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실험동물개론

실험동물개론. 1. 동물분류학적 위치 문 (Vertebrata) 강 (Mammalia) 목 (Rodentia) 과 (Muridae) 속 (Mus) 종 (musculus). 2. strain; indred, mutant, closed colony 3. 사육배경 : From 애완용 via 멘델법칙 재발견 & 유전학 발전 to 실험용 1907 년 Little 모색유전자 연구 1910-1920 근교계 계통확립 시작. 생쥐 mouse. 생쥐 근교계. 1. DBA 계

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실험동물개론

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  1. 실험동물개론

  2. 1. 동물분류학적 위치 문 (Vertebrata) 강 (Mammalia) 목 (Rodentia) 과 (Muridae) 속 (Mus) 종 (musculus) 2. strain; indred, mutant, closed colony 3. 사육배경: From 애완용 via 멘델법칙 재발견 & 유전학 발전 to 실험용 1907년 Little 모색유전자 연구 1910-1920 근교계 계통확립 시작 생쥐 mouse

  3. 생쥐 근교계 1. DBA계 • 1907 Little 초기 dbr로 명명, dba로 개명, 이후 DBA로 기재 • 아계: DBA/1, DBA/2 • 특징: 유암발현(60%이상), 백혈병발생(6-8%), 결핵 고감수성, 음향 고반응 2. A계 • 1921: albino(Strong & Bagg) x albino(Little) • 특징: 유암, 폐암 3. C3H/He계 • 1921: albino (Strong & Begg) x dbr(Little) - C, CBA, CH, C121, C3H/He • 특징: 유암 고발증(94%), 복수간암이식 실험에 적용, 난백알부민 알러지, 쇼크 저감수성

  4. AKR BALB/cJ DBA BALB/c CBA/CaH C57BL/6J

  5. 4. C57계 • 1921 Miss Lathrop mouse 이용 Little 번식 • C57BL, C57BR • 특징: 유암저발증계 5. C58계 • 1921 MacDowell & Miss Lathrop의 mouse 유래 • 특징: 백혈병 고발증계 6. BALB/c계 • 1932 albino(Bagg)로부터 Snell 작출 • 특징: 유암폐암저발증, 백혈병 발증(암 12%이하, 수 10%이하), 고혈압, 단일항체 연구

  6. 7. AKR계/RF 계 • 1928, Furth, A & B군에서 유래 • 특징: AKR계 - 백혈병 고발증 RF계 - 백혈병 저발증, 방사선조사 백혈병발증 증가 8. SWR 계(유럽 white) • 특징: 유암저발증, 폐암발증(44%) 9. 국제등록 mouse 계통: 260계통; Jackson Lab, J Cancer Research

  7. 10. 일본 품종: AA, AIK, A#, btK, CFW/MS, CS, DO, DDD, DDK, DDY, DHT, DK1, DM, DSD, FM, KK, NBC, NBR, NC, NSC, RR, SS, S II, S III, S IV, IV CS

  8. AA: 비만, 투쟁, cortisone에 의한 구개파열기형저발증 • ALK: BHC감수성 • DDD, DHT: 유암고발증계 • DK1: 장염균 고감수성 • DDY: 난백알부민에 대한 anaphylaxis shock 감수성 • KK: 비만, 당뇨병 고발증 • KA1: estrogen에 대한 유선 발육 증진 • KB2: estrogen에 대한 유선 발육 저조 • NC: 난백알부민에 대한 anaphylaxis shock 감수성, alloxan에 의한 당뇨병 저발증율 • RR: 세균성설사에 대해 낮은 저항성 • SS: alloxam에 의한 당뇨병 고발증율 • IV CS: 성주기 4일에 안정

  9. 생쥐 변이계 • 표시 예1: Ay(yellow모색, 비만, 당뇨), an(anemia), cd(crooked tail), dw(dwarf), dy(distropia muscularis), hr(hairless), hy(hydroencephalus), ob(obese), spa(spastic), • 표시 예2: fused(추골이상), japanese crooked • 약 350종 보고 • 모색, 안색, 모질, 일반형태, 기형, 생리형질, 병리형질, hemoglobin, MHC, Ig, 질병 감수/저항성

  10. 생쥐 폐쇄군 • 표시 • 생산자/유지기관명:근교계명칭 (Nga:DBA/2) • 생산자/유지기관명:폐쇄군 명칭 (Nga:SWIS) 1. ICR • Swiss mouse에서 유래; Dr Hauschka이 다산계통으로 작출 • institute of cancer research에서 전파

  11. ICR ARC Swiss

  12. 생쥐 교잡군 1. 근교계간 교잡에 의한 F1 생산의 경우 • (모친계 x 부친계)F1 = 약칭 • (AKR x DBA/2)F1 = AKD2F1 • (C57BL/6 x C3H/He)F1 = BC3F1 • (C3H/He x C57BL/6)F1 = C3BF1 2. 근교계간 이외의 교배조합의 경우 • 생산자(기관):(C57BL/6 x DBA/2)F1 • A/J. A/He, C3H/He, C57BL/6, DBA 계통간 F1: 암 연구에 이용

  13. 실험동물로서 생쥐 • 사용목적 • 이용성: 종양, 바이러스, 세균, 약리, 유전, 면역, 내분비 연구 • 근교계: 암, 백혈병, 유전병, 유전체질, 행동, 수명 연구, 병인, 병변, 질환모델 • 폐쇄군; 약제 선별실험, 제암제 개발, 독성시험, 장기간 동물실험, • 장점: 다양한 계통, 짧은 생활주기/수명(신속 세대교체), 우수한 번식능,사육관리 용이, 실험을 위해 일시에 다수 개체 확보 • 단점: 체격이 작아 외과수술 실험장치 부착, 연속 시료채취 등이 곤란

  14. 1. 생리학적 특징 출생: 체중 0.8-1.5g, 털이 없고 눈과 귀가 막혀 4-6일령: 털이 나고 귀 개열 12일령: 눈을 뜨기 시작 13-15일령: 둥지에서 나옴 18일령: 이유 가능 3주령에 이유 실시 2. 암컷 25-30일령: 질구가 개구 35-50일령: 성성숙 18-40g 60일령: 번식가능 3. 수컷 25일령: 정소하강 35일령: 정소내 정자 출 45-50일령: 성성숙 20-40g 60일령: 번식가능 생쥐 생리

  15. 생쥐 생리 1. 생식기 • 수컷; 정소, 정소상체, 정관, 응고선, 전립선, 뇨도구선, 포피선, 음경 • 암컷; 난소, 난관, 자궁(중복), 질, 음핵선 2. 생식세포 • 정자(100um): 낫모양 두부(8.3x3.0um), 미부 • 난자(75-88um); 8-10시간의 수정능력 보유 3. 성성숙과 성주기 • 질구상의 변화 & 성주기(발정주기) 4-5일: (난포발육-배란-황체형성)n • 임신기간 18-22일 • 산자수 1-23마리 (평균 6-13마리) • 포유기간 약 3주 • 분만후발정(분만 12-20시간) 임신가능, 이유시 출산 가능

  16. 1. 동물분류학적 위치 문 (Vertebrata) 강 (Mammalia) 목 (Rodentia) 과 (Muridae) 속 (Rattus) 종 (Norvegicus) 2. 실험동물화 배경 Norway/Brown rat from 야생형(Tarrus norvegicus) white rat from 도박용 시궁쥐 1856년 부신적출 효과 연구 Cramp (1877-1885) rat 번식 보고 Donaldson (1893) 처음 rat 소개 및 연구 Steward(1898), Kline(1899), Small(1900); 심리학에 연구 흰쥐 rat

  17. 흰쥐 근교계 1. Wistar • 미국 Philadelphia Wistar 연구소 • 흰모색, 온순, 조숙다산, 유암저발증 2. Wistar-King • 고도의 근교(180-200대) by King • 백색, 유암저발증

  18. F344 Sprague Dawley(SD), Wistar

  19. 3. Long-Evans • Long & Evans(1915) • 시궁쥐(수) x albino(암) • 대형, 다산, 조숙 4. Sprague Dawley(SD) • 미국 Sprague Dawley company • 영양시험, GTH 고감수성

  20. 5. Buffallo 미국 NIH, 중형 6. F344 Dwango(1920)-Hestone(1949)-NIH(1950), 고도의 근교계, 백색 소형, 다산, 간장장애와 비타민결핍증 고발증, 질감염고발증 7. 기타: Holtzman, Osborn-Mendel, Sherman, Wistar-Imamichi, Donryu 계 외 약 100계통 보고

  21. 흰쥐 폐쇄군 1. 연구에 사용되는 대부분 rat • Wistar계 • Long-Evans 계 • Sprague-Dawley 계 2. 사용목적 • 종양연구 • 약리, 대사, 생화학, 영양: 사람과의 높은 유사성; 성장, 성차, 성생리 • 내분비, 번식(vaginal smear), 비유 연구 * estrus cycle • 약품, 농약, 식품, 식품첨가물에 대한 독성실험 (폐쇄군)

  22. 흰쥐 생리 1. 출생 • 털이 없고, 눈과 귀가 막혀있으며, 체중은 5-6g 2. 암컷 • 30-40일령 질개구와 초발정개시 • 60-70일령: 임신가능 • 80일령: 교배적기 3. 수컷 • 23-25일령(시) - 30-35일령(종): 정소하강 • 30-40일령: 정자형성 • 60일령: 정소상체미부 성숙정자의 출현과 교미가능 4. 특이사항: 담낭이 없다.

  23. 1. 동물분류학적 위치 문(Vertebrata) 강(Mammalia) 목(Rodentia) 과(Muridae) 아과(Cricetidae) 2. 특징 14 종, 52 아종 & variety 염색체수(2n) = 20, 22, 26, 28, 30, 44 golden hamster (=Syrian hamster) 주 연구용 햄스터(Hamster)

  24. 3. 종류와 계통 • 1930 Hebrew 대학 Dr. Aharoni • 시리아 12마리 중 1마리 - 8새끼중 수1 암2 이용 유전적 고정 4. 일본에서 근교계; APG, APA, ACN 작출 • APG(다갈색모), APA(백색모) from albino 계 x panda 계 • ACN from cream x APG • * 다갈색모 1949 from Dr. Snell • * albino(전신백색모), 1954 from 미군 • * cream color(황백모색) 1966 from 영국(루비색 눈), 미국(흑색 눈 &귀)

  25. 5. 사용목적 연구용>검정용, 진단용, 교육용 연구: 바이러스, 종양, 내분비, 세균, 발육, 노화, 영양, 발생, 해부

  26. 6. 생리적 특징 • 1) 볼주머니(cheek pouch): 행동심리학, 암연구 • 2) 동면: 동면생리학 • 3) 바이러스 특이감수성: 광견병,디스템퍼, 일본뇌염 • 4) 거대염색체(chinese hamster 2n=22): 유전학, 염색체행동학 • 5) 번식능력(생후 28일후 암 번식가능)번식,발생연구

  27. 7. 일반사항 • 출생: 체중 1.3-3,2g • 4일령: 피모출현 • 6일령: 사료섭취 • 8일령: 둥지 외출 • 14일령: 개안 • 21일령: 이유 • 이후 50일 까지 빠른 성장

  28. 8. 기타 1) Chinese hamster • 1919 Hsiek 폐렴쌍구균 연구 • 체중 30-40g, 체장 90mm • 임신기간 20-21일, 포유기간 3주, 8주령에 성성숙 • 생리적 특징과 이용 • - 당뇨병 발증: 질환모델 근교계 개발 가능 • - 성주기 안정; 발생학, 번식생리학 연구, 독성실험 기형실험, • - 세균, 바이러스, 원충 감염실험, 혈청학연구, 기생충 연구 2) European hamster • 체중 600-900g, 체장 210-280mm

  29. 기니픽 Guinea pig

  30. 1. 동물분류학적 위치 • 기원(=모르모트) • from Marmotje (네덜란드) to 일본 • (영) mormot (Marmoto marmota)다름 • 학명: Cavia porcellus

  31. 2. 종류와 계통 1) 실험용 품종: • English종>Abyssinian종, Peruvian종, Angora종 2) 근교계: • white and cream strain by Hartley • ST2, ST13 by S. Wright from English 종

  32. 3. 사용목적 • o 세균,약리, 면역, 혈청, 바이러스, 병리, 대사 연구 • o 세균,바이러스 감수성; 결핵,브루셀라,디프테리아,Q열,뇌염 • o 생물학 제재의 검정용 및 보체 생산 • o 항생물질(페니실린)에 민감; 항생물질 부작용 검정 • o 면역적 특이체질: 알러지 연구 • o 비타민 C 체내합성 안됨 - 괴혈병 연구 • o 산소결핍에 대한 높은 저항성: 산소소비량 실험 • o 와우각의 예민한 반응 - 청력실험

  33. 4. 생리학적 특징 • 출생: 75-100g, 유모, 개안, 영구치, 사료섭취, 3-4 한배새끼. • 2개월령: 300-400g, • 15개월령: 암컷 850g, 수컷 1000g • 번식형질 • 생후 20일 교미가능 • 생후 30-45일: 암컷 성성숙, • 생후 70일령: 수컷 성성숙 • 발정주기: 13-20일 (평균 16일) * 비발정기 질폐쇄막에의한 폐쇄 • 발정지속시간: 15시간, 개시후 10시간에 배란 • 교미로 인한 질전형성 • 후분만발정 (분만후 2-3시간) 교미에 의한 임신 가능 • 비타민 C 의 급여 요구(100g당 1mg, 임신시 10mg)

  34. 기타 설치류 1. Mongolian gerbil • 생리적 특성: 수분대사, 콜레스테롤대사 특이성, 전간양발작 • 내분비, 암, 혈청학 기생충학 미생물학에 이용 2. Cotton rat • polio myelitis, filariasis 연구, • 리켓치아, 바이러스, 원충 연구 3. Mastomys • 종양 연구모델; 자연발증 종양 - 위, 간, 부신, 흉선, 뇌하수체, 전립선, 난소

  35. 4. Chinchilla • 번식생리 연구 • 임신 폐 trophobast 색전 발생 - 산부인과 연구 • 사람 인푸루엔자 B형 바이러스 감수성 5. Wood chuck • 간염 간암 자연 발증 * WHV는 HBV와 유사 • 동맥경화다발 등 순환기 장애 다발 6. 실험동물화된 야생동물 • pika, sunkus, volcano rabbit • 펠렛 • 포섬

  36. 토끼 Rabbit 1. 동물분류학적 위치 • Vertebrata • Mammalia • Lagomorpha(중치목) • Leporidae 토끼과: 산토기속(Lepus) & Oryctolagus(집토끼속) • Oryctolagus • Cuniculus

  37. 2. 종류와 계통 • 미(66 품종 & 아종), 영(35품종) 3. 용도와 품종 • 모피용: New Zealand White, Chinchilla, Angora, Rex 종 • 식육용: Belgian hare, California, Flemish-giants 종 • 모피, 식육 겸용: Japanese White 종 • 애완용: Himalayan, English 종 • 소형종: Dutch, Polish 종 • 실험용: New Zealand White, Japanese White, Dutch, Polish • 대부분 비근친교배

  38. 4. 사용목적 • 약리,순환기,면역,혈청,세균,대사,병리,혈액,내분비 • 적당한 체격; 외과수술, 실험장치 설비, 취급 용이 • 큰귀와 굵은 혈관: 혈관주사 및 채혈 용이 • 교미배란: 발생학, 번식생리학, 내분비학 연구 • 약물에 대한 반응성: 최기형 연구(teratogenic study)

  39. 5. 생리적 특징 • 출생: 무모, 맹목, 체중 40-100g 정도 (NZW) • 3개월령: 일당증체량이 15-30g • 30-45일령: 이유 • 번식형질 • 4개월령: 성성숙 • [번식적기; 암컷 5-6개월령, 수컷 7-8개월령, 번식년한; 3년] • 성주기: 3-12일, (배란 교미자극후 10시간) • 임신기간: 27-36일(평균 31일) • [교미후 16일째 영소짓기는 위임신] • 식분(coprophagy) • soft feces - 영양소(단백질, vitB 풍부)의 재흡수

  40. 돼지 Pig 1. 돼지 활용의 의의와 문제점 1) 의의 • 형태적, 생리적 사람과 높은 유사성 • 내과 - 심장기능, 심장질환, 동맥경화, 류마치스열, 위궤양 • 외과 - 수술, 장기이식, • 안과, 피부과, 치과, 방사선과 • 영양학, 번식생리학, 유전학, 면역학 2) 문제점 • 대부분 잡종으로 결과 불균일 • 몸이 커서 외과수술이나 실험상 취급 곤란, 사육경비 많이 소요 • 병원, 비병원 미생물을 비발현성으로 보유

  41. 2. 실험용 소형돼지 1) 품종 • (미) Pitman-Moore계, Minnesota계, Nebraska계, Hormel계 • (독) Gottingen Miniature pig, 2) 번식생리 • 성성숙 암컷 4개월 • 교배적령기 7-8개월 • 발정주기: 21일(전기 1.5일, 발정기 1.5-3일, 후기 1일) • 임신기간 114일; 임신30일 유두변색, 임신 80일 복부 팽창 • 산자수 5-8마리 • 이유시기 출생후 35일경

  42. 3. 응용 (1) 순환기계 연구 • 사람의 악성고온증 해석과 돼지의 심부전 유발 • 관상동맥분포의 유사성 (2) 소화관 연구 • 위식도부 궤양의 유사성 • 소화생리와 장내세균총의 유사성 (3) 대사, 영양 연구 • 저단백질 급여로 단백질 결핍증 유발 (소아에서 유발) • 소아의 성장에 관한 단축 모델 (4) 신생자 연구 • 신생아와의 유사성; 냉감에 의한 장애와 저혈당증 (5) 피부 연구 • 피부의 유사성; 단백질조성과 양 * 고온에서 발한 감소 차이

  43. (6) 신경계, 행동 연구 • 파장의 식별, 광시각, 암흑순응시곡선의 유사성 • 눈의 해부구조의 유사성; 벽층막판(광반사막)이 없다. • 보수를 바라는 행동에 관한 연구 (7) 면역학적 연구 • 면역응답능의 유사성 • 면역장벽 유지로 무균동물 생산 가능- 면역 연구에 이용 (8) 골격, 치학의 연구 • 만성 증식성 관절염의 유사성 • 치아 교환 유일 동물 (9) 방사선 생물학 • 방사선 저항성, 회복력 우수 (10) 유전 연구 • 염색체 38개 보유 - 구별 용이

  44. 염소 Goat 1. 실험용 품종 1) 쟈넨종 (1) (미) African dwarf goat, African Pygmy goat • 체고 40-50cm, 체중 18-20kg, 강건 , 사육용이, 년중 번식 (2) (일) Shiba goat • 성성숙 생후 4개월 • 번식적령기 7개월 • 발정주기 19일(발정기: 26.3시간) • 임신기간 150일, 임신 3개월 유방팽창, 산자수; 1-3마리

  45. 2. 이용 • 반추: 수의학 , 축산학 연구 • 강건, 외과수술 내성: 외과용, 인공장기 이식실험용 • 발정동기화 by PG, • 발정징후 뚜렷, 년중번식가능, 발정재발관찰로 임신진단

  46. 개 Dog 1. 분류 • Vertebrata • Mammalia • Carnivora • Canidae • Canis • Familiaris • 12,000년전 동거, 잡식, 주행성

  47. 2. 종류 • 400여 품종 • 실험용 유지번식집단명 45개 공표 • * Beagle(31), Foxhound(2) : 비근친교배 유지 • 조건: 온순, 사육 용이, 우수 번식능, 적정 크기, 저사육비 * 수렵견 활용 가능

  48. 3. 목적 • 외과, 순환기, 신경생리, 소화기, 약리, 내분비, 대사, 호흡기, 치과, 비뇨기 연구 • 외과: 온순, 보정마취 용이, 적정크기, 수술 적응성 • 순환기, 혈관: 안정된 혈압, 무마취로 실험 조작 가능, 심장 자극전도계의 유사성 • 소화기: 작은 위장, 짧은 장관 등 유사성 • * 조건반사연구 by Pavlov(1910) • * 당뇨병연구를 위한 췌장 연구 • 심리학, 행동분석 연구 • 독성실험 - 약품, 농약, 식품, 식품첨가물 * Beagle dog 사용

  49. 4. 생리 • 수명: 12-15년 • 염색체수 2n=78 • 결여: 한선, 정낭성, 뇨도구선, 타액 amylase. • 식도는 횡문근이며, 장관이 짧고, 간장이 크며, Langehans섬의 크기는 작으나 많다. • 생후 10일경 개안 • 생후 21일경 이유 가능

  50. 5. 번식형질 (예, Beagle) • 성성숙: 암컷 생후 9-16개월, 수컷 9개월 • 발정주기 불규칙, 6-9개월 • 임신 40일령 체중증가, 복부 팽창, 임신기간 63일 *10% 난산 • 산자수; 6.7마리 • * 회충은 태반을 통해 전염; 생후 3주령에 피페라진으로 구충 • * 생후 2-3개월령: 디스템버, 개전염성간염, 렙토스피로시스, 개파보병 예방 접종

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