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文档简介

人类疾病动物模型

AnimalModelsofHumanDiseases

Phone:,62789439E-mail:办公地点:生命科学楼三楼(肿瘤研究所)南方医科大学实验动物中心暨比较医学研究所肖东研究员教学目的掌握人类疾病动物模型的概念;了解疾病动物模型的现实意义;了解疾病动物模型分类(按发生原因分类);掌握自发性和诱发性疾病模型的概念和优缺点;理解疾病动物模型设计的原则;掌握动物模型设计的注意事项;了解各疾病动物模型不同造模方法的特点.传统医学包括中医、蒙医、藏医等发展之路都凝集着动物模型的功绩。医药来源于植物,猎人通过观察动物的自我治疗行为,例如,发现了植物对动物的药理作用;成为最初的动物模型。正在自我治疗的野生猕猴现代医学发展:埃拉吉斯塔特通过猪气管是呼吸通道,肺是呼吸空气的器官;哈维通过对动物心脏离体观察发现了血液循环,为近代生理学奠定基础;巴甫洛夫通过大量动物模型对心脏生理、消化生理、高级神经活动之方面作出了重大贡献,神经反射假说1901年以来,2/3的诺贝尔生理学和医学奖项目使用实验动物。某公司被揭发在尼日利亚小孩子身上试验脑膜炎药物,导致11名儿童死亡,另有数十人变成残障。

WilliamHarvey

巴甫洛夫条件反射实验装置总而言之,医学的发展离不开动物模型,动物模型的研发水平决定了现代医学的发展水平。脑膜炎患者主要内容一、概念二、意义三、动物模型的分类四、疾病动物模型设计原则五、疾病动物模型设计注意事项六、动物模型的建立

人类疾病动物模型(animalmodelofhumandisease)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。

一、概念动物实验对象:以动物整体作为研究对象相关材料:以器官、组织、细胞为研究对象

人类疾病的发展十分复杂,三个层面探讨疾病发生机制,以人本身为实验对象在时间、空间、道义和方法上的局限性。而动物模型可以克服这些不足,通过对动物模型的研究,可以更准确地观察模型的实验结果,有助于更有效地认识人类疾病的发生、发展规律,研究防治措施。二、动物模型在生物医学中的意义

1.避免了在人类身上进行实验所带来的风险临床上对外伤、中毒、肿瘤等疾病的研究不可能在人体重复进行。动物作为人类的替难者,可在人为设计的特定实验条件下反复观察;甚至为了需要可以损伤动物组织、器官乃至处死动物。(复大医院)冷冻治疗胰腺癌有效性和安全性放射强度、暴露时间-对人体的损伤程度,正常情况下,人类不可能长时间、多次暴露于放射性的环境中。我们需要用实验动物模型进行各项研究。2.利于对发病率低、潜伏期长和病程长的疾病进行研究

一般说遗传性、免疫性、代谢性等疾病在临床上发病率低,复制出各种模型进行研究探索。另外,临床上如亨廷顿舞蹈症、慢性支气管炎、动脉粥样硬化等疾病,潜伏期长,病程也长,有的可能几年甚至几十年,甚至隔代发病,在人体很难开展工作发病率低、潜伏期长、病程长亨廷顿舞蹈症转基因克隆猪3.可增加方法学上的可比性

临床上人类疾病比较复杂,病人的年龄、性别、体重、体质、遗传、甚至社会因素都会影响疾病的发生发展;利用实验动物来复制疾病模型,就可排除其它影响因素,增加实验方法学上的可比性。可比性

4.方便取材、简化实验方法动物模型作为人类疾病的“复制品”,可以按需要随时采集各种样品,甚至可一次性或分批处死动物收集样本,以了解疾病的全过程,临床上是不可能。

方便

5.有助于全面认识疾病的本质

人畜共患病进行比较研究,可以充分认识同一病原体给不同机体带来的各种危害,使研究工作上升到立体的水平来揭示某种疾病的本质。能够细致的观察环境或遗传因素对疾病发生发展的影响

本质小结避免了在人类身上进行实验所带来的风险发病率低、潜伏期长的疾病研究可增加方法学上的可比性方便取材、简化实验方法有助于全面认识疾病的本质三、人类疾病动物模型的分类

(一)按发生原因分类

1、自发性动物模型

2、诱发性动物模型

3、阴性动物模型4、遗传工程动物模型(二)按系统范围分类

1.疾病的基本病理过程动物模型

2.各系统疾病动物模型(一)按发生原因分类

1.自发性动物模型(naturallyoccuringorspontaneousanimalmodels)是指实验动物未经任何有意识的人工处置,动物自然发生的疾病或由于基因突变的异常表现,通过定向培育而保留下来的动物模型,包括近交系的肿瘤疾病模型和突变系的遗传疾病模型。

近交系的肿瘤疾病模型

如C3H

突变系的遗传疾病很多,可分为代谢性疾病、分子性疾病、特种蛋白合成异常性疾病等。如无胸腺裸鼠、肌肉萎缩症小鼠、肥胖症小鼠、癫痫大鼠、高血压大鼠、无脾小鼠和青光眼兔等。

棕灰色,10月龄乳腺癌发病率为97%,14月龄雄性小鼠肝癌发率为85%,常用的自发突变模型六号染色体上的隐性基因纯合。4~6周即显示肥胖症,体重可达60g16号染色体隐性基因突变,没有B、T阳性标志细胞,对外来抗原无细胞和体液免疫SPF环境严重联合免疫缺陷小鼠ob/ob小鼠裸小鼠自发性高血压小鼠成年后血压平均170至180,最高可达200以上,60年代发现,是11号染色体上的隐性基因突变所致。胸腺先天性缺陷,发育不全,T淋巴细胞缺损,缺乏免疫应答性,普通环境下存活时间短,SPF及无菌条件下寿命达1年以上繁殖方式:一般采用隐性纯合子雄性与杂合子雌鼠交配小鼠有多种品系,有些有自发性疾病,如小鼠黑色素病,白化病,遗传性贫血、肌肉萎缩症小鼠等,与人发病相似,可被用做人类疾病的动物模型。

自发性动物模型优缺点

优点:与人类相应的疾病非常相似,完全在自然条件下发生,应用价值很高

缺点:是这些动物的来源有限和饲养管理困难,不宜大量使用。

2.诱发性动物模型(experimentalartificialorinducedanimalmodels)是指研究者通过使用物理的、化学的或生物的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,出现某些类似于人类疾病时的功能、代谢或形态结构方面的病变,所形成的人类疾病动物模型。物理因素化学因素生物因素复合因素细菌病毒寄生虫生物毒素机械损伤放射线损伤气压手术化学药物致癌化学毒物中毒强酸强碱烧伤营养性疾病以上多因素诱发如X射线与ENU共同作用诱变某些基因发生突变诱发性动物疾病模型制作方法基本原理:肺血管受迷走的控制,切断迷走神经后,肺血管收缩增强,使其血压增高→流体静脉压升高→有效滤过压升高→大量输液血容量增加→大量水分透过毛细血管壁进入肺组织形成渗透性肺水肿。操作步骤:切开正中颈部皮肤,钝性分离气管两侧的迷走神经,然后剪断双侧迷走神经。症状:30-45分钟后,豚鼠呼吸急促,并伴有湿性呼吸音,打开胸腔可见肺脏淤血。物理因素:外科手术-豚鼠的急性肺水肿模型化学诱变和大规模正向遗传学方法筛选斑马鱼地中海贫血疾病模型技术路线图F3代将有1/4的野生型、1/2的杂合子和1/4的纯合子筛选小细胞低色素斑马鱼突变体ENU处理P代雄鱼精子与野生型雌鱼杂交突变的F1与野生型杂交F2代将有1/4的携带珠蛋白突变的杂合子F2家族内交突变基因初步连锁定位

突变基因精确定位与克隆

突变基因的鉴定ENU(N乙基-N-亚硝基脲)对斑马鱼进行饱和诱变筛选。ENU是一种人工合成的化学诱变剂,它通过对基因组DNA碱基的烷基化修饰,诱导DNA在复制时发生错配而产生突变。化学因素化学诱变法-乙酰基亚硝基脲(ENU)诱导小鼠突变种公猪的ENU诱变建立表型分析的技术体系突变基因的筛选与验证产生诱变体家猪系筛选疾病模型猪建立F1代猪资源库F1代与F2代回交产生F3代猪小型猪化学诱变体系的总体研究方案基本原理:肌注甘油后,一方面引起注射部位肌细胞坏死分解,出现肌红蛋白尿。另一方面肌注甘油是一种应激反应,可导致大鼠肾上腺素分泌增多,肾小管收缩,使肾血流量不足,引起肾小球滤过率下降,最终导致肾功能衰竭。操作步骤:(大腿部)肌肉注射50%甘油生理盐水。症状:注射甘油生理盐水后约30-40分钟后,可见有肌红蛋白尿排出,解剖后可见膀胱内尿液呈紫红色。大鼠的急性肾衰模型制作

诱发性动物模型的优缺点

优点:制作方法简便,实验条件容易控制,重复性好,在短时间内可诱导出大量疾病模型,广泛用于药物筛选、毒理、传染病、肿瘤、病理机制的研究。

缺点:诱发性动物模型是通过人为限定方式产生的,多数情况下与临床所见自然发生的疾病有一定差异,况且许多人类疾病目前还不能用人工诱发的方法复制,因而又有一定的局限性。

3、阴性动物模型(Negativeanimalmodel)

是指特定的疾病不会在某种动物身上发生,因此,可借以探讨何种动物对该疾病有天然的抵抗力,如洞庭湖流域的东方田鼠是到目前为止发现的唯一对日本血吸虫有抗性的啮齿类动物。

丙型肝炎病毒(hepatitis

C

virus,HCV)感染有高度的种属和组织特异性,它只感染人和黑猩猩。其原因是病毒黏附以及病毒DNA转录及复制对细胞有严格的要求。

4、遗传工程动物模型(orphananimalmodel)

是利用遗传工程技术对动物基因组进行修饰,用于研究基因功能或疾病机制的动物模型。技术路线电穿孔基因载体转基因细胞去核胚胎移植亨廷顿舞蹈症转基因克隆猪胎儿筛选核移植

(二)按系统范围分类

1.疾病的基本病理过程动物模型

(Animalmodeloffundamentalpathologicprocessesofdisease)

是指各种疾病共同性的一些病理变化过程的模型。其中有些变化是各种疾病都可能发生的,不是各种疾病所特有的一些变化,如发热、缺氧、水肿、炎症、等,我们称之为疾病的基本病理过程。2.各系统疾病动物模型

(Animalmodelofdifferentsystemdisease)

是指与人类各系统疾病相应的动物模型。如心血管、呼吸、消化、造血、泌尿、生殖、等系统疾病模型,还包括各种传染病、寄生虫病的动物模型。小结按发生原因分类:1、自发性动物模型2、诱发性动物模型3、阴性动物模型4、遗传工程动物模型四、复制人类疾病动物模型的原则和评估1.与人类疾病的相似性

动物模型应能尽可能再现所要研究的人类疾病。但动物与人毕竟不是同一种生物,在机体结构、生理、生化等方面存在差异。结构决定功能,使动物和人类对药物的敏感性也会出现差异。因此,为了尽量做到所复制的模型与人类疾病相似,复制动物模型前,还要注意对实验动物的选择。

人和实验动物在解剖、生理及代谢方面的相似点动物相似点小鼠老龄肝变化大鼠脾脏,老龄胰变化,老龄脾变化兔脾脏血管,脾脏,免疫,神经分布,鼓膜张肌豚鼠脾脏、免疫猫脾脏血管,蝶骨窦,表皮,锁骨,硬膜外,脂肪分布,鼓膜张肌狗垂体血管,肾动脉,脾脏,脾脏血管,蝶骨窦,肾脏血管,肝脏,表皮,核酸代谢,肾上腺神经分布,精神变化猪心血管分支,红细胞成熟,视网膜血管,胃肠道,肝脏,牙齿,肾上腺,皮肤,雄性尿道绵羊脾脏血管,汗腺山羊静脉管灵长类脑血管,肠循环(猩猩),胎盘循环,胰管,牙齿,肾上腺,神经分布,核酸代谢,坐骨区(新世界猴),脑(大猩猩),生殖行为,胎盘,精子牛升结肠马肺血管,胰管,肝脏2.重复性▲在一定条件下,动物模型应可重复再现。不能重复的实验动物模型是没有意义的。▲为了确保动物模型的重复性,必须在动物品系、年龄、性别、体重、健康、饲养管理、实验条件和方法等方面保持一致;▲还要注意复制动物模型所用药物的生产厂家、批号、纯度规格,给药剂量、剂型、途径,仪器型号等的一致。冠状动脉循环,重复效果不理想,犬不宜做心肌梗死模型

3.可靠性

▲复制的动物模型应力求可靠地反应人类疾病,应具有该病的主要症状和体征,并经化验或病理学、影像学证实。

▲容易自发地产生某些相应病变或易产生与待复制疾病相混淆疾病的动物就不宜选用。如铅中毒可用沙鼠作为肾病动物模型合适,大鼠不宜。

4.适用性和可控性▲复制动物模型时还应考虑到临床的适用性和疾病的可控性,否则达不到试验目的。

▲大、小鼠是最常用的实验动物,可用于多种药理毒理的实验研究;但不一定适合于所有实验研究。▲有的动物对某一致病因子特别敏感,实验中无法控制,极易死亡,也不适用。5.易行性和经济性▲在复制动物模型时,应遵循经济易行的原则。灵长类动物与人最接近,复制的疾病模型也很相似,但灵长类稀少价昂,实验中采用较少;▲许多小动物如大鼠、小鼠等也可以复制出十分近似的人类疾病模型,它们的遗传背景大多明确,微生物可加以控制,模型性状显著和稳定,而且价廉易得,便于管理。▲因此,一般情况下,应兼顾实验需要和经济性来选择实验动物和复制模型。

!应注意动物模型实验结论的正确性是相对的。动物模型只可能在一个局部或一个方面与人类疾病相似。对于不同之处应分析差异的性质和程度,找出异同点,以正确评估模型的价值。小结——复制人类疾病动物模型的原则:1.与人类疾病的相似性;2.重复性;3.可靠性;4.适用性和可控性;5.易行性和经济性。五、实验动物模型设计注意事项1、注意模型要尽可能再现所要求的人类疾病

从研究目的出发,熟悉诱发条件、宿主特征、疾病表现和发病机制,充分了解所需动物模型的全部信息,分析是否得到预期的结果。

要避免选用与人类对应器官相似性很小的动物作为疾病模型材料。为了增加所复制动物疾病模型与人类疾病的相似性,应尽量选用各敏感动物与人类疾病相应的动物模型(p179)。例:大鼠呕吐模型2、注意所选用动物的实用价值适于使用和复制(便于操作和采集样本);熟悉而便于饲养,经济上和技术上容易得到保证;动物来源必须充足,可选用多胎分娩的动物-对扩大样本和重复实验是有益的;动物须有一定的生存期。

3、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、手术技巧、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。

氨气增多,引起呼吸道疾病、鼻炎、中耳炎等。

动物机体生理现象发生改变产仔率↓,咬杀率↑,泌乳量↓,或听源性痉挛麻醉过深:抑制状态

麻醉过浅:疼痛-应激技术熟练减少对动物的刺激、创伤和出血,提高造模成功率4、不能盲目地使用近交系动物,不然会导致不能控制的因素进入实验近交系遗传背景清晰,个体差异小、反应均一,但在设计中要充分考虑以下因素:繁殖方法与自然状态不同,“有害”的隐形基因暴露和一些多基因控制性状平衡被破坏近交衰退。如:自发性糖尿病BBwistarRat,常并发周围神经系统疾病即使已形成的模型的品系也有可能(环境)发生基因突变(变种或断种)国外常用两种近交系的杂交一代(F1)作为模型。个体间均一性好,实验的耐受性强,繁殖率高、抗病率强、可大量生产;封闭群动物(远交系)的遗传特性及反应性也相对稳定,可以大量生产,但个体间的重复性和一致性没有近交系和F1代动物好。5、动物进化程度高并不意味着所有器官和功能越接近于人复制动物模型时,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。而有报道用鸽作这类模型时,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。6、正确地评估动物疾病模型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。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。

小结1、注意模型要尽可能再现所要求的人类疾病2、注意所选用动物的实用价值3、注意环境因素对模型动物的影响4、不能盲目地使用近交系动物5、动物进化程度高并不意味着所有器官和功能越接近于人6、正确地评估动物疾病模型注意事项:六、动物模型的复制

心肌梗塞模型高血压病动物模型高血脂和动脉粥样硬化动物模型糖尿病动物模型肝纤维化动物模型急性肾功能衰竭动物模型烧伤动物模型六.动物模型的建立1.心肌梗塞动物模型

原理:通过各种手段使目的冠状动脉闭塞,造成该冠状动脉供血区的心肌细胞发生缺血、缺氧,促使心肌细胞发生坏死。

左冠状动脉阻塞引起左室侧壁和近心尖的左室前壁、心室间隔前部和前外乳头肌的梗塞;右冠状动脉的阻塞引起心室后底部、心室间隔后部和房室结的梗塞。心肌梗塞动物模型方法种类动物要求优缺点结扎法成年犬家兔能确切闭塞冠脉,缺血部位和面积及其表现,与人类发病情况很类似。适用于急性心肌梗塞发展和转归,常用于心泵衰竭的发生;心源性休克的发生发展;心律失常的出现;缩小梗塞范围的药物治疗;外科手术治疗心肌梗塞;局部心肌的代谢、血流、心电变化和心肌力学等研究。堵塞法微珠堵塞法家犬克服开胸结扎法造成创伤大、死亡率高的缺点,方法简便,手术创伤少,定位也十分准确,动物处于较少的生理扰乱下,实验动物恢复迅速,死亡率少于10%。能在阻断冠状动脉的同时,便可根据实验要求立即进行各种实验。气囊堵塞法还可满足缺血-再灌注的要求。汞堵塞法气囊堵塞法药物法(异丙基肾上腺素

)家兔用药量愈大病变愈明显,10mg/kg体重iv或20mg/kg体重ip可造成明显的心肌病变,有利于物理及药物治疗后病变恢复的形态学、组织化学、心电图和酶学指标观察。所致家兔实验性心肌损害多为弥漫性,以心内膜下病变为主,故心电图Q波缺如,仅表现R波波幅进行性下降,T波倒置但缺少急性心内膜下梗塞的深倒置,双肢对称顶点变锐并呈箭头状的T波。静脉用药较腹腔用药的动物,R波波幅及T波改变明显。同样给药途径,剂量愈大,上述改变愈明显。血栓形成法犬用钢丝破坏冠脉内膜,冠脉腔内放置钢丝和使冠脉局部狭窄以形成湍流三种手段同时使用,使血小板激活,聚集增高,并大量合成和释放血栓素A2(TXA2),使冠脉血栓迅速形成,最后发生急性心肌梗塞。最常用同时结扎几处冠脉分支,避免结扎冠状动脉主干造成死亡率增高

方法:在麻醉状态下,用手术刀沿胸骨左缘切开皮肤和肌肉,在胸骨左缘2mm处剪断第2~4肋骨,打开胸腔,轻提并小心剪开心包,用止血钳轻轻提取左心耳,在冠状动脉前降支根部下2~4mm结扎或结扎左室支中部(结扎前降支位置过高易发生室颤而致动物死亡),关闭胸腔。2、高血压病动物模型(animalmodelofhypertension)

种类机理特点肾动脉狭窄性高血压模型肾动脉狭窄→肾脏缺血→肾小球旁器分泌肾素↑→血管紧张素Ⅱ→全身小动脉的痉挛,血压持续增高血压升高明显、持久而恒定,较易反映出药物的降压作用;形成高血压所需时间较短,工作量较小.肾外包扎性高血压模型肾外异物包扎→肾周围炎→肾外形成纤维素性鞘膜,压迫肾实质造成肾组织缺血术后20d有70%以上大鼠出现高血压。大鼠收缩压在30d内均比原血压值高4.0kPa以上时,即可认为引起了稳定性高血压。听源性高血压模型听源性紧张诱发的神经源性高血压大灰鼠正常平均收缩压±标准差为(15±1.1)kPa,噪音刺激3个月后升高为17.3~18.7kPa,有40%动物收缩压可高达21.3kPa。神经内分泌型高血压模型电刺激和铃声结合刺激,使动物高度紧张状态,血压上升;附加垂体后叶素肌肉注射,可促进动物高血压发展与巩固利用6V感应电极板引出的导线进行刺激;刺激强度依动物反应而异,通常以引起动物颤抖、逃跑、跳跃、低声叫为止。垂体后叶素肌肉注射剂量为:犬和家兔0.1u/kg体重,大鼠0.3~0.5u/160~240g体重;每天注射1次,每周6次,即配合电刺激进行。原发性高血压模型自发性高血压大鼠(SHR)SHR在2个月龄前几乎全部动物的血压值都在20kPa(150mmHg)以上。4~5个月龄时达到高峰、血压为24~28kPa(180~210mmHg)应用最广泛病理生理不完全相同,根据实验要求进行选择3、高血脂和动脉粥样硬化动物模型

喂养法非喂养法免疫诱发模型儿茶酚胺诱发模型半胱氨酸诱发模型表面活化剂诱发模型胆固醇-脂肪乳剂诱发模型高血脂和动脉粥样硬化动物模型

动物特点喂养法小型猪形成动脉粥样硬化病变特点及分布都与人类相似。兔最常用的造模动物。对喂饲胆固醇非常敏感,在短期内便能出现明显的病变,在饲料里加入高脂肪和高胆固醇后,可使主动脉斑块发生率达100%。主要表现为血源性泡沫细胞增多,且病变分布与人的病变也有差异:兔的病变部位主要在胸主动脉弓部和心肌内冠状动脉,而人的病变部位主要在腹主动脉和心肌外冠状动脉。大鼠饲养方便、抵抗力强。病理改变与人早期者相似,但不易形成类似于人后期的病变,较易形成血栓。小鼠实验成本低。取血不便,难做动态观察,所以较少采用。鸡食物品种接近人,仅在普通饲料中加入胆固醇,就可形成动脉粥样硬化斑块。病变发生较快,在斑块中有时伴有钙化和形成溃疡。鸽饲养简单,在饲料中加入胆固醇即易产生主动脉粥样硬化斑块,并可发生心肌梗死。如鸽的品种不同,动粥样硬化斑块的性质有很大差异,可能是个体之间脂肪酶的活性不同所致。国外:Gottigen系小型猪我国:西藏小型猪、五指山小型猪或贵州小型猪4、糖尿病动物模型(animalmodelofdiabetesmellitus)KK小鼠自发性糖尿病动物模型NOD小鼠ob/ob小鼠db/db小鼠NSY小鼠BB糖尿病大鼠诱发性动物模型化学诱发法病毒诱发法高糖饲喂诱发法自发性糖尿病动物模型

物种类型特点KK-AУ小鼠轻度肥胖型2型糖尿病动物黄色胖基因(即AУ)转至KK小鼠,得KK-AУ鼠,与KK小鼠相比,有明显的肥胖和糖尿病症状。评价抗糖尿病药物的胰腺外作用。NOD小鼠自发性自身免疫I型糖尿病其发病多突然,表现明显多饮、多尿、消瘦,血糖显著升高,不用胰岛素治疗,动物存活不了一个月,通常死于酮血症。发病率与性别有关,雌性鼠发病率显著高于雄性鼠,且发病早ob/ob小鼠2型糖尿病动物模型属常染色体隐性遗传。纯合体动物表现为肥胖,高血糖及高胰岛素血症。症状的轻重取决于遗传背景,Ob/ob小鼠与C57BL/KsJ交配的子代症状严重,而与C57BL/6J交配的子代症状则较轻。db/db小鼠2型糖尿病模型动物在一个月时开始贪食及发胖,继而产生高血糖、高血胰岛素,胰高血糖素也升高,一般在10个月内死亡。糖尿病小鼠(C57BL/6Jdb/db)发生严重的糖尿病症状,类似C57BL/KsJob/ob小鼠,即早发的高胰岛素血病,体重下降和早死。可发生明显的肾病。NSY小鼠与人非胰岛素依赖型糖尿病发病机制相似糖尿病发生具有年龄依赖性。24周龄时胰岛素分泌功能严重受损,48周的累积发病率雄性为98%,雌性为31%。在任何年龄阶段都不表现严重肥胖和显著的高胰岛素血症,胰岛也无肿大或炎性变化。BB糖尿病大鼠遗传性1型糖尿病动物模型发作是突然的,大约在60~120日龄时发病,数天后,糖尿病动物出现严重的高血糖、低胰岛素和酮血症。中国地鼠2型糖尿病以中轻度高血糖为特征,动物为非肥胖型,血清胰岛素表现多样,胰岛病变程度不一。诱发性糖尿病动物模型方法名称方法特点化学诱发法四氧嘧啶法200gSD大鼠,以170mg/kg体重四氧嘧啶腹腔注射,观察血糖>400mg/dl,持续2周可以认为造模成功链脲毒素法又优于四氧嘧啶法,前者造模稳定,快速,无自然缓解,种属选择性不强,复制前不需禁食。其不足之处是价格较四氧嘧啶贵。

链脲菌素法链脲菌素用0.1mol/L柠檬酸缓冲液(pH4.0)溶解成1%溶液,以40~65mg/kg体重大鼠腹腔注射。观察血糖>400mg/dl,持续3天即可以认为是成功的模型病毒诱发法DBA/2雌性小鼠,皮下接种脑炎、心肌炎病毒M型变异株,4~7天后出现明显的高血糖,伴有血中及胰腺中胰岛素含量降低。其高血糖为特发性,伴明显低胰岛素血症,在某些小鼠中可自然缓解,但糖耐量异常及高血糖在恢复期中仍将存在,其生化方面与人类胰岛素依赖型糖尿病相似。高糖饲喂诱发法5周龄SHR/NLH-cp大鼠,喂饲含54%庶糖饮食。1个月时,观察到葡萄糖耐量试验(OGTT)异常,6.5个月时胰岛素反应异常,9个月时可见体重减轻,衰弱。一些动物品系有自发或在施加诱导的条件下发生糖尿病的倾向,实用性不强。SHR/NLH-cp大鼠模型某些代谢和组织病理特征与人类非胰岛素依赖性糖尿病相似,该模型还可观察糖尿病肝肾损害5、肝纤维化动物模型正常肝组织

肝纤维化示意图肝脏血窦内皮下的功能性基底膜造破坏,贮脂细胞激活转化为肌成纤维细胞样细胞和成纤维细胞,导致肝纤维化及脂肪沉积。肝纤维化动物模型方法名称实验动物具体方法特点免疫法♂Wistar大鼠

130g左右猪血清0.5ml,腹腔内注射,每周2次,共8次肝纤维化出现早,出现率高达86.7%;对动物整体损伤轻微,动物毛发光泽、生长发育情况与正常无区别;肝纤维化组织中大量胶原增生,故Ⅲ、IV型前胶原的mRNA增多。该模型在免疫学研究中是较理想的模型。硫代乙酰胺法♂Wistar大鼠

130g左右用硫代乙酰胺腹腔内注射,第1次20mg/100g体重,从第2次起12ml/100g体重,每周注射2次,共8周,该模型中肝细胞变性坏死,比免疫性肝纤维化模型严重且炎症细胞浸润明显,在其大鼠肝纤维组织中I型胶原的mRNA增多,转化生长因子-β1明显增多。四氯化碳法Wistar,SD大鼠

180~200g皮下注射40%~50%四氯化碳(CCl4)油溶液(0.3ml/100g),每周2次,第2周始,隔日用20%~30%酒精1ml灌胃(或作为唯一饮料),饲以单纯玉米面(混以0.5%胆固醇)共8周,实验中大鼠成活率60%~80%,该模型是目前国内外常采用的动物模型,该模型可靠且复制时间短,肝纤维化进展稳定,适合于肝硬化发生发展过程的动态研究。6、急性肾功能衰竭动物模型方法名称实验动物方法特点油酸法模型Wistar♂大鼠,180~250g将油酸0.15ml/kg体重直接注入大鼠的左肾动脉内。油酸注后10min肾微血管超微结构和肾组织结构出现明显病变。注后23h,肾小球毛细血管内皮细胞核固缩、碎裂、溶解。去甲肾上腺素法模型10~20kg♂家犬静脉麻醉后,手术插入一侧输尿管收集尿液,从一侧肾动脉按每分钟0.75mg/kg,滴注去甲肾上腺素等,连续40min后停药1~4h内可进行实验,肾脏缺血时间的长短,直接影响肾功能受损的程度。输注40min去甲肾上腺素引起犬的缺血性肾衰是可逆的,当到达2h后即可出现肾实质性的坏死和肾小管急性坏死,若肾血流被阻断4h后,动物将会形成可逆的尿毒证而致死。去甲肾上腺素注入后10min左右出现肾小球毛细血管不同程度肿胀,球囊腔狭窄;6h可见肾小球破坏,小管坏死增多,其他组织未见异常,严重的微循环障碍是其特点,可用于肾微循环间质细胞,实质细胞改变的研究。本模型可观察药物对急性肾功能衰竭的疗效。变性血红蛋白法模型大鼠大鼠尾静脉流入人的变性血红蛋白2g/kg体重,连续观察4d。分别测24h、48h、72h的尿量、尿渗透浓度、血钾和尿素氮及肾组织学检查。表现与人的肾衰症状相似。死亡率可达93.5%。组织学可见肾小管轻度水肿、变性。注射变性血红蛋白后6~48h为少尿期,肾小管病变明显,肾小管细胞散在性的呈现混浊肿胀坏死,有萎缩现象。管腔内有时可见结晶。甘油模型150~250g大鼠实验前禁水24h,以50%甘油溶液10ml/kg体重的剂量,分别在大鼠两侧后肢肌肉注射,注射后动物可随意进食和饮水。注射甘油2h后尿呈葡萄红色。注射24~48h尿素氮较正常升高5~17倍,多数动物少尿或无尿,尿渗透浓度降低。肾小球滤过率进行性下降。肾小管内有管型阻塞,间质水肿。甘油引起的血红蛋白尿急性肾衰与人类急性肾衰表现的症状相似。7、烧伤动物模型制作方法:选用5kW的溴钨灯,直径为15cm的聚焦镜,灯心与烧伤部位距离70cm,使用犬或大鼠烧伤时,烧前先预热灯丝20s,然后再进行烧伤。注意再预热期间需要石棉板屏蔽烧伤野,烧伤完毕后立即去掉石棉板。原理:利用溴钨灯焦点热源,模拟核爆炸情况下

的光辐射烧伤。闪光灯作用时间(s)光冲量(J)烧伤程度病理变化和转归3~58.786~14.225I度烧伤伤及表皮层,局部红斑,无

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