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1第一節(jié)概述一、定義模型(Model)動(dòng)物模型(Animalmodels)人類疾病動(dòng)物模型(Animalmodelsofhumandiseases)是指為生物醫(yī)學(xué)研究和闡明人類疾病的病因、發(fā)病機(jī)理,建立預(yù)防、診斷和治療方法而制作的具有人類疾病模擬表現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。1第一節(jié)概述一、定義2為什么要在動(dòng)物身上進(jìn)行試驗(yàn)?在人身上進(jìn)行試驗(yàn)存在的問(wèn)題受倫理學(xué)的制約,許多實(shí)驗(yàn)不能直接在人體上進(jìn)行試驗(yàn)以人本身作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象來(lái)推動(dòng)醫(yī)學(xué)發(fā)展是緩慢的臨床所積累的經(jīng)驗(yàn)在時(shí)間和空間上都存在著局限性2為什么要在動(dòng)物身上進(jìn)行試驗(yàn)?3二、疾病動(dòng)物模型的發(fā)展史

人類用動(dòng)物進(jìn)行試驗(yàn),最初主要是通過(guò)觀察、比較動(dòng)物與動(dòng)物之間以及動(dòng)物與人之間在解剖結(jié)構(gòu)和功能上的共同點(diǎn)和差異點(diǎn)來(lái)認(rèn)識(shí)人類自身。“健康”的動(dòng)物實(shí)際上充當(dāng)了“健康”的人類模型。疾病動(dòng)物模型的發(fā)展可追溯到:18世紀(jì),英國(guó)醫(yī)生詹納(EdwardJenner)通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)并證實(shí)了給人接種牛痘可使之獲得天花免疫。1876年,德國(guó)醫(yī)生郭霍(RobertKoch)從病牛的脾臟中得到了致炭疽病的細(xì)菌,并且移種到老鼠身上,使老鼠相互感染,最后又重新分離獲得相同的桿菌。1884年,法國(guó)化學(xué)家和生物學(xué)家巴斯德(LouisPasteur)研制出狂犬病病毒疫苗后成功地在狗身上進(jìn)行了試驗(yàn)。3二、疾病動(dòng)物模型的發(fā)展史41911年,美國(guó)病理學(xué)家勞斯(F.P.Rous)用雞肉瘤的無(wú)細(xì)胞濾液注射到健康雞皮下,結(jié)果在接種部位出現(xiàn)新生腫瘤,從而發(fā)現(xiàn)這種腫瘤具有“傳染性”。隨后的研究發(fā)現(xiàn)這種腫瘤是由病毒引起的,這是病毒引起腫瘤理論的最早研究。---1966年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)1914年,日本科學(xué)家山極和市川用瀝青長(zhǎng)期涂抹家兔耳朵成功誘發(fā)皮膚癌,進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)瀝青中的3,4-苯并芘為化學(xué)致癌物,從而證實(shí)了化學(xué)物質(zhì)可以致癌的理論。20世紀(jì)50年代中期,美國(guó)科學(xué)家加德賽克(DanielCarletonGajdusek)對(duì)發(fā)生在巴布亞新幾內(nèi)亞土著部落的庫(kù)魯(Kuru)病進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)庫(kù)魯病是一種類似于人類克雅氏病的傳染病。美國(guó)科學(xué)家普魯西納(StanleyB.Prusiner)對(duì)庫(kù)魯病的病原體作了進(jìn)一步的研究,發(fā)現(xiàn)變異的普里昂蛋白(prionprotein)才是庫(kù)魯病的病原體,從而揭示了本病由朊蛋白(prion)感染因子所引起的本質(zhì),這一發(fā)現(xiàn)對(duì)其他神經(jīng)系統(tǒng)疑難雜癥的解決提供了新的途徑。---1976年和1997年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)41911年,美國(guó)病理學(xué)家勞斯(F.P.Rous)用雞520世紀(jì)60年代,動(dòng)物模型開(kāi)始作為專題進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究。目前,疾病動(dòng)物模型已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)特別是藥效學(xué)、腫瘤學(xué)、免疫學(xué)以及臨床實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)深入發(fā)展不可缺少的工具,且有良好的發(fā)展前景和很高的實(shí)用價(jià)值。可以說(shuō),一個(gè)好的疾病動(dòng)物模型的建立可極大地促進(jìn)該疾病發(fā)病機(jī)理、診斷、預(yù)防及治療研究的進(jìn)展以及相關(guān)新藥開(kāi)發(fā)的進(jìn)程;而一種疑難病、烈性傳染病如無(wú)相應(yīng)的動(dòng)物模型,則是限制該病深入研究的瓶頸。520世紀(jì)60年代,動(dòng)物模型開(kāi)始作為專題進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究。6三、應(yīng)用疾病動(dòng)物模型的意義減少了在人身上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn);縮短實(shí)驗(yàn)研究周期;便于實(shí)驗(yàn)樣品的收集;便于研究結(jié)果分析;可提供稀缺疾病的材料;全面認(rèn)識(shí)疾病的本質(zhì)6三、應(yīng)用疾病動(dòng)物模型的意義7四、疾病動(dòng)物模型的制作原則制作一個(gè)好的動(dòng)物模型除了模擬人的相應(yīng)疾病表現(xiàn)外,還應(yīng)掌握以下原則:(1)確定性:能通過(guò)各種觀察指標(biāo)得到明確診斷;(2)完整性:能顯示某種疾病從發(fā)病到轉(zhuǎn)歸的整個(gè)變化過(guò)程;(3)可重復(fù)性:相近條件下,能夠復(fù)制和再現(xiàn);最好能在兩種以上不同種屬動(dòng)物上得到證實(shí)。(4)規(guī)范性:在研制與復(fù)制過(guò)程中有基本同一的操作規(guī)程、技術(shù)參數(shù)與觀察指標(biāo)等;(5)實(shí)用性:可應(yīng)用于藥物藥效學(xué)和毒理學(xué)檢測(cè),對(duì)藥物療效和安全性評(píng)價(jià)有實(shí)用價(jià)值;或可應(yīng)用于醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究,對(duì)臨床診治工作有理論指導(dǎo)意義等;(6)易行性:能充分保障所需動(dòng)物和試劑的來(lái)源,并做到制作方法簡(jiǎn)便,儀器設(shè)備普及,造模價(jià)格適中。在同等條件下優(yōu)先使用標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。7四、疾病動(dòng)物模型的制作原則8

動(dòng)物模型評(píng)價(jià)的注意點(diǎn)動(dòng)物體畢竟不是人體的真實(shí)摹本,沒(méi)有一種動(dòng)物模型能完全復(fù)制人類疾病的狀況。模型實(shí)驗(yàn)只是一種間接性研究,只可能在局部或幾個(gè)方面與人類疾病相似。對(duì)動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)應(yīng)是相對(duì)的,不可絕對(duì)外推的人身上。因此,模型實(shí)驗(yàn)結(jié)論的正確性只是相對(duì)的,最終必須在人體上得到驗(yàn)證,即最標(biāo)準(zhǔn)的終極“模型”只能是患者本身。所以復(fù)制過(guò)程中一旦出現(xiàn)與人類疾病不同的情況,必須分析其差異的性質(zhì)和程度,找出相平行的共同點(diǎn),正確評(píng)估哪些是有價(jià)值的內(nèi)容。8動(dòng)物模型評(píng)價(jià)的注意點(diǎn)9五、人類疾病動(dòng)物模型的分類(一)按疾病動(dòng)物模型制作方法的分類誘發(fā)性疾病動(dòng)物模型突變系疾病動(dòng)物模型1.自發(fā)性疾病動(dòng)物模型2.人工致突變疾病動(dòng)物模型轉(zhuǎn)基因動(dòng)物疾病模型9五、人類疾病動(dòng)物模型的分類10

誘發(fā)性疾病動(dòng)物模型突變系疾病動(dòng)物模型轉(zhuǎn)基因疾病動(dòng)物模型制作原理物理、化學(xué)、生物因素誘導(dǎo)自發(fā)產(chǎn)生或用人工致突變技術(shù)轉(zhuǎn)基因技術(shù)制作目的性明確不明確明確制作難度容易自發(fā)突變不易發(fā)現(xiàn),人工致突變檢測(cè)建系工作量大難,需有相應(yīng)設(shè)施設(shè)備和熟練技術(shù)人員大量使用隨時(shí)可能視種群大小視種群大小穩(wěn)定遺傳不可可可建系保種無(wú)需需要需要疾病范圍廣泛比較局限(遺傳病、腫瘤、免疫缺陷、代謝病等)比較廣泛(遺傳病,腫瘤,免疫缺陷病,代謝病,心血管病,病毒性病等)模型來(lái)源自己制作向?qū)嶒?yàn)動(dòng)物公司定購(gòu)向?qū)嶒?yàn)動(dòng)物公司定購(gòu)不同人類疾病動(dòng)物模型的比較10

誘發(fā)性疾病動(dòng)物模型突變系疾病動(dòng)物模型轉(zhuǎn)基因疾病動(dòng)物模型11(二)按照各系統(tǒng)疾病動(dòng)物模型的分類可分為呼吸系統(tǒng)疾病動(dòng)物模型、消化系統(tǒng)疾病動(dòng)物模型……等。(三)按照疾病基本病理過(guò)程動(dòng)物模型的分類可分為發(fā)熱、炎癥、休克、電解質(zhì)紊亂、酸堿平衡障礙、嘔吐、腹瀉動(dòng)物模型……等。(四)按照所用動(dòng)物進(jìn)行分類例如小鼠模型、大鼠模型等。(五)中醫(yī)證候動(dòng)物模型的分類利用中醫(yī)獨(dú)特理論體系“辨證論治”,在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物身上復(fù)制不同的臨床證候,以不同的證型表現(xiàn)出來(lái),如八綱辨證、臟腑辨證、氣血津液辨證、六經(jīng)辨證、六淫辨證、衛(wèi)氣營(yíng)血辨證動(dòng)物模型等。11(二)按照各系統(tǒng)疾病動(dòng)物模型的分類12第二節(jié)

誘發(fā)性疾病動(dòng)物模型一、定義

誘發(fā)性疾病動(dòng)物模型(experimentalanimalmodel)又稱為實(shí)驗(yàn)性動(dòng)物模型,指通過(guò)運(yùn)用物理、化學(xué)、生物等致病因素人為作用于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,造成其組織、器官或全身的一定損害,出現(xiàn)某些類似人類疾病的行為活動(dòng)、體表癥狀、功能指標(biāo)、形態(tài)結(jié)構(gòu)以及新陳代謝等方面的變化。12第二節(jié)誘發(fā)性疾病動(dòng)物模型一、定義131.物理因素機(jī)械力所致顱腦損傷、骨折氣壓變化所致高原病、潛水病溫度改變所致燒傷、凍傷、中暑放射線所致免疫功能抑制手術(shù)破壞或切除某些器官臟器模型應(yīng)用前必須預(yù)先摸索條件,應(yīng)用時(shí)必須統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)因素,使模型具有重復(fù)性。131.物理因素142.化學(xué)因素強(qiáng)酸強(qiáng)堿、重金屬有毒藥物:環(huán)磷酰胺、慶大霉素等化學(xué)致癌劑:二乙基亞硝胺(DEN)、二甲基膽蒽、黃曲霉素等營(yíng)養(yǎng)素的過(guò)量或缺乏:維生素、甘油三脂、膽固醇等

注意劑量的選擇3.生物因素接種細(xì)菌、病毒、寄生蟲(chóng)、腫瘤組織

注意動(dòng)物的易感性和臨床表現(xiàn)的差異142.化學(xué)因素15優(yōu)點(diǎn):制作方法簡(jiǎn)便,實(shí)驗(yàn)條件可人工控制,且重復(fù)性好,從而可在短期內(nèi)獲得大量疾病模型樣品。

缺點(diǎn):這類模型與自然發(fā)生的動(dòng)物疾病以及人類疾病本身仍存在某些差異。另外,尚有不少人類疾病至今未能用人工方法復(fù)制,需進(jìn)一步研究。

應(yīng)用:誘發(fā)性疾病動(dòng)物模型在醫(yī)學(xué)研究中應(yīng)用較廣,適用于對(duì)各類疾病病因和發(fā)病機(jī)制的研究,候選藥物活性的篩選,特別在藥理學(xué)、腫瘤學(xué)和臨床各學(xué)科已廣泛被研究者所接受。15優(yōu)點(diǎn):制作方法簡(jiǎn)便,實(shí)驗(yàn)條件可人工控制,且重復(fù)性16誘發(fā)性疾病動(dòng)物模型介紹1.大鼠心肌梗死模型制作:大鼠麻醉后固定,連接人工呼吸機(jī)和心電記錄裝置,開(kāi)胸暴露心臟及大血管根部,切開(kāi)心包,擠出心臟,在左冠脈前降支起始部縫針,回納心臟入胸廓,收線打結(jié),止血后逐層關(guān)胸。分別于開(kāi)胸后、縫針后、結(jié)扎后和關(guān)胸后四個(gè)點(diǎn)記錄Ⅱ?qū)?lián)心電圖變化。術(shù)后2~6周,進(jìn)行心電圖、心功能以及組織病理學(xué)檢查。模型特征:ST段弓背向上抬高,QRS波群幅度降低;心功能顯著下降;左室前壁形成大量邊界清楚的圓形梗死灶,梗塞區(qū)心肌大量壞死,壞死心肌結(jié)構(gòu)紊亂,部分梗塞區(qū)出現(xiàn)肉芽組織。心梗面積在冠脈結(jié)扎后6周時(shí)較2周時(shí)明顯增加。模型特點(diǎn):該模型制作方法簡(jiǎn)單,成模動(dòng)物心電圖變化與臨床相似,可作較長(zhǎng)時(shí)間觀察。但大鼠冠脈側(cè)枝循環(huán)豐富,模型變異性較大,實(shí)驗(yàn)所需標(biāo)本量較多。16誘發(fā)性疾病動(dòng)物模型介紹172.四氯化碳(CCl4)致肝纖維化模型模型制作:成年雄性大鼠,按3ml/kg體重的劑量sc60%CCl4溶液,首劑加倍,每周2次,共9周。造模期間,每日觀察動(dòng)物的一般情況,每周稱重一次。造模過(guò)程中,動(dòng)態(tài)抽取全血制備血清作生化檢測(cè)。造模畢,處死動(dòng)物,摘取肝、脾等臟器稱重,計(jì)算臟器系數(shù),并作組織形態(tài)學(xué)檢查。模型特征:注射CCl4后,模型動(dòng)物活動(dòng)逐漸減少,精神萎糜,毛發(fā)蓬亂無(wú)光澤,進(jìn)食量減少,體重增長(zhǎng)減慢。在造模1周時(shí),血清丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)升高;3周時(shí),肝臟開(kāi)始腫大,肝細(xì)胞出現(xiàn)大面積的脂肪變性;5周時(shí),ALT,天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)、透明質(zhì)酸(HA)同時(shí)升高,血清總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)下降,球蛋白(GLO)增高,肝臟明顯腫大,質(zhì)較硬且脆,油膩感較重,肝實(shí)質(zhì)內(nèi)大量炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),膠原纖維從匯管區(qū)升始向?qū)嵸|(zhì)延伸;7周時(shí),肝細(xì)胞約半數(shù)細(xì)胞發(fā)生壞死,小部分視野中出現(xiàn)纖維包裹形成假小葉;9周時(shí),肝臟仍腫大變硬,但增大程度和肝重指數(shù)上升程度稍有下降,肝細(xì)胞大部分發(fā)生變性壞死,膠原纖維包裹肝組織形成假小葉。模型特點(diǎn):首選雄性大鼠作為受試動(dòng)物。皮下注射法雖成模率有所提高,且受干擾因素影響相對(duì)較少,但成模時(shí)間較長(zhǎng)。該模型致模機(jī)理明確、病變典型、操作簡(jiǎn)便,但造模周期過(guò)長(zhǎng),動(dòng)物死亡率較高,且停藥后有一定自然恢復(fù)趨勢(shì)。172.四氯化碳(CCl4)致肝纖維化模型18Ⅱ型糖尿病模型制作方法:成年大鼠,用含20%蔗糖和10%豬油的高糖高脂飼料飼養(yǎng),4周后按30mg/kg體重的劑量一次性ip或iv鏈脲佐菌素(STZ)溶液。模型特征:注射STZ后7、14、21d時(shí),模型動(dòng)物體重增長(zhǎng)曲線、血清膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL)、空腹和餐后血糖(Glu)、糖化血紅蛋白(HbAlc)水平均明顯升高,其中空腹血糖均值高于6.78mmol/L。模型特點(diǎn):該模型表現(xiàn)為胰島素抵抗、高血糖等Ⅱ型糖尿病的特征,但有時(shí)高胰島素(RI)并不明顯,故不適宜于胰島素增敏劑的研究。18Ⅱ型糖尿病模型19定義:自發(fā)性疾病動(dòng)物模型是指在自然情況下正常染色體上的基因發(fā)生突變,從而出現(xiàn)具有某種遺傳缺陷或某種遺傳特點(diǎn)的動(dòng)物,通過(guò)合理的遺傳育種和檢測(cè)手段加以定向培育,保持其遺傳性狀,培育出有研究?jī)r(jià)值的突變系動(dòng)物。自發(fā)性疾病動(dòng)物模型是突變系疾病動(dòng)物模型中的一種,后者還包括人工用物理、化學(xué)方法致基因突變,導(dǎo)致動(dòng)物出現(xiàn)異常疾病表現(xiàn),通過(guò)定向培育而保留下來(lái)的疾病模型。

第三節(jié)

自發(fā)性疾病動(dòng)物模型19定義:自發(fā)性疾病動(dòng)物模型是指在自然情況下正常染色體上的基20

優(yōu)點(diǎn):

在一定程度上減少了人為的因素,因此更接近于自然發(fā)病的人類疾病。缺點(diǎn):自發(fā)突變自然發(fā)生率低,目前所有的自發(fā)性疾病動(dòng)物模型數(shù)量有限;發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證基因突變需要專業(yè)知識(shí),培育費(fèi)時(shí),專業(yè)性強(qiáng);有的疾病動(dòng)物難以飼養(yǎng)繁殖。有的疾病沒(méi)有自發(fā)性疾病動(dòng)物模型應(yīng)該指出,很多自發(fā)性疾病動(dòng)物在飼育過(guò)程中往往被當(dāng)作為患病劣質(zhì)動(dòng)物而淘汰,這是很可惜的。通過(guò)分析和定向培育,保留其疾病特征,人們可能從中獲得更多的疾病材料。20優(yōu)點(diǎn):21自發(fā)性疾病動(dòng)物模型介紹一、自發(fā)性糖尿病(spontaneousdiabetesmellitus)動(dòng)物模型世界衛(wèi)生組織(WHO)于1985年將糖尿病分為胰島素依賴型(insulindependentdiabetesmellitus,IDDM)和非胰島素依賴型(noninsulindependentdiabetesmellitus,NIDDM)。目前已培育出上述兩種類型糖尿病的動(dòng)物模型,其中以NIDDM動(dòng)物模型居多。1.db/db(Diabetes)小鼠是由近交系C57BL/KS小鼠單隱性基因突變后培育而成,屬NIDDM糖尿病模型。該模型具有肥胖、胰島素抵抗、高血糖、高胰島素血癥、高甘油三酯血癥等特征,臨床癥狀包括肥胖、高血糖、糖尿、蛋白尿、煩渴、多尿,最后可因酮尿而死亡。2.ob/ob(Obese)小鼠常染色體隱性遺傳,純合子動(dòng)物,表現(xiàn)肥胖、高血糖和高胰島素血癥,屬NIDDM糖尿病模型。該小鼠因Leptin(ob基因產(chǎn)物)缺乏引起肝脂肪生成和肝糖原異生,高血糖又刺激胰島素分泌,引起胰島素抵抗的惡性循環(huán)。21自發(fā)性疾病動(dòng)物模型介紹一、自發(fā)性糖尿病(spontan223.BB(Biobreeding)大鼠選育自

Wistar大鼠,是Ⅰ型糖尿病的良好模型。其發(fā)病與自身免疫性毀壞胰島β細(xì)胞引發(fā)胰腺炎和胰島素缺乏有關(guān)。大鼠通常在60~120日齡時(shí)發(fā)病,數(shù)天后就出現(xiàn)嚴(yán)重的高血糖、低胰島素和酮血癥。給予免疫抑制劑、切除新生鼠胸腺等方法可預(yù)防糖尿病的發(fā)生,說(shuō)明自身免疫參與發(fā)病過(guò)程。4.GK大鼠屬通過(guò)選擇糖耐量處于上限的Wistar大鼠近交繁殖重復(fù)數(shù)代培育而成。表現(xiàn)為胰島素分泌不全、胰島素抵抗、胰島纖維化等典型的NIDDM糖尿病特征。大鼠在長(zhǎng)期糖尿病后會(huì)出現(xiàn)各種并發(fā)癥,如視網(wǎng)膜病、微血管病、神經(jīng)病、腎病等。和其它嚙齒類II型糖尿病動(dòng)物模型相反,GK大鼠是非肥胖的。223.BB(Biobreeding)大鼠23二、自發(fā)性高血壓(spontaneoushypertension)動(dòng)物模型目前已培育出兔、大鼠和小鼠自發(fā)性高血壓模型自發(fā)性高血壓大鼠(SHR):由具有顯著高血壓癥狀的遠(yuǎn)交Wistar雄性鼠與帶有輕微高血壓癥狀的雌性鼠交配選育而成。該鼠毛色為白色,其后代患有高血壓,一般在出生后血壓會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng)而升高。10周齡雄鼠平均血壓為184±17mmHg,雌鼠平均血壓為178±14mmHg(23.7±1.9kPa)最高可超過(guò)200mmHg。該鼠高血壓形成機(jī)制與人類有許多相似之處,如血壓的升高與外周血管阻力的增加有關(guān),高血壓性心血管病變多發(fā),無(wú)明顯原發(fā)性腎臟或腎上腺損傷,對(duì)抗高血壓藥物有反應(yīng)等,因此,它是目前國(guó)際公認(rèn)的最接近于人類高血壓病的動(dòng)物模型,亦是目前最為成熟、使用最多的自發(fā)性高血壓動(dòng)物模型,適用于人類原發(fā)性高血壓研究及高血壓藥物活性篩選。23二、自發(fā)性高血壓(spontaneoushyperte24三、自發(fā)性快速老化(senescenceacceleratedmouse,SAM)小鼠

日本京都大學(xué)胸部疾患研究所老化生物研究室竹田俊男教授,在美國(guó)引進(jìn)的AKR/J小鼠(胸腺腫瘤模型小鼠)中發(fā)現(xiàn)突變小鼠,用20年時(shí)間精心培育成功快速老化模型小鼠(SAM)。主要特性

SAM系列中的一個(gè)品系在4-6月齡以前與普通小鼠的生長(zhǎng)一樣,4-6月齡以后則迅速出現(xiàn)老化諸特征。如免疫功能紊亂,肺泡擴(kuò)張,聽(tīng)力損傷,退行性骨關(guān)節(jié)炎,骨質(zhì)疏松,老化淀粉樣變,伴有或不伴有腦萎縮的學(xué)習(xí)記憶功能障礙等。該小鼠是研究老年病的理想動(dòng)物模型。24三、自發(fā)性快速老化(senescenceacceler25

免疫缺陷動(dòng)物模型在腫瘤學(xué)、免疫學(xué)、遺傳學(xué)研究中的重要性免疫缺陷動(dòng)物發(fā)現(xiàn)前研究移植腫瘤模型的方法接種1.直接接種動(dòng)物體內(nèi):2.移植到動(dòng)物某些免疫反應(yīng)較弱的器官,如眼球前房或腦組織、倉(cāng)鼠頰囊以及雞胚等。免疫抑制劑全身射線照射切除新生動(dòng)物的胸腺、脾臟第四節(jié)免疫缺陷動(dòng)物模型25免疫缺陷動(dòng)物模型在腫瘤學(xué)、免疫學(xué)、遺傳學(xué)研究中的重26免疫缺陷動(dòng)物的發(fā)現(xiàn)歷史1962年蘇格蘭醫(yī)師首先發(fā)現(xiàn)無(wú)毛裸小鼠,后來(lái)發(fā)現(xiàn)是基因突變導(dǎo)致胸腺發(fā)育不良。1966年確定裸基因位于第11條染色體上;1969年丹麥Rygaard教授將人結(jié)腸癌移植到裸小鼠獲得成功。1953年英國(guó)Rowett研究所發(fā)現(xiàn)裸大鼠,在普通環(huán)境下僅維持15-16代。1975年再次發(fā)現(xiàn)裸大鼠,并證明是常染色體隱性遺傳。1978年用于人癌移植。1983年美國(guó)Bosma發(fā)現(xiàn)Scid小鼠。通過(guò)回交-互交人工培育的聯(lián)合免疫缺陷小鼠。26免疫缺陷動(dòng)物的發(fā)現(xiàn)歷史27一、免疫缺陷動(dòng)物的分類(一)先天性免疫缺陷動(dòng)物T淋巴細(xì)胞功能缺陷動(dòng)物:裸小鼠、裸大鼠、裸豚鼠B淋巴細(xì)胞功能缺陷動(dòng)物:CBA/N小鼠NK細(xì)胞功能缺陷動(dòng)物:Beige小鼠聯(lián)合免疫缺陷動(dòng)物:Scid小鼠、人工培育的聯(lián)合免疫缺陷動(dòng)物27一、免疫缺陷動(dòng)物的分類28(二)獲得性免疫缺陷動(dòng)物:1.小鼠AIDS模型:SCID小鼠的AIDS模型,轉(zhuǎn)基因小鼠的AIDS模型;2.猴AIDS模型:猴免疫缺陷病毒(SIV)急性感染模型,

SIV慢性感染模型,D型離轉(zhuǎn)錄病毒感染模型;3.黑猩猩AIDS模型:黑猩猩人免疫缺陷病毒(HIV)感染模型。28(二)獲得性免疫缺陷動(dòng)物:29二、免疫缺陷動(dòng)物模型介紹T淋巴細(xì)胞缺陷動(dòng)物:裸小鼠基因突變符號(hào)及定位:nu,第11對(duì)染色體主要特性:

①體表:被毛生長(zhǎng)異常,呈裸體外表。隨著年齡增長(zhǎng),皮膚逐漸變薄、頭頸部皮膚出現(xiàn)皺折、生長(zhǎng)發(fā)育遲緩。其中,BALB/c裸小鼠為淺紅色、白眼睛,C3H裸小鼠為灰白色,黑眼睛,C57BL裸小鼠為黑灰色或黑色;②免疫:

T淋巴細(xì)胞功能缺陷,淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化試驗(yàn)為陰性;B淋巴細(xì)胞功能一般正常,但分泌的免疫球蛋白以IgM為主,僅含少量的IgG;NK細(xì)胞活力正常,6-8周齡時(shí)細(xì)胞活性還高于一般小鼠;29二、免疫缺陷動(dòng)物模型介紹30③生理:無(wú)胸腺,僅有胸腺殘跡或異常胸腺上皮,不能使T淋巴細(xì)胞正常分化,缺乏成熟的T淋巴細(xì)胞;抵抗力差,容易患病毒性肝炎和肺炎,必須飼養(yǎng)在屏障系統(tǒng)內(nèi)。30③生理:無(wú)胸腺,僅有胸腺殘跡或異常胸腺上皮,不能使T淋31④生殖:一般采用純合子雄性小鼠與雜合子雌性小鼠交配繁育,可以獲得1/2純合型仔鼠。♂nu/nu×♀+/nu→?nu/nu(♂+♀)+?+/nu(♂+♀)⑤壽命:在SPF環(huán)境下可活15-26個(gè)月;⑥T細(xì)胞缺陷可通過(guò)移植成熟T細(xì)胞、胸腺細(xì)胞或正常胸腺上皮得到校正。⑥常用裸小鼠品系:BALB/c-nu、NIH-nu、NC-nu、Swiss-nu、C3H-nu、C57BL-nu等。主要用途:廣泛應(yīng)用于腫瘤學(xué)、免疫學(xué)、毒理學(xué)等基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究。31④生殖:一般采用純合子雄性小鼠與雜合子雌性小鼠交配繁育322.B淋巴細(xì)胞功能缺陷動(dòng)物:CBA/N基因突變符號(hào)及定位:xid,X性染色體品系特征:①免疫:B細(xì)胞發(fā)育先天性缺陷,

B細(xì)胞功能缺乏,對(duì)非胸腺依賴性Ⅱ型抗原沒(méi)有體液免疫反應(yīng),血清IgG、IgM含量低;②生理:有x-連鎖免疫缺陷(x-linkedimmunedefect),其病理改變與人類Bruton氏丙種球蛋白缺乏癥及Wiskott-Aidsch氏綜合征等相似;③移植正常鼠骨髓到xid宿主,B淋巴細(xì)胞缺損可得到恢復(fù)。用途:適用于研究x-染色體對(duì)免疫功能的影響,是研究B淋巴細(xì)胞的發(fā)生、功能與異質(zhì)性的理想動(dòng)物模型。322.B淋巴細(xì)胞功能缺陷動(dòng)物:CBA/N333.NK細(xì)胞功能缺陷動(dòng)物:Beige小鼠基因突變符號(hào)及定位:bg,13號(hào)染色體品系特征:①體表:毛色變淺,耳朵和尾巴色素減少,尤其是出生時(shí)眼睛色淡,表型特征與人色素缺乏易感性增高綜合癥即齊-希二氏綜合征(Chedian-Higashisyndrome)相似;②免疫:NK細(xì)胞發(fā)育和功能缺陷,細(xì)胞毒T細(xì)胞功能損傷,粒細(xì)胞趨化性和殺菌活性降低,巨噬細(xì)胞抗腫瘤活性、移植物抗宿主(GVH)反應(yīng)欠缺;③生理:溶酶體功能缺陷,對(duì)化膿性細(xì)菌敏感,必須飼養(yǎng)于SPF環(huán)境中;④若將bg和nu非等位基因的小鼠(C57BL/6J),通過(guò)雜交-互交,即可培育出T與NK細(xì)胞功能聯(lián)合缺陷的Beige/nude小鼠。用途:Beige小鼠適用于作為色素缺乏易感性增高綜合征動(dòng)物模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。Beige/nude小鼠特別適用于對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移因素的研究。333.NK細(xì)胞功能缺陷動(dòng)物:Beige小鼠344.重癥聯(lián)合免疫缺陷動(dòng)物:Scid小鼠基因突變符號(hào)及定位:scid,第16對(duì)染色體品系特征:①免疫:T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞數(shù)目大大減少,細(xì)胞免疫和體液免疫功能缺陷;骨髓結(jié)構(gòu)、巨噬細(xì)胞和NK細(xì)胞功能正常;②生理:胸腺、脾臟、淋巴結(jié)重量下降;外周血白細(xì)胞和淋巴細(xì)胞減少,喪失T和B淋巴細(xì)胞免疫功能,容易死于感染性疾病,必須飼養(yǎng)在屏障環(huán)境中;2~23%出現(xiàn)淋巴細(xì)胞功能恢復(fù)即滲漏現(xiàn)象;③壽命:1年以上;④通過(guò)移植人免疫組織或免疫細(xì)胞,可使SCID小鼠具有人類部分免疫系統(tǒng),稱為SCID-hu小鼠;⑤與非肥胖糖尿病小鼠NOD/Lt雜交可培育出雜交雙突變NOD-SCID小鼠,后者除保留了scid小鼠T、B細(xì)胞缺陷的特點(diǎn)外,同時(shí)還具有低NK細(xì)胞活性的特性,屬T、B、NK細(xì)胞缺陷的嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷動(dòng)物模型。用途:常用于腫瘤、免疫學(xué)、胚胎干細(xì)胞、人類自身免疫性疾病和免疫缺陷性疾病的研究344.重癥聯(lián)合免疫缺陷動(dòng)物:Scid小鼠35復(fù)習(xí)題1.什么叫人類疾病動(dòng)物模型?使用疾病動(dòng)物模型的意義是什么?2.一個(gè)好的動(dòng)物模型應(yīng)該包括哪些特點(diǎn)?3.試比較不同方法制作的動(dòng)物模型的優(yōu)缺點(diǎn)。4.自發(fā)性動(dòng)物模型,誘發(fā)性動(dòng)物模型的基本概念。5.免疫缺陷動(dòng)物模型的分類。6.裸小鼠、CBA/N,beige和Scid小鼠的主要生物學(xué)特性是什么?35復(fù)習(xí)題1.什么叫人類疾病動(dòng)物模型?使用疾病動(dòng)物模型的意義36第一節(jié)概述一、定義模型(Model)動(dòng)物模型(Animalmodels)人類疾病動(dòng)物模型(Animalmodelsofhumandiseases)是指為生物醫(yī)學(xué)研究和闡明人類疾病的病因、發(fā)病機(jī)理,建立預(yù)防、診斷和治療方法而制作的具有人類疾病模擬表現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。1第一節(jié)概述一、定義37為什么要在動(dòng)物身上進(jìn)行試驗(yàn)?在人身上進(jìn)行試驗(yàn)存在的問(wèn)題受倫理學(xué)的制約,許多實(shí)驗(yàn)不能直接在人體上進(jìn)行試驗(yàn)以人本身作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象來(lái)推動(dòng)醫(yī)學(xué)發(fā)展是緩慢的臨床所積累的經(jīng)驗(yàn)在時(shí)間和空間上都存在著局限性2為什么要在動(dòng)物身上進(jìn)行試驗(yàn)?38二、疾病動(dòng)物模型的發(fā)展史

人類用動(dòng)物進(jìn)行試驗(yàn),最初主要是通過(guò)觀察、比較動(dòng)物與動(dòng)物之間以及動(dòng)物與人之間在解剖結(jié)構(gòu)和功能上的共同點(diǎn)和差異點(diǎn)來(lái)認(rèn)識(shí)人類自身。“健康”的動(dòng)物實(shí)際上充當(dāng)了“健康”的人類模型。疾病動(dòng)物模型的發(fā)展可追溯到:18世紀(jì),英國(guó)醫(yī)生詹納(EdwardJenner)通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)并證實(shí)了給人接種牛痘可使之獲得天花免疫。1876年,德國(guó)醫(yī)生郭霍(RobertKoch)從病牛的脾臟中得到了致炭疽病的細(xì)菌,并且移種到老鼠身上,使老鼠相互感染,最后又重新分離獲得相同的桿菌。1884年,法國(guó)化學(xué)家和生物學(xué)家巴斯德(LouisPasteur)研制出狂犬病病毒疫苗后成功地在狗身上進(jìn)行了試驗(yàn)。3二、疾病動(dòng)物模型的發(fā)展史391911年,美國(guó)病理學(xué)家勞斯(F.P.Rous)用雞肉瘤的無(wú)細(xì)胞濾液注射到健康雞皮下,結(jié)果在接種部位出現(xiàn)新生腫瘤,從而發(fā)現(xiàn)這種腫瘤具有“傳染性”。隨后的研究發(fā)現(xiàn)這種腫瘤是由病毒引起的,這是病毒引起腫瘤理論的最早研究。---1966年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)1914年,日本科學(xué)家山極和市川用瀝青長(zhǎng)期涂抹家兔耳朵成功誘發(fā)皮膚癌,進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)瀝青中的3,4-苯并芘為化學(xué)致癌物,從而證實(shí)了化學(xué)物質(zhì)可以致癌的理論。20世紀(jì)50年代中期,美國(guó)科學(xué)家加德賽克(DanielCarletonGajdusek)對(duì)發(fā)生在巴布亞新幾內(nèi)亞土著部落的庫(kù)魯(Kuru)病進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)庫(kù)魯病是一種類似于人類克雅氏病的傳染病。美國(guó)科學(xué)家普魯西納(StanleyB.Prusiner)對(duì)庫(kù)魯病的病原體作了進(jìn)一步的研究,發(fā)現(xiàn)變異的普里昂蛋白(prionprotein)才是庫(kù)魯病的病原體,從而揭示了本病由朊蛋白(prion)感染因子所引起的本質(zhì),這一發(fā)現(xiàn)對(duì)其他神經(jīng)系統(tǒng)疑難雜癥的解決提供了新的途徑。---1976年和1997年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)41911年,美國(guó)病理學(xué)家勞斯(F.P.Rous)用雞4020世紀(jì)60年代,動(dòng)物模型開(kāi)始作為專題進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究。目前,疾病動(dòng)物模型已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)特別是藥效學(xué)、腫瘤學(xué)、免疫學(xué)以及臨床實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)深入發(fā)展不可缺少的工具,且有良好的發(fā)展前景和很高的實(shí)用價(jià)值。可以說(shuō),一個(gè)好的疾病動(dòng)物模型的建立可極大地促進(jìn)該疾病發(fā)病機(jī)理、診斷、預(yù)防及治療研究的進(jìn)展以及相關(guān)新藥開(kāi)發(fā)的進(jìn)程;而一種疑難病、烈性傳染病如無(wú)相應(yīng)的動(dòng)物模型,則是限制該病深入研究的瓶頸。520世紀(jì)60年代,動(dòng)物模型開(kāi)始作為專題進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究。41三、應(yīng)用疾病動(dòng)物模型的意義減少了在人身上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn);縮短實(shí)驗(yàn)研究周期;便于實(shí)驗(yàn)樣品的收集;便于研究結(jié)果分析;可提供稀缺疾病的材料;全面認(rèn)識(shí)疾病的本質(zhì)6三、應(yīng)用疾病動(dòng)物模型的意義42四、疾病動(dòng)物模型的制作原則制作一個(gè)好的動(dòng)物模型除了模擬人的相應(yīng)疾病表現(xiàn)外,還應(yīng)掌握以下原則:(1)確定性:能通過(guò)各種觀察指標(biāo)得到明確診斷;(2)完整性:能顯示某種疾病從發(fā)病到轉(zhuǎn)歸的整個(gè)變化過(guò)程;(3)可重復(fù)性:相近條件下,能夠復(fù)制和再現(xiàn);最好能在兩種以上不同種屬動(dòng)物上得到證實(shí)。(4)規(guī)范性:在研制與復(fù)制過(guò)程中有基本同一的操作規(guī)程、技術(shù)參數(shù)與觀察指標(biāo)等;(5)實(shí)用性:可應(yīng)用于藥物藥效學(xué)和毒理學(xué)檢測(cè),對(duì)藥物療效和安全性評(píng)價(jià)有實(shí)用價(jià)值;或可應(yīng)用于醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究,對(duì)臨床診治工作有理論指導(dǎo)意義等;(6)易行性:能充分保障所需動(dòng)物和試劑的來(lái)源,并做到制作方法簡(jiǎn)便,儀器設(shè)備普及,造模價(jià)格適中。在同等條件下優(yōu)先使用標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。7四、疾病動(dòng)物模型的制作原則43

動(dòng)物模型評(píng)價(jià)的注意點(diǎn)動(dòng)物體畢竟不是人體的真實(shí)摹本,沒(méi)有一種動(dòng)物模型能完全復(fù)制人類疾病的狀況。模型實(shí)驗(yàn)只是一種間接性研究,只可能在局部或幾個(gè)方面與人類疾病相似。對(duì)動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)價(jià)應(yīng)是相對(duì)的,不可絕對(duì)外推的人身上。因此,模型實(shí)驗(yàn)結(jié)論的正確性只是相對(duì)的,最終必須在人體上得到驗(yàn)證,即最標(biāo)準(zhǔn)的終極“模型”只能是患者本身。所以復(fù)制過(guò)程中一旦出現(xiàn)與人類疾病不同的情況,必須分析其差異的性質(zhì)和程度,找出相平行的共同點(diǎn),正確評(píng)估哪些是有價(jià)值的內(nèi)容。8動(dòng)物模型評(píng)價(jià)的注意點(diǎn)44五、人類疾病動(dòng)物模型的分類(一)按疾病動(dòng)物模型制作方法的分類誘發(fā)性疾病動(dòng)物模型突變系疾病動(dòng)物模型1.自發(fā)性疾病動(dòng)物模型2.人工致突變疾病動(dòng)物模型轉(zhuǎn)基因動(dòng)物疾病模型9五、人類疾病動(dòng)物模型的分類45

誘發(fā)性疾病動(dòng)物模型突變系疾病動(dòng)物模型轉(zhuǎn)基因疾病動(dòng)物模型制作原理物理、化學(xué)、生物因素誘導(dǎo)自發(fā)產(chǎn)生或用人工致突變技術(shù)轉(zhuǎn)基因技術(shù)制作目的性明確不明確明確制作難度容易自發(fā)突變不易發(fā)現(xiàn),人工致突變檢測(cè)建系工作量大難,需有相應(yīng)設(shè)施設(shè)備和熟練技術(shù)人員大量使用隨時(shí)可能視種群大小視種群大小穩(wěn)定遺傳不可可可建系保種無(wú)需需要需要疾病范圍廣泛比較局限(遺傳病、腫瘤、免疫缺陷、代謝病等)比較廣泛(遺傳病,腫瘤,免疫缺陷病,代謝病,心血管病,病毒性病等)模型來(lái)源自己制作向?qū)嶒?yàn)動(dòng)物公司定購(gòu)向?qū)嶒?yàn)動(dòng)物公司定購(gòu)不同人類疾病動(dòng)物模型的比較10

誘發(fā)性疾病動(dòng)物模型突變系疾病動(dòng)物模型轉(zhuǎn)基因疾病動(dòng)物模型46(二)按照各系統(tǒng)疾病動(dòng)物模型的分類可分為呼吸系統(tǒng)疾病動(dòng)物模型、消化系統(tǒng)疾病動(dòng)物模型……等。(三)按照疾病基本病理過(guò)程動(dòng)物模型的分類可分為發(fā)熱、炎癥、休克、電解質(zhì)紊亂、酸堿平衡障礙、嘔吐、腹瀉動(dòng)物模型……等。(四)按照所用動(dòng)物進(jìn)行分類例如小鼠模型、大鼠模型等。(五)中醫(yī)證候動(dòng)物模型的分類利用中醫(yī)獨(dú)特理論體系“辨證論治”,在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物身上復(fù)制不同的臨床證候,以不同的證型表現(xiàn)出來(lái),如八綱辨證、臟腑辨證、氣血津液辨證、六經(jīng)辨證、六淫辨證、衛(wèi)氣營(yíng)血辨證動(dòng)物模型等。11(二)按照各系統(tǒng)疾病動(dòng)物模型的分類47第二節(jié)

誘發(fā)性疾病動(dòng)物模型一、定義

誘發(fā)性疾病動(dòng)物模型(experimentalanimalmodel)又稱為實(shí)驗(yàn)性動(dòng)物模型,指通過(guò)運(yùn)用物理、化學(xué)、生物等致病因素人為作用于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,造成其組織、器官或全身的一定損害,出現(xiàn)某些類似人類疾病的行為活動(dòng)、體表癥狀、功能指標(biāo)、形態(tài)結(jié)構(gòu)以及新陳代謝等方面的變化。12第二節(jié)誘發(fā)性疾病動(dòng)物模型一、定義481.物理因素機(jī)械力所致顱腦損傷、骨折氣壓變化所致高原病、潛水病溫度改變所致燒傷、凍傷、中暑放射線所致免疫功能抑制手術(shù)破壞或切除某些器官臟器模型應(yīng)用前必須預(yù)先摸索條件,應(yīng)用時(shí)必須統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)因素,使模型具有重復(fù)性。131.物理因素492.化學(xué)因素強(qiáng)酸強(qiáng)堿、重金屬有毒藥物:環(huán)磷酰胺、慶大霉素等化學(xué)致癌劑:二乙基亞硝胺(DEN)、二甲基膽蒽、黃曲霉素等營(yíng)養(yǎng)素的過(guò)量或缺乏:維生素、甘油三脂、膽固醇等

注意劑量的選擇3.生物因素接種細(xì)菌、病毒、寄生蟲(chóng)、腫瘤組織

注意動(dòng)物的易感性和臨床表現(xiàn)的差異142.化學(xué)因素50優(yōu)點(diǎn):制作方法簡(jiǎn)便,實(shí)驗(yàn)條件可人工控制,且重復(fù)性好,從而可在短期內(nèi)獲得大量疾病模型樣品。

缺點(diǎn):這類模型與自然發(fā)生的動(dòng)物疾病以及人類疾病本身仍存在某些差異。另外,尚有不少人類疾病至今未能用人工方法復(fù)制,需進(jìn)一步研究。

應(yīng)用:誘發(fā)性疾病動(dòng)物模型在醫(yī)學(xué)研究中應(yīng)用較廣,適用于對(duì)各類疾病病因和發(fā)病機(jī)制的研究,候選藥物活性的篩選,特別在藥理學(xué)、腫瘤學(xué)和臨床各學(xué)科已廣泛被研究者所接受。15優(yōu)點(diǎn):制作方法簡(jiǎn)便,實(shí)驗(yàn)條件可人工控制,且重復(fù)性51誘發(fā)性疾病動(dòng)物模型介紹1.大鼠心肌梗死模型制作:大鼠麻醉后固定,連接人工呼吸機(jī)和心電記錄裝置,開(kāi)胸暴露心臟及大血管根部,切開(kāi)心包,擠出心臟,在左冠脈前降支起始部縫針,回納心臟入胸廓,收線打結(jié),止血后逐層關(guān)胸。分別于開(kāi)胸后、縫針后、結(jié)扎后和關(guān)胸后四個(gè)點(diǎn)記錄Ⅱ?qū)?lián)心電圖變化。術(shù)后2~6周,進(jìn)行心電圖、心功能以及組織病理學(xué)檢查。模型特征:ST段弓背向上抬高,QRS波群幅度降低;心功能顯著下降;左室前壁形成大量邊界清楚的圓形梗死灶,梗塞區(qū)心肌大量壞死,壞死心肌結(jié)構(gòu)紊亂,部分梗塞區(qū)出現(xiàn)肉芽組織。心梗面積在冠脈結(jié)扎后6周時(shí)較2周時(shí)明顯增加。模型特點(diǎn):該模型制作方法簡(jiǎn)單,成模動(dòng)物心電圖變化與臨床相似,可作較長(zhǎng)時(shí)間觀察。但大鼠冠脈側(cè)枝循環(huán)豐富,模型變異性較大,實(shí)驗(yàn)所需標(biāo)本量較多。16誘發(fā)性疾病動(dòng)物模型介紹522.四氯化碳(CCl4)致肝纖維化模型模型制作:成年雄性大鼠,按3ml/kg體重的劑量sc60%CCl4溶液,首劑加倍,每周2次,共9周。造模期間,每日觀察動(dòng)物的一般情況,每周稱重一次。造模過(guò)程中,動(dòng)態(tài)抽取全血制備血清作生化檢測(cè)。造模畢,處死動(dòng)物,摘取肝、脾等臟器稱重,計(jì)算臟器系數(shù),并作組織形態(tài)學(xué)檢查。模型特征:注射CCl4后,模型動(dòng)物活動(dòng)逐漸減少,精神萎糜,毛發(fā)蓬亂無(wú)光澤,進(jìn)食量減少,體重增長(zhǎng)減慢。在造模1周時(shí),血清丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)升高;3周時(shí),肝臟開(kāi)始腫大,肝細(xì)胞出現(xiàn)大面積的脂肪變性;5周時(shí),ALT,天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)、透明質(zhì)酸(HA)同時(shí)升高,血清總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)下降,球蛋白(GLO)增高,肝臟明顯腫大,質(zhì)較硬且脆,油膩感較重,肝實(shí)質(zhì)內(nèi)大量炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),膠原纖維從匯管區(qū)升始向?qū)嵸|(zhì)延伸;7周時(shí),肝細(xì)胞約半數(shù)細(xì)胞發(fā)生壞死,小部分視野中出現(xiàn)纖維包裹形成假小葉;9周時(shí),肝臟仍腫大變硬,但增大程度和肝重指數(shù)上升程度稍有下降,肝細(xì)胞大部分發(fā)生變性壞死,膠原纖維包裹肝組織形成假小葉。模型特點(diǎn):首選雄性大鼠作為受試動(dòng)物。皮下注射法雖成模率有所提高,且受干擾因素影響相對(duì)較少,但成模時(shí)間較長(zhǎng)。該模型致模機(jī)理明確、病變典型、操作簡(jiǎn)便,但造模周期過(guò)長(zhǎng),動(dòng)物死亡率較高,且停藥后有一定自然恢復(fù)趨勢(shì)。172.四氯化碳(CCl4)致肝纖維化模型53Ⅱ型糖尿病模型制作方法:成年大鼠,用含20%蔗糖和10%豬油的高糖高脂飼料飼養(yǎng),4周后按30mg/kg體重的劑量一次性ip或iv鏈脲佐菌素(STZ)溶液。模型特征:注射STZ后7、14、21d時(shí),模型動(dòng)物體重增長(zhǎng)曲線、血清膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL)、空腹和餐后血糖(Glu)、糖化血紅蛋白(HbAlc)水平均明顯升高,其中空腹血糖均值高于6.78mmol/L。模型特點(diǎn):該模型表現(xiàn)為胰島素抵抗、高血糖等Ⅱ型糖尿病的特征,但有時(shí)高胰島素(RI)并不明顯,故不適宜于胰島素增敏劑的研究。18Ⅱ型糖尿病模型54定義:自發(fā)性疾病動(dòng)物模型是指在自然情況下正常染色體上的基因發(fā)生突變,從而出現(xiàn)具有某種遺傳缺陷或某種遺傳特點(diǎn)的動(dòng)物,通過(guò)合理的遺傳育種和檢測(cè)手段加以定向培育,保持其遺傳性狀,培育出有研究?jī)r(jià)值的突變系動(dòng)物。自發(fā)性疾病動(dòng)物模型是突變系疾病動(dòng)物模型中的一種,后者還包括人工用物理、化學(xué)方法致基因突變,導(dǎo)致動(dòng)物出現(xiàn)異常疾病表現(xiàn),通過(guò)定向培育而保留下來(lái)的疾病模型。

第三節(jié)

自發(fā)性疾病動(dòng)物模型19定義:自發(fā)性疾病動(dòng)物模型是指在自然情況下正常染色體上的基55

優(yōu)點(diǎn):

在一定程度上減少了人為的因素,因此更接近于自然發(fā)病的人類疾病。缺點(diǎn):自發(fā)突變自然發(fā)生率低,目前所有的自發(fā)性疾病動(dòng)物模型數(shù)量有限;發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證基因突變需要專業(yè)知識(shí),培育費(fèi)時(shí),專業(yè)性強(qiáng);有的疾病動(dòng)物難以飼養(yǎng)繁殖。有的疾病沒(méi)有自發(fā)性疾病動(dòng)物模型應(yīng)該指出,很多自發(fā)性疾病動(dòng)物在飼育過(guò)程中往往被當(dāng)作為患病劣質(zhì)動(dòng)物而淘汰,這是很可惜的。通過(guò)分析和定向培育,保留其疾病特征,人們可能從中獲得更多的疾病材料。20優(yōu)點(diǎn):56自發(fā)性疾病動(dòng)物模型介紹一、自發(fā)性糖尿病(spontaneousdiabetesmellitus)動(dòng)物模型世界衛(wèi)生組織(WHO)于1985年將糖尿病分為胰島素依賴型(insulindependentdiabetesmellitus,IDDM)和非胰島素依賴型(noninsulindependentdiabetesmellitus,NIDDM)。目前已培育出上述兩種類型糖尿病的動(dòng)物模型,其中以NIDDM動(dòng)物模型居多。1.db/db(Diabetes)小鼠是由近交系C57BL/KS小鼠單隱性基因突變后培育而成,屬NIDDM糖尿病模型。該模型具有肥胖、胰島素抵抗、高血糖、高胰島素血癥、高甘油三酯血癥等特征,臨床癥狀包括肥胖、高血糖、糖尿、蛋白尿、煩渴、多尿,最后可因酮尿而死亡。2.ob/ob(Obese)小鼠常染色體隱性遺傳,純合子動(dòng)物,表現(xiàn)肥胖、高血糖和高胰島素血癥,屬NIDDM糖尿病模型。該小鼠因Leptin(ob基因產(chǎn)物)缺乏引起肝脂肪生成和肝糖原異生,高血糖又刺激胰島素分泌,引起胰島素抵抗的惡性循環(huán)。21自發(fā)性疾病動(dòng)物模型介紹一、自發(fā)性糖尿病(spontan573.BB(Biobreeding)大鼠選育自

Wistar大鼠,是Ⅰ型糖尿病的良好模型。其發(fā)病與自身免疫性毀壞胰島β細(xì)胞引發(fā)胰腺炎和胰島素缺乏有關(guān)。大鼠通常在60~120日齡時(shí)發(fā)病,數(shù)天后就出現(xiàn)嚴(yán)重的高血糖、低胰島素和酮血癥。給予免疫抑制劑、切除新生鼠胸腺等方法可預(yù)防糖尿病的發(fā)生,說(shuō)明自身免疫參與發(fā)病過(guò)程。4.GK大鼠屬通過(guò)選擇糖耐量處于上限的Wistar大鼠近交繁殖重復(fù)數(shù)代培育而成。表現(xiàn)為胰島素分泌不全、胰島素抵抗、胰島纖維化等典型的NIDDM糖尿病特征。大鼠在長(zhǎng)期糖尿病后會(huì)出現(xiàn)各種并發(fā)癥,如視網(wǎng)膜病、微血管病、神經(jīng)病、腎病等。和其它嚙齒類II型糖尿病動(dòng)物模型相反,GK大鼠是非肥胖的。223.BB(Biobreeding)大鼠58二、自發(fā)性高血壓(spontaneoushypertension)動(dòng)物模型目前已培育出兔、大鼠和小鼠自發(fā)性高血壓模型自發(fā)性高血壓大鼠(SHR):由具有顯著高血壓癥狀的遠(yuǎn)交Wistar雄性鼠與帶有輕微高血壓癥狀的雌性鼠交配選育而成。該鼠毛色為白色,其后代患有高血壓,一般在出生后血壓會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng)而升高。10周齡雄鼠平均血壓為184±17mmHg,雌鼠平均血壓為178±14mmHg(23.7±1.9kPa)最高可超過(guò)200mmHg。該鼠高血壓形成機(jī)制與人類有許多相似之處,如血壓的升高與外周血管阻力的增加有關(guān),高血壓性心血管病變多發(fā),無(wú)明顯原發(fā)性腎臟或腎上腺損傷,對(duì)抗高血壓藥物有反應(yīng)等,因此,它是目前國(guó)際公認(rèn)的最接近于人類高血壓病的動(dòng)物模型,亦是目前最為成熟、使用最多的自發(fā)性高血壓動(dòng)物模型,適用于人類原發(fā)性高血壓研究及高血壓藥物活性篩選。23二、自發(fā)性高血壓(spontaneoushyperte59三、自發(fā)性快速老化(senescenceacceleratedmouse,SAM)小鼠

日本京都大學(xué)胸部疾患研究所老化生物研究室竹田俊男教授,在美國(guó)引進(jìn)的AKR/J小鼠(胸腺腫瘤模型小鼠)中發(fā)現(xiàn)突變小鼠,用20年時(shí)間精心培育成功快速老化模型小鼠(SAM)。主要特性

SAM系列中的一個(gè)品系在4-6月齡以前與普通小鼠的生長(zhǎng)一樣,4-6月齡以后則迅速出現(xiàn)老化諸特征。如免疫功能紊亂,肺泡擴(kuò)張,聽(tīng)力損傷,退行性骨關(guān)節(jié)炎,骨質(zhì)疏松,老化淀粉樣變,伴有或不伴有腦萎縮的學(xué)習(xí)記憶功能障礙等。該小鼠是研究老年病的理想動(dòng)物模型。24三、自發(fā)性快速老化(senescenceacceler60

免疫缺陷動(dòng)物模型在腫瘤學(xué)、免疫學(xué)、遺傳學(xué)研究中的重要性免疫缺陷動(dòng)物發(fā)現(xiàn)前研究移植腫瘤模型的方法接種1.直接接種動(dòng)物體內(nèi):2.移植到動(dòng)物某些免疫反應(yīng)較弱的器官,如眼球前房或腦組織、倉(cāng)鼠頰囊以及雞胚等。免疫抑制劑全身射線照射切除新生動(dòng)物的胸腺、脾臟第四節(jié)免疫缺陷動(dòng)物模型25免疫缺陷動(dòng)物模型在腫瘤學(xué)、免疫學(xué)、遺傳學(xué)研究中的重61免疫缺陷動(dòng)物的發(fā)現(xiàn)歷史1962年蘇格蘭醫(yī)師首先發(fā)現(xiàn)無(wú)毛裸小鼠,后來(lái)發(fā)現(xiàn)是基因突變導(dǎo)致胸腺發(fā)育不良。1966年確定裸基因位于第11條染色體上;1969年丹麥Rygaard教授將人結(jié)腸癌移植到裸小鼠獲得成功。1953年英國(guó)Rowett研究所發(fā)現(xiàn)裸大鼠,在普通環(huán)境下僅維持15-16代。1975年再次發(fā)現(xiàn)裸大鼠,并證明是常染色體隱性遺傳。1978年用于人癌移植。1983年美國(guó)Bosma發(fā)現(xiàn)Scid小鼠。通過(guò)回交-互交人工培育的聯(lián)合免疫缺陷小鼠。26免疫缺陷動(dòng)物的發(fā)現(xiàn)歷史62一、免疫缺陷動(dòng)物的分類(一)先天性免疫缺陷動(dòng)物T淋巴細(xì)胞功能缺陷動(dòng)物:裸小鼠、裸大鼠、裸豚鼠B淋巴細(xì)胞功能缺陷動(dòng)物:CBA/N小鼠NK細(xì)胞功能缺陷動(dòng)物:Beige小鼠聯(lián)合免疫缺陷動(dòng)物:Scid小鼠、人工培育的聯(lián)合免疫缺陷動(dòng)物27一、免疫缺陷動(dòng)物的分類63(二)獲得性免疫缺陷動(dòng)物:1.小鼠AIDS模型:SCID小鼠的AIDS模型,轉(zhuǎn)基因小鼠的AIDS模型;2.猴AIDS模型:猴免疫缺陷病毒(SIV)急性感染模型,

SIV慢性感染模型,D型離轉(zhuǎn)錄病毒感染模型;3.黑猩猩AIDS模型:黑猩猩人免疫缺陷病毒(HIV)感染模型。28(二)獲得性免疫缺陷動(dòng)物:64二、免疫缺陷動(dòng)物模型介紹T淋巴細(xì)胞缺陷動(dòng)物:裸小鼠基因突變符號(hào)及定位:nu,第11對(duì)染色體主要特性:

①體表:被毛生長(zhǎng)異常,呈裸體外表。隨著年齡增長(zhǎng),皮膚逐漸變薄、頭頸部皮膚出現(xiàn)皺折、生長(zhǎng)發(fā)育遲緩。其中,BALB/c裸小鼠為淺紅色、白眼睛,C3H裸小鼠為灰白色,黑眼睛,C57BL裸小鼠為

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