第四章-人类疾病动物模型PPT课件

-,1,浙江省医学实验动物与动物实验培训班,医学实验动物学温州医学院实验动物中心李安乐茶山校区11-B2010577-8668990813857708385（618385）E-mail:lalyxy,2,-,第四章人类疾病动物模型,培训内容1动物模型概述、分类2遗传型动物疾病模型及其品系介绍3常用动物模型的复制方法4动物模型的评价培训目标1掌握人类疾病动物模型的概念、意义、复制原则，选择遗传型动物疾病模型的方法2熟悉自发性疾病动物模型和诱发性疾病动物模型的概念、复制方法和特点；转基因动物的基本原理、基本方法3了解人类疾病动物模型的分类；自发性疾病动物模型、诱发性疾病动物模型的主要特征和主要用途；中医证候动物模型研究内容、研究概况、研究方法；转基因动物在医学研究中的应用,3,-,第一节概述,一、人类疾病动物模型定义（12题）人类疾病动物模型(Animalmodelsofhumandiseases）是指医学研究中建立的具有人类疾病模拟表现的动物实验对象和相关材料。,4,-,二.人类疾病动物模型意义（12题）,1.避免人体实验造成的危害。2.可研究平时不易见到的疾病.3.可提供发病率低,潜伏期和病程长的疾病动物模型.4.克服复杂因素，增加方法学上的可比性。5.简化实验操作，样品收集方便，结果易于分析。6.有利于更全面地认识疾病的本质。,5,-,二、模型的设计原则,1.相似性2.重复性3.可靠性4.适用性和可控性5.易行性和经济性,6,-,三、动物模型的分类,按产生原因分按模型种类分按系统范围分按中医药体系分类,7,-,1.按产生原因分(13题）,(1)诱发性动物模型（experimentalanimalmodel）通过使用物理、化学、生物因素，复合致病因素作用于动物，造成动物组织，器官或全身一定的损害出现某些类似人类疾病时而出现的功能，代谢或形态结构方面的病变。优点：制作方法简便，实验条件比较简单，其他因素容易控制，短时间内可大量复制。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。近交系、突变系。(3)抗疾病动物模型(4)生物医学动物模型,8,-,(2)自发性动物模型（spontaneousanimalmodel）,实验动物未经任何人工处置,在自然条件下自发产生或由于基因突变的异常表现通过遗传育种手段保留下来的动物模型.优点：是在一定程度上减少了人为的因素，更接近自然的人类疾病。缺点：种类有限，疾病动物饲养条件要求高，发病率低，发病时间长。自发肿瘤模型因动物种系、品种不同，其肿瘤所发生的类型和发病机制有差异。自发性动物模型应用价值很高，特别是在遗传性疾病、免疫缺陷病、肿瘤等的研究上得到了广泛应用。近几十年来科学界十分重视自发性动物模型的开发。如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；青光眼兔；自发性糖尿病地鼠；肥胖症小鼠；裸鼠：肺癌、淋巴肉瘤、白血病等等。,9,-,3、抗疾病型动物模型（negativeanimalmodel）,是指特定的疾病不会在某种动物身上发生。因此可借以探讨为何该种动物对该疾病有天然的抵抗力。如哺乳类动物均感染血吸虫病，而洞庭湖流域的东方地鼠却不能复制血吸虫病，故可用于血吸虫感染和抗病的研究。,10,-,4、生物医学动物模型（biomedicalanimalmodel）,是指利用健康正常的动物生物学特征来提供人类疾病相似表现的疾病模型。如沙鼠缺乏完整的脑基底Willis动脉环，动脉环后交通支，可用来结扎一侧颈动脉制备脑梗塞、脑缺血模型鹿的正常红细胞是镰刀形的，多年来一直用于镰刀形红细胞贫血研究。,11,-,2.按模型种类分,(1)整体动物(2)离体器官和组织(3)细胞株(4)数学模型,12,-,3.按系统范围分,(1)疾病的基本病理过程动物模型各种疾病共同性的一些病理变化过程模型是指致病因素在一定条件下作用于动物后，所出现的共同性的功能、代谢和形态结构某些改变的动物模型。这种动物模型的致病因素不是某种疾病所特有的，而是各种疾病都可能共同发生的。如炎症、发热、休克等是研究疾病机理和药物筛选理想的方法。(2)各系统疾病动物模型与人类各系统疾病相应的人类疾病动物模型,13,-,.按中医药体系分类,中医证候动物模型阴虚、阳虚，气虚、血虚，脾虚、肾虚、厥脱症等已形成独特的较完整的体系。如独特的理论体系“辨证论治”；独特的评价标准：证、病、症；独特的认识特色：审证求因。,14,-,第二节医学实验中常用自发性疾病动物模型,1、自发性高血压动物模型2、自发性糖尿病动物模型3、自发性肿瘤动物模型4、免疫缺陷动物5、自发性小鼠系统性红斑狼疮模型,15,-,一、自发性高血压动物模型（14题）,有8个品系的遗传性高血压大鼠:遗传性高血压品系（GH）自发性高血压品系（SHR）中风型高血压品系（SHR/SP）盐敏感品系（DS）米兰种高血压品系（MHS）Munster品系（SHM）Sabra高血压品系（SBH）Lyon高血压品系（LH）,16,-,此类动物模型与人类高血压的相似之处：由遗传因素产生；高血压早期无明显器官病变；血压随鼠龄增长而增加；血管总外周阻力明显升高；随着疾病发展可出现心、脑、肾等并发症，使用降压药等治疗措施可以预防和减轻疾病进展和并发症的发生；应激和高盐饮食等因素可加速高血压的发展并加重并发症。,17,-,主要差异在于：1、它是通过选择性繁殖得到的，与人类发病有一定区别；2、甲状腺和免疫功能存在异常。3、目前国内品系不全，使用多SHR、DS和MHS已有多家单位进行饲养繁殖。,18,-,高血压:SHR,WKY,症状:有许多亚系,生育,寿命均正常.体重增长率较WKY差,老龄前外观无差异.寿命:430d,550d血压早期即有差异,并引发各种临床症状.SHR:2月前:150mmHg以上,45月180210WKY:成年135mmHg,123mmHg,19,-,发病时,末梢动脉变狭窄,弯曲,心脏渐渐肥大.以心重与体重比率增加为显著(以左心房为显著).肼酞嗪或甲基多巴加入饮水,可预防高血压发生.应用:病态与人原发性高血压极为相似.发病率近100%.常用于发病机制,预防,治疗和诊断等.与其它特性大鼠杂交:,20,-,二、自发性糖尿病动物模型,自发性糖尿病模型NOD小鼠:1型BB大鼠：1型ob/ob小鼠：2型KK糖尿病小鼠：2型db小鼠：2型GK大鼠：2型,21,-,1、原发性糖尿病BBWistar大鼠,是I型糖尿病的良好模型。其发病与自身免疫性毁坏胰岛细胞引发胰腺炎和胰岛素缺乏有关。大鼠通常在60120日龄时发病，数天后就出现严重的高血糖、低胰岛素和酮血症。给予免疫抑制剂、切除新生鼠胸腺等方法可预防糖尿病的发生，说明自身免疫参与发病过程。类似年轻型（I型）糖尿病.多基因遗传,起病突然,58123日龄发病.体重减轻，高血糖，胰岛素缺乏尸检:胰岛区有淋巴细胞浸润胰岛炎，-细胞颗粒丧失与坏死，胰岛变小，基本由-细胞组成。慢性非胰岛素依赖性:应用:研究发病的遗传,环境因素,-C损害免疫学因素，病态,治疗等.,22,-,2、NOD小鼠,小鼠是I型糖尿病的良好模型。发病初期就表现出高血糖、尿糖，多饮、多尿，消瘦，胰岛素低下等症状。如果没有外源胰岛素治疗，12个月死亡，通常死于酮血症。免疫系统在糖尿病的发生和发展中起重要作用，细胞损伤继发于自身免疫过程，引起低胰岛素血症。雌性NOD小鼠的发病率显著高于雄性，且发病早。,23,-,3.KK小鼠,是糖尿病典型的多基因疾病动物模型。表现型糖尿病特征。具有高血糖症、高胰岛素血症、胰岛素抵抗等症状。如果将黄色肥胖基因导入KK小鼠，其肥胖和糖尿病症状更为明显。病理:正常饲养,很少出现尿糖或高血糖症.耐糖试验:糖尿性状(非肥胖型)喂高能饲料,或给予金硫葡萄糖,或导入肥胖基因,则出现肥胖症.常伴有高胰岛素血症的高血糖症(肥胖KK小鼠).糖尿病变化与成年人相似.肾小球系膜细胞増生,基底膜肥厚.,24,-,4、db小鼠,是近交系C57BL/KS小鼠单隐性基因突变后培育出来。具有肥胖、胰岛素抵抗、高血糖、高胰岛素血症、高甘油三酯血症等特征，其表现类似于人类的型糖尿病。,25,-,5、ob/ob小鼠,为型糖尿病模型。纯合子动物表现肥胖、高血糖和高胰岛素血症。该小鼠因Leptin(ob基因产物)缺乏而引起肝脂肪生成和肝糖原异生，高血糖又刺激胰岛素分泌，引起胰岛素抵抗的恶性循环。,26,-,6.GK大鼠,该鼠由Goto等1975年通过对Wistar进行口服葡萄糖耐量试验并筛选高血糖的个体进行培育而来。表现为胰岛素分泌不全、胰岛素抵抗、胰岛纤维化、非肥胖等典型型糖尿病特征。大鼠在长期糖尿病后会出现各种并发症，如肾病和神经系统疾病,27,-,三、自发性肿瘤动物模型,1、自发性乳腺肿瘤：在各品系小鼠中，C3H系雌性小鼠乳腺肿瘤发生率最高，达99100；A系经产雌鼠乳腺肿瘤发生率约为6080参照Dunn分类，小鼠乳腺肿瘤分为A、B、C三型：A型为典型乳腺腺瘤。B型包括乳头状囊腺瘤、单纯瘤及导管内瘤等。C型又称纤维瘤和腺纤维瘤。,28,-,2、自发性肺肿瘤：小鼠自发性肺肿瘤主要见于18月龄以上的A系、SWR系小鼠其肺自发瘤发生率分别达90和80。经产PRA小鼠发生率也很高（77）。病理学类型主要是腺瘤，有良性和恶性之分。,29,-,3、自发性肝肿瘤：自发性肝肿瘤多见于小鼠小鼠自发性肝肿瘤常见于肝细胞，胆管细胞肿瘤罕见。14月龄以上雄性C3Hf系、C3H系及C3H/He小鼠发生率分别为72%、85%和80%左右，CBA/J雄鼠发病率为65%，而C57BL/6J、A/J等品系则为肝脏肿瘤低发病系。4、小鼠白血病：C58、AKR、Afb等品系小鼠的白血病多发，89月龄的AKR小鼠白血病发生率高达8090。形成的白血病以淋巴细胞性白血病为主。5、自发性卵巢肿瘤：BALB/c、C3H系小鼠均为卵巢瘤高发品系，其中BALB/c生产雌鼠发病率为75.8%；C3H系中C3HeB/Fe19月龄生产雌鼠发病率为64%，育成雌鼠为22%；C3HeB/De亚系24月龄未生育雌鼠发病率为47%，21月龄生育雌鼠为37%，多产者为29%。,30,-,（2）其它动物自发瘤1、大鼠内分泌肿瘤和恶性淋巴瘤，跟品系和年龄有关。2、金黄仓鼠是实验性肿瘤研究中常用的一种动物，自发瘤发生率的（0.517），主要发生于神经系统和膀胱以外的组织和器官。3、兔类自发瘤发生率很低，仅为0.82.6，以乳头状瘤和子宫腺瘤最为常见。,31,-,4、两栖类自发瘤：以蛙的实验性肿瘤最常用。如豹蛙肾肿瘤（发生率约2.7）5、鸟类的自发性肿瘤也比较常见，特别是鸡肿瘤最常见，发身率约1020，且多属恶性，以肌原性肉瘤和白血病为多。如发生上皮源性肿瘤，则几乎均为鳞状上皮瘤。,32,-,四.免疫缺陷动物,1.概念：由于先天性遗传突变或用人工方法造成一种或多种免疫系统组成成分缺陷的动物。2.分类：淋巴细胞、淋巴细胞、细胞功能缺陷动物，联合免疫缺陷动物，获得性免疫缺陷动物。,33,-,(一).裸小鼠:,先天性无胸腺,无毛隐性突变基因在11号染色体上一个基因两种表现已导入到不同的遗传背景体液免疫正常,34,-,35,-,1.生物遗传特点,(1)无毛：毛囊发育不良，外观上看几乎没有被毛(2)寿命短,死亡率高(3)发育不良,新生鼠生长明显迟缓(4)繁殖能力差:nu/+nu/nu(5)有肝脏疾病,36,-,2.免疫学特征,(1)先天性胸腺缺失：仅有胸腺残迹或异常的胸腺上皮。故不能分泌胸腺素，不能使T细胞正常分化(2)胸腺依存免疫功能(T细胞)丧失(3)B细胞生理功能正常,T细胞依存性B细胞功能底下.(4)巨噬细胞活性比对照组(nu/+)高(5)NK细胞在弱阳性细胞中可能有T前驱细胞,37,-,3.应用,(1)微生物(2)免疫学(3)寄生虫(4)遗传学(5)临床医学:肿瘤学,皮肤病,异种移植,38,-,(二).裸大鼠,一般特征与裸小鼠相似躯干部仍有稀少被毛易患呼吸道疾病,39,-,（三）B淋巴细胞缺陷动物（性连锁免疫缺陷小鼠(XID）,B淋巴细胞缺陷,xid基因位于X性染色体上起源于CBA/N品系临床表现:免疫球蛋白缺失,无丙种球蛋白,细胞免疫正常,体液免疫异常血清中IgM,IgG3底下xid/xid,xid/Y对II型抗原无体液免疫反应,对B细胞分裂素缺乏反应（非胸腺依赖性抗原如葡聚糖、肺炎球菌脂多糖以及双链DNA等没有反应）。,40,-,(四)Beige小鼠,NK细胞活性缺陷（由于细胞溶解作用的识别过程受损伤所致。）隐性突变基因bg位于第13号染色体上纯合体小鼠bg/bg:被毛完整,毛色变浅.粒细胞趋化性和杀菌活性降低,溶酶体功能缺陷,对各种病原因子较敏感繁殖方式:纯合子,41,-,(五)严重联合免疫缺陷(SCID)小鼠,1.SCID小鼠C.B-17近交系小鼠隐性突变基因scid在16号染色体上.所有T和B淋巴细胞功能测试均为阴性，对外源性抗原无细胞免疫及抗体反应，体内缺乏携带前B细胞、B细胞和T细胞表面标志的细胞。但是，其非淋巴性造血细胞分化不受突变基因的影响，巨噬细胞、粒细胞、巨核细胞、红细胞等呈正常状态。T,B细胞大大减少.临床表现为低球蛋白血症,低淋巴细胞血症.细胞和体液免疫功能均缺失,但巨噬细胞和NK细胞功能未受影响.有渗漏现象:主要与DNA修复,抗原刺激,年龄品系,饲养环境有关.饲养繁殖:SPF环境,两性均可生育,每胎产子35只,42,-,2.Motheaten小鼠,Motheaten小鼠突变基因（me）位于第6对染色体上，出生后2h内即可出现皮肤脓肿，有严重联合免疫缺陷，表现为对胸腺依赖和不依赖抗原均无反应。对T、B细胞分裂素的增殖反应严重受损，细胞毒和NK细胞活性减低。,43,-,（六）T、B、NK细胞功能三联免疫缺陷小鼠,国外将分布于3种小鼠的3个隐性突变基因即NK细胞缺陷的beige基因、T细胞缺陷的nu基因以及B细胞缺陷的xid基因经过杂交、筛选并导入，育成了T、B、NK细胞三联免疫缺陷的beige-nude-xid小鼠（BNX小鼠）。,44,-,45,-,五、自发性小鼠系统性红斑狼疮（SLE）模型,现国内常用的自发性小鼠系统性红斑狼疮（SLE）有NZB/W（杂交1代）小鼠、BXSB小鼠及MRL/lpr小鼠三个品系。1、NZB/W小鼠是由黑色的NZB小鼠与白色NZW小鼠杂交产生的杂交1代鼠，NZB/W小鼠雌性发生SLE样表现较早，半数病死率月龄为8个月，雄性发病晚，为15个月。2、BXSB小鼠是由米黄色雄性SB/Le小鼠与黑色雌性C57BL/6J小鼠杂交而来，因为Y染色体上有加重自身免疫的基因位点，故雄鼠发病早且重，其半数病死率为5.5个月，雌鼠发病晚，半数病死率为20个月。3、MRL/lpr小鼠的遗传背景较复杂，其基因组成75%来源于LG小鼠，13%来源于AKP小鼠，12%来源于C3H小鼠，0.3%来源于C57BL/6小鼠，lpr为淋巴细胞增殖（1ymphoidproliferation）基因的缩写，本品系小鼠无论雌雄，均发病较早，半数病死率为4.5个月。这些自发性小鼠SLE模型不足之处在于SlE发病均较晚，周期长，不容易控制实验过程,46,-,第三节医学实验中常用诱发性疾病动物模型,一、心血管系统疾病动物模型二、消化系统疾动物模型性三、呼吸系统疾病动物模型四、泌尿系统疾病动物模型五、内分泌疾病动物模型六、血液系统疾病动物模型七、神经系统疾病动物模型八、诱发性肿瘤动物模型,47,-,一、心血管系统疾病动物模型,1、心肌炎动物模型：柯萨奇病毒感染引起的小鼠心肌炎模型2、心肌梗死动物模型：结扎冠状动脉左前降支所致的急性心肌梗塞模型3、高血压动物模型（1）结扎肾动脉肾血管性高血压模型（2）应激性高血压模型4、动脉粥样硬化动物模型（1）高脂高胆固醇饲料致兔动脉粥样硬化动物模型（2）高脂+内皮损伤致小型猪颈动脉粥样硬化模型,48,-,二、消化系统疾动物模型性,1、急性胃溃疡动物模型2、脂肪肝动物模型（1）高脂饲料诱发脂肪肝模型（2）乙醇性肝病动物模型3、肝纤维化动物模型（1）四氯化碳诱发肝纤维化动物模型（2）硫代乙酰胺（TAA）诱发肝纤维化模型4、肝硬化动物模型,49,-,三、呼吸系统疾病动物模型,1、哮喘动物模型（1）卵白蛋白激发豚鼠哮喘动物模型（2）卵白蛋白激发大鼠哮喘动物模型2、慢性阻塞性肺病动物模型3、肺纤维化动物模型,50,-,四、泌尿系统疾病动物模型,1、肾小球肾炎动物模型2、肾代谢紊乱动物模型（1）高血肌酐动物模型（2）糖尿病肾病动物模型3、肾功能衰竭动物模型,51,-,五、内分泌疾病动物模型,1诱发性糖尿病动物模型（1）脂肪乳加四氧嘧啶诱发大鼠糖尿病模型（2）链脲佐菌素诱发大鼠糖尿病模型：1型为主，采用微量加高脂可诱发2型2甲状腺疾病动物模型3银屑病动物模型,52,-,六、血液系统疾病动物模型,1再生障碍性贫血动物模型免疫介导法、射线损伤法等2急性白血病动物模型,53,-,七、神经系统疾病动物模型,1脑缺血动物模型（1）大鼠局灶性脑缺血动物模型：线栓法（2）全脑缺血动物模型2老年痴呆症动物模型：D-半乳糖损害模型3癫痫动物模型4帕金森病动物模型,54,-,八、诱发性肿瘤模型,诱发性肿瘤模型是使用致癌因素(Carcinogens)在实验条件下诱发动物发生肿瘤的动物模型，原理是利用外源性致癌因素引起细胞遗传特性异常而呈现出异常生长和高增殖活性，形成肿瘤。外源性致痛因素主要有化学性、物理性及生物性致癌物，其中化学性致癌物(Chemicalcarcinogens)，最常见化学性致癌物(Chemicalcarcinogens)苯并芘（benzpyrene）甲基胆蒽（MC）联苯胺（benzidine）亚硝胺类（nitrosamine）黄曲霉素类（aflatoxin,55,-,物理性方法主要是放射性物质致瘤，用放射线照射或局部注射放射性同位素。生物学方法是用能诱发动物肿瘤的病毒致癌，如：小鼠白血病病毒（Murineleukovirus，MLV），Rous鸡肉瘤病毒，SV40病毒。以及用转基因的方法诱发动物产生肿瘤，可根据启动子类型的不同选择不同的发瘤器官，如用乳球蛋白启动子的SV40T抗原的转基因小鼠，可诱发乳腺癌或胰腺癌。MMTV-Wnt-1转基因小鼠高发乳腺癌,56,-,用于诱发实验性肿瘤的动物种类很多，以啮齿动物的使用最多、应用最广，包括各种大鼠、小鼠、豚鼠等,57,-,诱发方法诱发性动物肿瘤的诱发方式包括原位诱发和异位诱发。原位诱发是指将致癌物直接与动物靶组织或靶器官接触而诱发该组织或器官发生肿瘤。异位诱发是将与致癌物接触后的动物组织或器官埋置于该动物或另一正常动物皮下而产生的该组织或器官的肿瘤。1.涂抹法（皮肤癌）2.经口给药法（消化道或消化腺)3.注射法4.气管灌注法（肺癌）5.穿线法6.埋藏法,58,-,（二）常见的诱发性肿瘤动物模型,1食管癌模型2肝癌模型3胃癌模型4大肠癌模型5肺癌模型6鼻咽癌模型7脑肿癌模型8胰腺癌模型9白血病模型,59,-,第四节中医证候动物模型,1、中医证候动物模型的研究内容2、中医证候动物模型的分类3、建立中医证候动物模型的目的和意义4、中医证候动物模型研制概况5、中医证候动物模型的研制方法,60,-,一、中医证候动物模型学的研究内容,1.复制中医证候动物模型，包括单纯中医证候的动物模型研制（如脾虚证的动物模型、肾阳虚证的动物模型等）和中医病证结合的动物模型研制（如肝郁型胃溃疡动物模型、肾血管性高血压血瘀证动物模型等）。2.从实验研究角度，探讨中医脏象本质及证候发生的病理生理机制。,61,-,3.以证候动物模型为研究对象，探讨中医治法方药的作用机理及其疗效的物质基础。4.研究中医证候动物模型合理性、可行性的评价标准，目前实行的主要评价指标包括：模型制作所采用的病因、病理方法、动物模型的症状、体征、舌脉象、实验室检测指标（包括一些特殊检查）以及药物反证等。,62,-,二、中医证候动物模型的分类,1.单纯的中医证候动物模型如用猫吓鼠制作的“恐伤肾”肾虚模型就属于病因模型，以可的松制作的肾虚模型则为病理模型。2.病证结合的动物模型如肝郁型胃溃疡动物模型、肾血管性高血压血瘀证动物模型、溃疡性结肠炎脾虚证动物模型等等。3.状态反应性动物模型如中医“怒伤肝”动物模型、“恐伤肾”动物模型等等。4.自然病态性动物模型或证候纯系动物模型如自然衰老肾虚模型等等。,63,-,三、建立中医证候动物模型的目的和意义,1.验证传统中医基础理论的实质内涵及其科学性，实现中医宏观与微观、结构和功能的有机结合，促进中医理论实现现代化，如脏象本质的研究、证候发生机理的研究、中医病因致病机理的研究以及同病异证、异病同证的发生机理的研究等等；2.发现新问题，探求新规律，从而丰富和创新中医基础理论，如肾阳虚定位研究等；3.与中医临床研究相互补充，为中医治法方药的疗效及其作用机理提供科学客观的依据。如同病异治、异病同治的机理、中医治则治法及其复方、中药单体以及针灸的疗效及治疗机理的研究等；4.为中药新药的研制开发以及进入国际市场提供科学依据，如中药复方的剂型、质量控制研究等。,64,-,四、中医证候动物模型研制概况,1.五脏证候动物模型的研究概况2.气血证候动物模型的研究概况3.六淫动物模型的研制概况4.七情证候动物模型的研制概况5.“八纲”动物模型的研制概况此外，对温病、伤寒以及舌脉等证候动物模型的复制也取得了一些成果。,65,-,五、中医证候动物模型研制的方法,1.利用致病因素造模2.通过改变动物的生理状况造模3.采用人工方法，改变动物的生活环境造模4.利用过量中药造模,66,-,第五节转基因动物模型（15题）,一、转基因动物的基本原理二、转基因动物的基本方法三、转基因动物在医学研究中的应用,67,-,一、转基因动物的基本原理,转基因动物：通过基因工程对DNA进行体外操作，添加或删除一个特殊的DNA序列，然后导入早期的胚胎细胞中，产生遗传结构得以修饰的动物，其改变的性状可以遗传给后代。（染色体基因组中整合有外源基因并能遗传给后代的一种动物。）转基因动物模型:利用转基因技术,将人类疾病基因分离出来,再转移到实验动物,获得相应疾病的动物模型.转基因动物的基本原理是将改建后的目的基因（或基因组片段）用显微注射等方法注入实验动物的受精卵（Ferrtillzedeggs）或着床前胚胎细胞，然后将此受精卵或着床前胚胎细胞再植入受体动物的输卵管（Oviduct）或子宫中，使其发育成携带有外源基因的转基因动物，人们可以通过分析转入基因和动物表型的关系，从而揭示外源基因的功能，也可以通过转入外源基因培育优良品种的工程动物等,68,-,二、转基因动物的基本方法,目前转基因的方法很多1、显微注射法2、通过动物体细胞克隆生产转基因动物3、反转录病毒载体介导的基因转移法4、胚胎干细胞介导法5、精子介导的基因转移技术,69,-,显微注射法是建立得最早的转基因方法，也是目前使用最为广泛、最为有效的方法。其所具有的优点是:基因的转移率高，整合效率可达30%:可直接用不含有原核载体DNA片段的外源基因进行转移;外源基因的长度不受限制，可达几百kb;常常能得到纯系动物;实验周期相对比较短。,70,-,三、转基因动物在医学研究中的应用,1、改良动物品种和生产性能，生产人药用蛋白和营养保健蛋白2、生产人用器官移植的异种供体3、建立疾病和药物筛选模型4、生产新型生物材料5、建立诊断、治疗人类疾病及新药筛选的动物模型,71,-,超数排卵,(1)常用激素PMSGHCGFSHLH(2)超排方法第一天腹腔注射PMSG第三或第四天腹腔注射HCG(3)剂量:小鼠520IU兔3060IU(4)影响因素:动物,激素生物活性,发情期,气候季节,72,-,使用动物模型应注意,73,-,（一）注意环境因素对模型动物的影响,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。除此以外，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。因此，要求尽可能使模型动物处于最小的变动和最少的干扰之中。,74,-,（二）不能盲目使用近交系动物，不然会导致不能控制因素进入实验,例如自发性糖尿病大鼠(BB、Wistar)除具有糖尿病临床特征外，还发现多种病理变化（外周神经系统严重病变、睾丸萎缩、甲状腺炎、胃溃疡、恶性淋巴瘤等）。因此要有目的地选择。半个世纪以来，近交系的开发不断提供着新的动物模型材料，大、小鼠疾病作为模型在医学使用量已高达7090%。,75,-,（三）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,复制动物模型时，在条件允许的情况下，应尽量考虑选用与人相似、进化程度高的动物作模型。但不能因此就认为进化程度越高等的动物其所有器官和功能越接近于人。例如，非人灵长类诱发动脉粥样硬化时，病变部位经常在小动脉、即使出现在大动脉也与人类分布不同。据报导用鸽（WhiteGameauPigeon）作这类模型时，胸主动脉出现的黄斑面积可达10%，镜下变化与人也比较相似，因此也广泛被研究者使用。,76,-,（四）正确地评估动物疾病模型,应该懂得没有一种动物模型能完全复制人类疾病真实情况，动物毕竟不是人体的缩影。模型实验只是一种间接性研究，只可能在一个局部或几个方面与人类疾病相似。因此，模型实验结论的正确性只是相对的，最终必须在人体身上得到验证。复制过程中一旦出现与人类疾病不同的情况，必须分析其分岐范围和程度，找到相平行的共同点，正确评估哪些是有价值的。,77,-,(五)动物模型的制作方法,1、查找文献并咨询动物实验所需动物和条件是否可行，了解前人所积累的经验，避免低水平的重复或缺乏科学依据的盲动所造成人力物力的浪费；2、从动物品种品系年龄性别体重生物学特点动物微生物污染级别等方面选取最可比拟的动物，不可认为选越高级动物可比性越高。,78,-,第六章医学课题动物实验的设计及影响其效果的因素,培训内容1医学动物实验课题的设计原则和实验动物的基本要求2影响动物实验结果的影响因素培训目标1掌握医学科学研究设计的基本原则和基本程序；动物实验设计的要素、原则2熟悉动物实验设计的方法和步骤；干扰动物实验结果的影响因素3了解动物实验记录的规范要求；论文写作中常出现的有关动物实验问题；实验结果的描述和解释,79,-,动物实验结果,动物的反应：R(A+B+C)DE,式中：R实验动物的总反应A实验动物种的共同反应B动物品种及品系特有的反应C动物个体反应（个体差异）D环境的影响（包括实验处理）E实验误差,80,-,动物实验结果的影响因素*,动物因素环境因素饲料营养因素技术因素,81,-,动物因素,种属（品种）、品系结构、机能、代谢、发病机理与人类相似性解剖、生理特点和特殊生理反应年龄与体重性别生理状态健康状况潜在感染实验动的物标准化程度,82,-,种属的影响,激素反应水平的不同：雌激素能终止大鼠和小鼠的早期妊娠，但不能终止人的妊娠，因此，在大鼠和小鼠筛选带有雌激素活性的药物时，常常会发现这些药物能终止妊娠，似乎可能是有效的避孕药，但一旦用于人则并不成功，所以，如果知道一个化合物具有雌激素活性，用这个化合物在大鼠或小鼠上观察终止妊娠的作用是没有应用意义的；神经反应类型的不同：吗啡对狗、兔、猴、大鼠和人主要作用是中枢抑制，而对小鼠和猫主要作用是兴奋；降血脂药安妥明可使狗下肢瘫痪而对猴及其它动物则不能引起这样的副作用；驱绦虫及血吸虫的鹤草酚可损害狗的视神经并引起失明，但在猴就没有这些副作用；,83,-,种属的影响,药物代谢动力学不同：不同种属动物对药物反应性也不同，所以药效就不同。吸收过程的差异：如大鼠吸收碘非常快，而兔和豚鼠则吸收得慢，因而碘在二者的药效也就有差异。排泄过程的差异：如大鼠体内的巴比妥在3天内可排出90以上，而鸡在7天内仅排出33。因此，巴比妥对鸡的毒性比对大鼠要大得多。不同种属动物的肿瘤发生也有不同，雌犬常发生乳腺肿瘤，母牛等其他大型实验动物则否但雌犬所发生的乳腺肿瘤与人乳腺癌的表现形式不同，前者是混合型的，不仅包含上皮性成分，还包含有骨和软骨等其