大鼠(rat,Rattus norvegicus),大鼠是哺乳綱,嚙齒目,鼠科,大鼠屬動物。18世紀初開始人工飼養,19世紀中期開始用于動物實驗,現廣泛用于生命科學、醫療衛生等方面的研究。是僅次于小鼠的最常用的哺乳類實驗動物。

(一)生物學特性
1、一般特特性及生活習性:
(1)大鼠性情較兇猛。
(2)大鼠嗅覺發達,味覺差,對營養缺乏非常敏感,特別是維生素A和氨基酸供應不足時,可發生典型的缺乏癥狀。
(3)喜歡安靜環境,夜間活動,噪音和不適光照對其繁殖影響很大。
(4)對飼養環境中的粉塵、氨氣和硫化氫等極為敏感。
(5)對飼養環境中濕度極為敏感,相對濕度低于40%時,易引起尾部患環狀壞死癥。
(6)大鼠汗腺極不發達,僅在爪墊上有汗腺,尾巴是散熱器官。
2、解剖學特點:
(1)骨骼系統:大鼠全身骨骼包括頭骨、椎骨、胸骨、肋骨和前后肢骨。上下頜各有兩個門齒和六個臼齒,門齒終生不斷生長,需磨損維持其恒定。磨牙的解剖形態與人類相似,適用于建立齲齒的動物模型。
(2)消化系統:大鼠胃分為前胃和胃體兩部分。食道與十二指腸相距很近,胃中有一條皺褶,收縮時會堵住賁門口,這是大鼠不會嘔吐的原因。大鼠肝臟共分6葉,再生能力強。切除60%~70%的肝葉,仍有再生能力,無膽囊。
(3)呼吸系統:肺部結構特別,左肺為1個大葉,右肺分成4葉。氣管及支氣管不發達,不宜做慢性支氣管炎模型及祛痰平喘藥物的研究。
(4)循環系統:心臟和外周循環與其他哺乳動物稍有不同。
(5)泌尿系統:腎為蠶豆形,只有一個乳頭和一個腎盞,可有效地進行腎套管插入術研究。
(6)生殖系統:雄性腹股溝終身開放,生殖器突出。雌性子宮為Y型雙角子宮,胸部和腹部各有3對乳頭。
(7)內分泌系統:垂體較脆弱地附著在漏斗部,可用吸管吸除垂體,適宜制作垂體摘除模型。這是實驗動物乳腺分布特點,上面已經講過。
3、生理學特點:
新鼠體重約5.5~10g,周身無毛,耳貼連皮膚,耳孔閉合。3~4d耳與皮膚分離,并長出體毛。8~10d長出門齒,14~17d睜眼,16d被毛長齊。19d生出第一臼齒,21d生出第二臼齒,35d后生出第三臼齒 。一般成年雄鼠300~600g,雌鼠250~500g,壽命是2.5~3年。
大鼠生長發育速度的快慢與小鼠一樣,都隨品系,母鼠的體質,生產胎次、哺乳只數、飼料營養和環境條件等的不同而有所差異,一般用體重為180g-220g的大鼠做實驗。
大鼠2月齡時性成熟,為全年多發情動物,有產后發情,性周期為4-5d,可分為前期、發情期、后期和間情期,通過陰道涂片可判斷處于哪個時期。大鼠妊娠期為19-23d,平均21或22d。窩產仔6-12只。
(二)在生物醫學中的應用
由于大鼠體型適中,繁殖快,易飼養,給藥方便行為多樣性等等,所以在生物醫學研究中,大鼠的用量僅次于小鼠。
1、藥物學研究:大鼠給藥容易,采樣量合適方便,行為多樣化,常用于藥物毒理、藥效評價、新藥篩選等研究。大鼠血壓和血管阻力對藥物反應敏感,最適合于篩選新藥和研究心血管藥理。大鼠對炎癥反應靈敏,特別是踝關節尤為敏感,常用它進行關節炎的藥物研究。
2、行為學研究:大鼠的神經系統與人類的相似,廣泛用于高級神經活動的研究;比如:獎勵和懲罰實驗、迷宮實驗、飲酒實驗以及神經官能癥、精神發育阻滯的研究。1.迷宮訓練:測試大鼠學習和記憶能力。2.獎勵和懲罰效應:采用特殊的電擊裝置,測試大鼠記憶判斷和回避懲罰的能力。
3、肝膽研究:大鼠肝再生能力強,切除60~70%的肝葉仍有再生能力。Kooper細胞95%有吞噬能力,肝膽外科實驗常用大鼠。大鼠無膽囊,可從膽管直接收集膽汁,可用于膽道疾患、消化功能及急性肝功衰竭模型。
4、心血管疾病研究:大鼠是研究心血管疾病的首選動物。已培育了如心肌肥大的自發性高血壓大鼠,新西蘭自發高血壓大鼠,對鹽敏感和抗性的高血壓同類系等高血壓品系大鼠。
5、內分泌研究:大鼠垂體-腎上腺系統發達,垂體摘除比較容易,可用來進行腎上腺,垂體,卵巢等內分泌研究。在內分泌疾病研究上,可找到相應的自發或誘發大鼠模型,如尿崩癥、糖尿病、甲狀腺機能衰退和甲狀旁腺功能低下造成的新生兒強直性痙攣等 。
6、微生物學研究:對多種細菌、病毒和寄生蟲敏感,適宜復制細菌性和病毒性疾病模型,是研究支氣管肺炎、副傷寒的重要實驗動物。
7、營養、代謝性疾病研究:大鼠是營養、代謝研究的重要材料。大鼠對營養物質缺乏敏感特別是維生素A和氨基酸,可發生典型缺乏癥。另外,蛋白質、鈣、磷等代謝研究,動脈粥樣硬化、淀粉樣變性、酒精中毒、十二指腸潰瘍、營養不良等方面的研究都可以使用大鼠。
8、老年學及老年醫學研究:近幾年,常用老齡大鼠(日齡一年以上)探索延緩衰老的方法、研究飲食方式和壽命的關系、研究老齡死亡的原因等。
(三)大鼠常用的品種、品系:
1、近交系:
(1)ACI系大鼠:野生色,腹部和腳為白色。自發性腫瘤,雄性發生部位:睪丸46%,腎上腺16%,垂體5%,皮膚和耳道6%。雌性發生部位:垂體21%,子宮13%,乳腺11%,腎上腺6%。自發性乳腺癌發生率低,但對雌激素誘發乳腺癌腫瘤的敏感性高。泌尿系統先天性畸形發生率高,包括腎臟和輸尿管發育不全(單側性或雙側性)、腎積水和輸尿管積水。生殖系統畸形發生率高,子宮角缺陷或睪丸萎縮。生殖能力差,小仔數多,死胎發生率高11%,先天性畸形10%。血清甲狀腺素低,收縮壓低,戊巴比妥鈉的LD50劑量高(120mg/kg),對新環境適應較慢,馴養期長。平均壽命(中位數):雄性113周,雌性108周。34~37月齡老年雄性大鼠自發性腹側前列腺癌17%)。用于行為、生殖或泌尿系統畸形、雌激素與腫瘤的關系等方面的研究有較好的優勢。
(2)F344大鼠:白色,我國從NIH引進。旋轉運動性低,血清胰島素含量低,原發和繼發性脾紅細胞免疫反應性低。乳腺癌雄鼠發病率41%,雌鼠23%。可允許多種腫瘤移植生長。
(3)GH系大鼠:1930年由牛津大學研究所培育。白化,為遺傳性高血壓,可能與腎及前列腺素的分解代謝有關。有心肌肥大和心血管疾病。心率快于正常血壓品系的20%,體脂肪含量較低,心臟比正常品系大50%,是研究高血壓和心血管疾病的良好模型。
2、封閉群:
(1)Wistar大鼠:1907年Wistar大鼠由美國費城Wistar研究所培育而成。特征為白化,頭部較寬、耳朵較長、尾的長度小于身長。Wistar大鼠性情溫順,性周期穩定,早熟多產,平均每窩產自10只左右,生長發育快,乳腺癌發病率很低,對傳染病抵抗力強。該群動物對各種營養物質敏感,對傳染病的抵抗力較強,自發性腫瘤發生率低;較適合于營養、代謝性疾病研究。垂體腎上腺系統發達,應激反應靈敏,常用于神經、內分泌實驗研究。同時還用于藥物、腫瘤、傳染病、關節炎、肝外科等領域的研究。是生物醫學研究中使用歷史最長的大鼠品系。易于飼養繁殖。
(2)SD(Sprague dawley)大鼠:1925年,美國斯潑累格·多雷(Sprague Dawley)農場用Wistar大鼠培育而成。其毛色白化,主要特性為,頭部狹長、尾長接近于身長,產仔多,生長發育較Wistar為快。10周齡時雄性大鼠體重可達300~400g,雌性大鼠達180~270g。性情比Wistar大鼠稍為兇猛。對疾病的抵抗力較強,尤其對呼吸道疾病的抵抗力很強。自發性腫瘤的發生率較低。對性激素敏感性高。廣泛用于藥理、毒理、藥效及GLP實驗
(四)大鼠的飼養管理
1、嚴格注意大鼠生活環境的溫濕度的變化,防止大鼠壞尾病的發生。
2、大鼠對籠內的粉塵、氨氣較為敏感,易引起呼吸道感染,應勤換墊料與飲水瓶。
3、大鼠聽覺靈敏,對噪聲耐受性低,強烈噪聲易引起吃仔或抽搐的現象,所以應保持大鼠的有一個安靜的飼養環境。
(編者:羅烘權,張宇)