第七節 實驗動物的處死
當實驗中途停止或結束時,實驗者應站在實驗動物的立場上以人道的原則去處置動物,原則上不給實驗動物任何恐怖和痛苦,也就是要施行安樂死。安樂死是指實驗動物在沒有痛苦感覺的情況下死去。實驗動物安樂死方法的選擇取決于動物的種類與研究的課題。
一、蛙 類
常用金屬探針插入枕骨大孔,破壞腦脊髓的方法處死。將蛙用濕布包住,露出頭部,左手執蛙,并用食指按壓其頭部前端,拇指按壓背部,使頭前俯;右手持探針由凹陷處垂直刺入,刺破皮膚即入枕骨大孔。這時將探針尖端轉向頭方,向前深入顱腔,然后向各方攪動,以搗毀腦組織。再把探針由枕骨大孔刺入并轉向尾方,刺入椎管,以破壞脊髓。腦和脊髓是否完全破壞,可檢查動物四肢肌肉的緊張性是否完全消失。拔出探針后,用一小干棉球將針孔堵住,以防止出血。操作過程中要防止毒腺分泌物射入實驗者眼內。如被射入時,則需立即用生理鹽水沖洗眼睛。
二、大鼠和小鼠
1. 頸椎脫臼法:右手抓住鼠尾用力向后拉,同時左手拇指與食指用力向下按住鼠頭。將脊髓與腦髓拉斷,鼠便立即死亡。
2. 斷頭法:用剪刀在鼠頸部將鼠頭剪掉,鼠立即死亡。
3. 擊打法:右手抓住鼠尾,提起,用力摔擊其頭部,鼠痙攣后立即死去。或用木錘用力擊打鼠頭部也可致死。
4. 急性大出血法:可采用鼠眼眶動脈和靜脈急性大量失血方法使鼠立即死亡。
5. 藥物致死法:吸入一定量的一氧化碳、乙醚、氯仿等均可使動物致死。
三、狗、兔、豚鼠
1.
空氣栓塞法:向動物靜脈內注入一定量的空氣,使之發生栓塞而死。當空氣注入靜脈后,可在右心隨著心臟的跳動使空氣與血液成泡沫狀,隨血液循環到全身。如進到肺動脈,可阻塞其分支,進入心臟冠狀動脈,造成冠狀動脈阻塞,發生嚴重的血液循環障礙,動物很快致死。一般兔、貓等靜脈內注入20~40ml空氣即可致死。每條狗由前肢或后肢皮下靜脈注入80~150ml空氣,可很快致死。
2.
急性失血法:先使動物輕度麻醉,如狗可按每公斤體重靜脈注射硫噴妥鈉20~30mg,動物即很快入睡。暴露股三角區,用鋒利的殺狗刀在股三角區作一個約10厘米的橫切口,把股動、靜脈全切斷,立即噴出血液。用一塊濕紗布不斷擦去股動脈切口周圍處的血液和血凝塊,同時不斷的用自來水沖洗流血,使股動脈切口保持暢通,動物在3~5分鐘內即可致死。采用此種方法,動物十分安靜,對臟器無損傷,對活殺采集病理切片標本是一種較好的方法。
如果處死狗的同時要采集其血液時,則在用硫噴妥鈉輕度麻醉后,將狗固定在狗手術臺上。分離頸動脈,插一根較粗的塑料管,放低狗頭,打開動脈夾,使動脈血流入裝有抗凝血的容器內,并不斷搖晃,以防血液凝固。
第八節 轉基因動物
1980年底Gordon等人首次將克隆的基因注入小鼠受精卵原核,然后移植于假孕的母鼠輸卵管,培育出第1個轉基因動物。這種將外源性基因用實驗方法插入動物生殖細胞的基因組而獲得具有插入基因特性,并能正常繁衍的動物稱為轉基因動物
(
transgenicanimals)。轉基因技術是生物學領域最新重大進展之一,已能滲透到生物學、醫學、畜牧學等學科的廣泛領域。轉基因動物已成為探討基因調控機理、致癌基因作用和免疫系統反應的有力工具。同時人類遺傳病的轉基因動物模型的建立,為遺傳病的基因治療打下堅實的理論和實驗基礎。
轉基因技術涉及外源基因的組建、載體、受體、基因導入技術、供轉基因胚胎發育的體外培養系統和宿主動物等方面的內容。
一、轉移基因
(一)轉移基因的原理:轉基因技術的理論基礎在于各種生物的遺傳密碼都是統一的。都是以3個堿基決定一個氨基酸這樣的密碼形式貯存在DNA鏈上,各物種間形狀的不同僅僅是由于DNA上的四種核苷酸排列次序的不同,同時各種生物從DNA到蛋白質合成都服從“中心法則”,當一個物種的細胞內加入另一物種或人工合成的DNA(即基因)后就可能產生新的性狀。
(二)基因的獲得:取自現有的生物體如病毒、細菌、體細胞或腫瘤細胞的DNA,用限制內切酶或外切酶把DNA切割成若干小段,然后再把這些小段利用連接酶分別放入載體中,并建成載體克隆。載體通常是一種獨立的,能自我復制的遺傳物質,如質粒、某些噬菌體和病毒均可作為載體。基因的片斷可隨載體復制,有時亦可表達,用DNA
或抗體探針做分子雜交試驗或ELISA試驗篩選出帶有理想基因的克隆,再把理想基因載體放入大腸桿菌等宿主細胞中擴大、增殖,或采用PCR的方法擴增。再對擴增的DNA片斷進行適當修飾,例如將一個單一的基因與經選擇的啟動子重組合,然后進行轉移,或將特定的控制序列連接到目的基因的結構序列上,從而創造1個新的重組基因,然后再進行轉移。
理想基因也可用人工合成的辦法獲得,要合成一特定的基因,就是要合成具有一定排列順序的DNA,DNA上四種堿基的配對是非常嚴格的,腺嘌呤(A)必定和胸腺嘧啶(T)
配對,鳥嘌呤(G)必定和胞嘧啶(C)配對,由于蛋白質合成不是直接以DNA作為模板,而是以DNA的副本mRNA作為模板,在RNA中,用尿嘧啶(U)代替了胸腺嘧啶(T)。
二、基因轉移的受體細胞
研究轉基因動物的制備,首先要考慮用何種轉基因受體細胞。選擇合適的受體細胞和可行的基因導入途徑,是該技術成功的前提。基因轉移的受體細胞必須是全能細胞,全能細胞隨著細胞分化、胚胎發育,可以把其中的基因組貯存的全部遺傳信息擴大到生物體所有的細胞中。除此以外至少是多能細胞。滿足轉基因動物需要的受體細胞有以下幾種。
(一)原生殖細胞:禽類的原生殖細胞容易分離、培養和冷凍,所以,這種受體細胞在禽類動物較易實現。
(二)配子:配子能把自身攜帶的基因組全部信息和外源插入基因序列,完整地貢獻給合子。由于精子可用作有效的轉移載體,所以,可以精子作為目的基因的受體。較多的是用重組病毒直接感染精子,精子即可把外源基因傳到合子。
(三)受精卵或胚胎內細胞團:精卵結合形成的單細胞受精卵,是最常用的外源基因轉移的受體;受精后的早期胚胎及囊胚期稍后的胚胎含有的內細胞團,該細胞團內含有未分化的胚胎干細胞,也可認為是全能的,或至少是多能性的,所以,用該時期的內細胞團或囊胚期的細胞作為外源基因的受體細胞,也可望達到基因轉移的目的。但這種情況下制備的轉基因動物多為嵌合體。