实验动物模型的分类与设计

实验动物模型——

动物模型概述实验动物学动物模型的概念实验动物学动物模型：是指为阐明人类疾病的发生机理或建立预防、诊断和治疗方法而制作的，具有人类疾病模拟表现的实验动物。动物模型的意义实验动物学1)人类的替难者，避免了在人身上进行实验所带来的风险和危害（外伤、中毒、肿瘤）。2)缩短研究周期，提供发病率低、潜伏期长和病程长的疾病材料。3)可控制各种实验条件，排除其它影响因素，对单一病因进行研究，增加方法学上的可比性。4)可按研究者的需要获得实验材料。5)有助于更全面地认识疾病本质。按照系统范围可分为：疾病的基本病理过程动物模型是指具有各种疾病共同的一些病理变化过程表现的动物模型。如：发热、炎症等。

这类动物模型是研究疾病激励和药物筛选的理想方法。各系统疾病动物模型是指与人类各系统疾病相应的动物模型。如：神经、心血管、呼吸、消化等系统疾病相应的动物模型。动物模型的分类动物模型的分类实验动物学按产生原因可分为：诱发性动物疾病模型自发性动物疾病模型遗传工程动物模型生物医学动物模型动物模型的分类实验动物学1)遗传工程动物模型（基因修饰动物模型）是利用遗传工程技术对动物基因进行修饰，有目的的干预动物的遗传组成，建立携带或缺失有特定基因的动物，导致动物新的生物性住的出现，形成新的可用于生命科学研究和其他目的的动物模型。

该模型饲养成本高，繁殖困难，重要用于基因功能或疾病机制的研究。动物模型的分类实验动物学2)生物医学动物模型利用健康动物的特定生物学特征，研究人类疾病相似表现的模型。

该模型与人类疾病存在一定差异，研究者应加以分析比较，从中获得有关材料。自发性动物模型一、自发性模型的定义

指不加任何人工诱发，在自然条件下动物自然产生的疾病，或者由于基因突变的异常表现通过遗传育种保留下来的动物疾病模型。该模型主要用于病因学研究。自发性动物模型优点：减少了人为的因素，更接近自然的人类疾病。在遗传性疾病、免疫缺陷病、肿瘤等的研究上得到了广泛应用。缺点：种类有限，且改类模型的疾病发生、发展的时间参差不齐、试验周期长，试验所需动物数量多，耗费大。二、自发性模型的优缺点自发性动物模型三、常见的自发性模型自发性肿瘤模型：C3H系小鼠乳腺肿瘤（自发率99-100%）AKR小鼠白血病（自发率76-90%）A系小鼠肺肿瘤（自发率90%）、胃肠道肿瘤（自发率100%）免疫缺陷动物模型裸小鼠（T淋巴细胞免疫缺陷，可用于肿瘤移植）SCID小鼠（联合免疫缺陷）自发性动物模型三、常见的自发性模型其他糖尿病——KK小鼠、BBWistar大鼠肥胖症大鼠、白内障小鼠、高血压大鼠、癫痫大鼠青光眼兔与人类疾病相似的心脏病的加拿大犬与儿童碳水化合物、氨基酸代谢失调相似的猫自发性高血压和脑中风大鼠诱发性动物模型一、诱发性模型的定义

通过使用物理、化学、生物等致病手段，人为地造成动物组织、器官或全身形成类似某种人类疾病的动物模型，在功能、代谢、形态结构上产生与人类疾病类似的改变。实验动物学诱发性动物模型二、诱发性模型的优缺点优点：制作方法简便，实验条件可以人工控制，且重复性好，从而可以在短期内获得大量疾病模型样品。主要用于传染性疾病、免疫学、肿瘤学研究，以及药物筛选和毒理学研究。缺点：诱发的疾病模型与自然产生的疾病在某些方面有所不同。而且有些人类疾病不能用人工方法诱发出来。实验动物学诱发性动物模型三、诱发因素物理因素诱发：如手术致骨折、放射线复制放射病等。化学因素诱发：化学致癌剂诱发各种肿瘤、

强酸强碱可致皮肤烧伤等。生物因素诱发：接种微生物使正常动物发生疾病。复合因素诱发：如豚鼠或大鼠慢性支气管炎是由致病菌+寒冷共同作用产生的。实验动物学诱发性动物模型四、常见的诱发性动物模型肝硬化（大鼠）——四氯化碳胆石症（豚鼠）——高脂肪、高胆固醇饲料慢性胃炎（SPF小鼠、悉生仔猪）——幽门螺旋杆菌高血脂及动脉粥样硬化——高脂肪、高胆固醇饲料肾炎（兔）——鸡卵白蛋白慢性支气管炎（小鼠）——化学物质（SO2、Cl2、NH3）、烟雾、复合刺激（细菌加烟雾、细菌加寒冷）白内障（大鼠）——含50%半乳糖全价营养饲料衰老或老年痴呆——D-半乳糖实验动物模型——

动物模型的设计实验动物学动物模型的设计原则1、相似性设计动物疾病模型的一个重要原则是所复制的模型应尽可能近似于人类疾病的情况。老母猪的自发性冠状动脉粥样硬化是研究人类冠心病的理想模型。大鼠原发性高血压就是研究人类原发性高血压的理想模型；实验动物学动物模型的设计原则2、重复性实验动物学理想的模型应是可重复、可标准化的。标准的动物、标准的环境、标准的饲养管理、标准的实验器材、标准的实验操作。动物模型的设计原则3、可靠性实验动物学

复制的动物模型应该力求可靠地反映人类疾病，即可特异性地、可靠地反映某种疾病或某种机能、代谢、结构变化，应具备该种疾病地主要症状和体征，经化验或X光照片、心电图、病理切片等实证。动物模型的设计原则4、适用性和可控性实验动物学

动物模型复制时应尽量考虑到今后临床应用和便于控制其疾病地发展，以利于研究地开展。雌激素能终止大鼠和小鼠终止早期妊娠；但不能终止人的妊娠；因此，选用雌激素复制大鼠和小鼠终止早期妊娠的模型是不适用的。如：动物模型的设计原则5、易行性和经济性实验动物学

动物经济且来源充足，便于转运，易于关养。在同等条件下，优先使用标准化的实验动物。如：

灵长类动物与人最近似，复制的动物模型相似性好，但稀少昂贵；而很多小动物，如小鼠、大鼠等液可复制出十分近似的人类疾病模型，且廉价易得、便于饲养管理，因此可尽量采用。动物模型设计注意事项1、模型要尽可能再现所要求的人类疾病实验动物学复制模型时必须强调从研究目的出发，充分了解所需动物模型的全部信息，分析是否能达到预期的结果。诱发动脉粥样硬化时；兔需要的胆固醇剂量比人要高很多，且病变部位和病理表现与人的差距比较大。如：避免选用与人类对应器官相似性很小的动物疾病作为模型材料。动物模型设计注意事项2、注意所选用动物的实用价值实验动物学所以：模型应适用于多数研究者使用，容易复制，实验中便于操作和采集各种标本。首选饲养员比较熟悉的且便于饲养的动物作物研究对象，动物来源丰富，多胎分娩（有益扩大样本和重复实验）。慢性动物疾病模型，动物须有一定的生存期，便于长期观察。动物模型设计注意事项3、环境因素对模型动物的影响实验动物学所以：复制模型的成败往往与环境的改变有密切关系。

拥挤、饮食改变、过度光照、噪音、屏障系统的破坏等，任何一项被忽视都可能给模型动物带来严重影响。复制过程中固定、出血、麻醉、手术、药物和并发症等处理不当，同样会产生难以估量的恶果。要求尽可能使实验动物模型处于最小的变动和最少的干扰中。动物模型设计注意事项4、不能盲目使用近交系动物实验动物学盲目使用近交系动物会导致不能控制的因素进入实验。自发性糖尿病大鼠，如Wistar鼠，除具有糖尿病临床特征外，还发现多种病理变化（甲状腺炎、恶性淋巴瘤等），不能盲目使用。如：动物模型设计注意事项5、动物进化的高级程度并不意味着所有器官和功能接近于人的程度实验动物学

非人灵长类诱发动脉粥样硬化时，病变部位经常在小动物，即使出现在大动脉也与人类