犬(dog, Canis familiaris)屬于哺乳綱、食肉目、犬科、犬屬動物。犬是最早被馴化的家養動物之一,其歷史長達12萬年之久。從20世紀40年代開始,犬才作為實驗動物應用。國際通用實驗用犬的主要品種為Beagle犬,此外還有少量的四系雜交犬、墨西哥無毛犬、Boxor犬、Labrador犬和Dalmation犬等品種。
01 犬的生物學特性
(1)遺傳特性
由于選擇性育種,在需要遺傳一致性的科學研究中,或要求給藥組和對照組動物之間的動物差異較小的長期研究中,與種源未知的犬相比,目的性繁育的犬(例如比格犬)可能是更合適的選擇。但是,如果研究是為了確定實驗對象中可能發生的變量的最大范圍,或者如果實驗持續時間較短,隨機來源的犬可能更有用。
犬的基因型和表型在品種間存在差異,這造成了品種間等位基因頻率的變異。雖然“純”種犬的某些基因出現的頻率更高,但大多數品種仍存在基因的變異。在純種犬中遺傳性缺陷很常見,包括溶酶體貯積癥、視網膜變性、凝血病、補體缺乏以及各種肌肉骨骼、造血系統、免疫和神經系統疾病。
(2)生理特性
犬是單胃食肉動物,世代時間較短(即計算出的幼崽出生和其第一個后代可能出生之間的間隔),最大壽命約為 20 年;在研究環境因素的終生影響時,犬是非常合適的動物模型,而且關于其在輻射生物學中的應用已有廣泛的文獻。較大的犬特別適用于心血管、移植和骨科研究,因為體重和血容量與人類相似。犬的體型也適合進行那些無法在較小種屬中無法完成的操作,例如,當收集科學數據所需的儀器體積較大時,或當成像設備的分辨率需要比在小動物中可用的更大的靶區時。
單個動物就可以進行非常詳細的研究或以多種方式進行研究,這可以減少研究所需的動物數量,并生成更明確的數據集。例如,可以在不損害犬健康的情況下,在一段時間內從單只犬中采集多份血樣,但在同一時期從單只小鼠或大鼠中采集相似大小的血量是不可能的。
(3)行為特性
大多數犬可以被馴化,接受人類作為其社會等級中的主導個體,特別是在馴化時提供正向激勵(如食物獎勵、撫摸和言語強化),且將不良體驗降至最低時。不同品種和個體動物在馴化的難易程度和快慢程度存在差異。然而,適當的馴化可以讓犬變得溫順,也更易訓練它們來配合研究人員的操作。
02實驗犬在科學研究中的應用
(一)實驗外科學
犬廣泛應用于實驗外科各方面的研究,如心血管外科,腦外科,斷肢再植,器官和組織移植等。臨床外科醫生在研究新的手術或麻醉方法時往往選用犬來做動物實驗,通過實驗取得經驗和技巧后用于臨床。
(二)基礎醫學研究
犬是目前基礎醫學研究和教學中最常用動物之一,尤其在生理、藥理和病理生理學等實驗研究中起著重要作用。犬的神經、血液循環系統發達,適合做失血性休克,彌漫性血管內凝血,脂質在動脈中的沉積,急性心肌梗死,心律失常,急性肺動脈高血壓,腎性高血壓,脊髓傳導,大腦皮層定位,條件反射等實驗研究。
(三)藥理學、毒理學實驗
磺胺類藥物代謝研究,各種新藥臨床前的各種藥理實驗、代謝實驗以及毒性實驗等。
(四)非傳染性疾病研究
如蛋白質營養不良,高膽固醇血癥,動脈粥樣硬化,糖原缺乏綜合征,先天性白內障,遺傳性耳聾,血友病,先天性心臟病,先天性淋巴水腫,家族性骨質疏松,視網膜發育不全,黑頭粉刺病,淋巴肉瘤,紅斑狼瘡病,周期性嗜中性白細胞減少癥,軟骨發育不全,胱氨酸尿癥,腎盂腎炎、青光眼等疾病的研究。
(五)傳染病學研究
如利用犬制作病毒性肝炎、狂犬病等動物模型,細菌性疾病如鏈球菌性心內膜炎、牛型或人型菌株所致結核病,霍亂的動物模型,寄生蟲病如犬惡絲蟲病、十二指腸鉤蟲病、日本血吸蟲病、中華枝睪吸蟲病等動物模型。
(六)腫瘤學研究
母犬乳房混合型腫瘤,皮膚的基底細胞和腺體腫瘤,黑色素瘤,骨肉瘤、白血病、扁桃體癌、腸淋巴肉瘤,睪丸腫瘤,雌性纖維平滑肌瘤、甲狀腺腫瘤等動物模型。
(七)行為學以及精神病研究
將狗隔離飼養的辦法,建立隔離與抑郁癥的模型。其他如神經官能癥,狂躁抑郁型精神病等動物模型,條件反射動物模型。
(八)老年學研究
犬可作為老年和老化機制研究的實驗動物。如骨骼老化、關節炎、造血系統老化、慢性腎炎和腫瘤。犬易發老年性癡呆的神經炎斑,犬也是老年性白內障、老年性耳聾的常用模型。
(九)慢性實驗研究
由于犬可以通過短期訓練很好地配合實驗,所以非常適合于進行慢性實驗。如條件反射實驗、各種實驗治療效果實驗、毒理學實驗、內分泌腺摘除實驗等。犬的消化系統發達,與人有相同的消化過程,所以特別適合于作消化系統的慢性實驗。如可用無菌手術方法做成唾液腺瘺、食管瘺、腸瘺、胰液管瘺、胃瘺、膽囊瘺等來觀察胃腸運動和消化吸收、分泌等變化。
(十)口腔醫學研究
犬在口腔醫學研究中應用很廣泛,犬的牙周膜的組織學、牙周炎的組織病理學及牙周病的許多病因與人的相似,所以犬作為牙周病動物模型的研究極為理想。
在自休牙移植和放射治療的研究問題上,犬是常用的動物。犬的下鐙骨突出的方式相似于人下頜內突出,因此犬可作為頜面部畸形的動物模型。
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參考文獻:
Laboratory Animal Management (Dogs), National Research Council, 1994