神。

2.骨骼系统  小鼠上下颌各有两个门齿和六个臼齿,齿式为2(1003/1003)=16。门齿终生不断生长。下颌骨喙状突较小,髁状突发达,其形态有品系特征,可采用下颌骨形态分析技术进行近交系小鼠遗传质量的监测。

小鼠的脊椎由55~61个脊椎骨组成,包括颈椎7个、胸椎12~14个、腰椎5~6个、荐椎4个、尾椎27~30个。肋骨有12~14对,其中7对与胸骨接连,其他5~7对呈游离状态,胸骨6块。前肢由肩胛骨、锁骨、肱骨(上腕骨)、桡骨、尺骨、腕骨和指骨组成。后肢由髋骨、大腿骨、胫骨、腓骨、跗骨、趾骨组成。

3.内部脏器  胸腔内有气管、肺、心脏和胸腺,心尖位于第4肋间。肺由4叶组成。腹腔内有肝脏、胆囊、胃、肠、肾、膀胱、脾等器官。小鼠为杂食动物。食管细长约2cm,胃分前胃和腺胃,有嵴分隔,前胃为食管的延伸膨大部分。胃容量小(1.0~1.5ml),功能较差,不耐饥饿。与豚鼠、家兔等草食性动物相比,肠道较短,盲肠不发达,肠内能合成维生素C。有胆囊。胰腺分散在十二指肠、胃底及脾门处,色淡红,不规则,似脂肪组织。肝脏是腹腔内最大的脏器,分左、右、中、尾四叶组成,具有分泌胆汁,调节血糖,贮存肝糖原和血液,形成尿素,中和有毒物质等功能。

4.小鼠无汗腺,尾有四条明显的血管。

5.淋巴系统  淋巴系统很发达,包括淋巴管、淋巴结、胸腺、脾脏、外周淋巴结以及肠道派伊尔淋巴集结。性成熟时胸腺最大。脾脏可贮存血液并含有造血细胞,包括巨核细胞、原始造血细胞等,这些造血细胞组成造血灶,有造血功能。雄鼠脾脏明显大于雌鼠。小鼠没有腭或咽扁桃体。外来刺激可使淋巴系统增生。

6.生殖系统  雌鼠的生殖器官有卵巢、输卵管、子宫、阴道、阴蒂腺、乳腺等。雌性子宫呈“Y”型,分为子宫角、子宫体、子宫颈。卵巢为系膜包绕,不与腹腔相通,故无宫外孕。阴蒂腺在阴蒂处开口,左右各一。阴道在仔鼠出生时关闭,从断奶后至性成熟才慢慢张开。乳腺发达,共有5对,3对位于胸部,可延伸至颈部和背部;腹部有2对,延续到鼠蹊部、会阴部和腹部两侧,并与胸部乳腺相连。雄鼠的生殖器官有睾丸、附睾、储精囊、副性腺(凝固腺、前列腺、尿道球腺、包皮腺)、输精管及阴茎等。雄性为双睾丸,幼年时藏存于腹腔内,性成熟后则下降到阴囊,其表面为纤维结缔组织,内部由许多曲细精管和间质组织所组成。精子在通过附睾期间成熟,并与副性腺分泌物一同在交配时射入雌鼠阴道内。前列腺分背、腹两叶。凝固腺附着于精液腺内侧,是呈半透明的半月形器官。副性腺分泌物有营养精子、形成阴道栓等作用。

(三)生理学特性

1.生长发育  小鼠生长发育的快慢与品系、营养状况、健康状况、环境条件、母鼠哺乳只数和哺乳能力以及生产胎次均有密切关系。

小鼠卵在输卵管壶腹部受精后开始分裂发育,至桑葚胚(约3日)进入子宫,形成囊胚(约第5日)并开始着床,妊娠期为19~21日。胎儿产出后母鼠撕破羊膜,咬断脐带,吃掉胎盘。新生小鼠赤裸无毛,皮肤肉红色,不开眼,双耳与皮肤粘连。初生小鼠即可发声,嗅觉和味觉敏感。3日龄仔鼠脐带脱落,皮肤由红转为白色,有色品系仔鼠可看出毛色。4~6日龄双耳张开耸立。7~8日龄四肢发育开始爬动游走,被毛逐渐浓密,下门齿长出。9~10日龄有听觉,被毛长齐。12~14日龄睁眼,长出上门齿,开始采食及饮水。3周龄可离乳独立生活。4周龄,雌鼠阴道张开。5周龄,雄鼠睾丸降落至阴囊,开始生成精子。60日龄体成熟。健康小鼠寿命可达18~24个月,最长可达3年。近交系小鼠与普通小鼠相比,一般生活能力弱,寿命较短。

动物体重与年龄(日龄或周龄)的相关关系可以绘制出动物的生长曲线。也可按体重和年龄数据列出其体重增长情况表。生长曲线和体重增长情况表是动物饲养管理和健康状况多种因素综合性评价的重要指标。一般雄鼠比雌鼠体重增长快。普通小鼠比近交系小鼠生长快(表3-1)。

2.体温与水的调节  小鼠的体温调节因日龄的增长而不同。新生小鼠在40日龄前其体温是被动调节的,特别是新生乳鼠,在被毛长齐以前,主要依靠母鼠维持体温。40日龄后,体温自动调节,正常情况下保持恒定。

小鼠体表面积相对较大,环境温度的波动常可引起小鼠发生明显的生理学反应。小鼠对寒冷的应答反应为不发抖产热作用。寒冷静态下小鼠产生的热量相当于基础代谢率的3倍,比任何其他动物的变化都大。小鼠汗腺不发达,不能加大喘气,唾液分泌能力有限。在运输途中或实验室内如环境温度升高则以体温升高、代谢率下降以及耳血管扩张来加快散热。

外界温度变化太大,可很快使小鼠丧失体温的恒定性。低温能造成小鼠繁殖力下降,

抗病力下降,短时间内可导致小鼠死亡。持续高温(32℃以上)也常常引起小鼠死亡。研究发现小鼠在21~25℃环境温度区内生长较快,产仔多,活力强。

小鼠可通过呼出的气体在鼻腔内冷却以及尿液的高度浓缩来保持水分。与大多数哺乳动物相比小鼠对饮水量不足更为敏感,因为小鼠水分代谢的半衰期仅为1.1天,比大的哺乳动物要快得多,因此,对小鼠需要供给充足的饮水。小鼠饮水量为4~7ml/d。环境温度、湿度变化太大时,都会影响小鼠健康,而发生疾病。

(四)生殖生理

1.性成熟  小鼠性成熟早,5周龄雄鼠睾丸出现精子,36~42日龄性发育成熟。雌鼠20日龄后阴道皮肤逐渐变薄,阴道开口,其阴道开口与卵巢功能活动相一致。一般雌鼠36~50日龄,具有生殖能力。小鼠的性成熟因品系和饲养条件不同而有所差异。

2.发情  雌鼠性成熟后,像其他哺乳动物一样,卵巢间断而周期性的产生卵细胞并分泌雌性激素,包括卵细胞上皮细胞分泌的雌激素和黄体细胞分泌的孕激素。在激素的作用下雌鼠出现明显的动情周期称为性周期。雌鼠全年多次发情,性周期4~5天。性周期可分为动情前期、发情期、动情后期、动情间期(休情期)4个阶段。每个阶段的阴道黏膜可发生典型变化。根据阴道涂片所观察到的阴道上皮细胞变化,可进一步推测卵巢、子宫功能的周期性变化及激素变化和所处的发情阶段。如在发情期可观察到大量的角化上皮细胞集聚在一起:而在发情间期可观察到散在的白细胞、有核上皮细胞、少量角化上皮细胞及少量黏液。

3.交配  小鼠体成熟一般多为60~90日,是适宜的配种日龄。近交系小鼠在70日以上。封闭群小鼠在两个月龄以上配种为宜。一般发情后2~3小时即可排卵,排卵期3~4日,但在排卵期仅数小时内才允许公鼠交配。雌鼠交配后,在阴道口形成一个白色的阴道栓,是公鼠的精液、母鼠的阴道分泌物和阴道上皮混合遇空气后变硬的结果,可防止精子倒流,提高受孕率。阴道栓常视为交配成功的标志。阴道栓在交配后12~24小时自动脱落。雌鼠产后12~24小时可发情,此时交配可造成产后妊娠(边哺乳边怀孕)。有时,由于延迟着床,此妊娠期要比一般妊娠期长,可达31~35日。此外雌鼠与不育雄鼠交配或用机械方法刺激宫颈可产生假性妊娠,一般可维持10~12日,有时长达3周。

4.妊娠  妊娠期19~21日,妊娠期的长短与小鼠品系及个体、环境因素、排卵数量、受精卵种植率、胎次等有关。

5.分娩  小鼠的分娩多在夜间进行。产前不安,不停地整理产窝,约4分钟产仔一只,1分钟后胎盘产出,母鼠将胎盘嚼食。整个过程约1小时。有时可出现因受精卵种植延迟导致的产后3~5日又产仔的现象。小鼠每胎产仔6~15只,最多达23只,产仔数取决于品系、胎次、饲养条件、营养条件等。第2~6胎产仔数较多,一般7胎后产仔数逐渐下降。

6.哺乳  哺乳期18~23日,小鼠带仔数一般为8~10只,因母鼠营养状况、体质状况、生产能力等因素的不同而变化。母鼠哺乳仔数太多可导致仔鼠发育不均。如带仔数不足时可将其他多余的同龄仔鼠放入代乳母窝内寄养,但放入前应使其沾染新窝的气味,以免被代乳母鼠咬死。留种仔鼠可适当延长哺乳期到23日。

7.繁殖时限  小鼠性活动可维持1年左右,作为种鼠使用时间一般为6~8个月,之后其繁殖能力下降,仔鼠质量越来越差,因此应予淘汰。近交系小鼠一般连续生产5~6胎,即可淘汰。

(五)遗传学特性 小鼠共有20对染色体(2n=40),已培育成许多近交系。小鼠是遗传学研究中最常用的哺乳类实验动物之一,也是目前遗传学背景知识研究得最详尽的动物之一,研究最为充分的是组织相容性复合体,毛色基因等。毛色基因是识别品系的最简易的标志。小鼠毛色由五个主要的基因位点所决定即Aa、Bb、Cc、Dd、Ss。小鼠的组织相容性复合体(H)调控着细胞表面分子的表达,调节主要免疫功能,其中H2位点位于第17条染色体上,是决定异体排斥的位点。它可以作为小鼠遗传检测的指标,也是排斥异体组织抗原的主要成分。

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