无菌鼠作为实验平台的应用领域较广，只要是受到肠道菌群影响的生理生化过程及疾病的相关研究均可使用无菌鼠，包括但不限于肿瘤（肿瘤发生、免疫检查点抑制剂疗效）、自身免疫性疾病（系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎）、代谢性疾病（肥胖、2型糖尿病、非酒精性脂肪性肝病）、神经系统疾病（阿尔兹海默症、帕金森症、孤独症）、中医中药、心血管系统疾病（动脉粥样硬化）、炎症性肠病、衰老、辐照损伤等。
无菌鼠的应用方式主要可分为三种：1）无菌鼠与SPF/普通小鼠对比，鉴定微生物的缺失对宿主生理及疾病表型的影响；2）用于限定菌株/菌群的定植实验，可以确定菌株与疾病的因果关系；3）定植限定菌群后进行不同处理，研究不同治疗手段与特定菌群间的相互影响。
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