人类疾病动物模型概述课件.ppt
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1、关于人类疾病动物模型概述现在学习的是第1页,共56页培训目标v1、熟悉人类疾病动物模型的概念、意义、复制原则。v2、掌握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。v3、了解人类疾病动物模型的分类;中医证候动物模型研究内容、概况、方法;转基因动物的基本原理、基本方法,转基因动物在医学研究中的应用现在学习的是第2页,共56页v一、定义一、定义v 人类疾病动物模型人类疾病动物模型(Animal models of human diseases)是指为阐明人类疾病的)是指为阐明人类疾病的发生机理及建立预防、诊断和治疗方法而制发生机理及建立预防、诊断和治疗方法而制作的具有人类疾病模拟
2、表现的实验动物作的具有人类疾病模拟表现的实验动物现在学习的是第3页,共56页二、建立人类疾病动物模型的意义现在学习的是第4页,共56页意义:意义:1 1、人类的替难者,避免了在人身上进行实、人类的替难者,避免了在人身上进行实验所带来的风险验所带来的风险2 2、可提供发病率较低的疾病材料、可提供发病率较低的疾病材料3 3、在方法学上可增加实验材料的可比性、在方法学上可增加实验材料的可比性,可控制各种实验条件,结果可比性强,可控制各种实验条件,结果可比性强,重复性好重复性好4 4、简化实验操作和样品收集、简化实验操作和样品收集 5 5、有助于更全面地认识疾病本质、有助于更全面地认识疾病本质 现在学
3、习的是第5页,共56页 三、人类疾病动物模型的复制原则: 一个好的动物模型应具有以下特点一个好的动物模型应具有以下特点1、相似性:动物模型应与相应的人类疾病有类似之处,尽可能再现所动物模型应与相应的人类疾病有类似之处,尽可能再现所要研究的人类疾病的病理变化。要研究的人类疾病的病理变化。2、重复性:理想的模型应是可重复、可标准化的。标准的动物、标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。作。3、可靠性:复制模型应特异地、可靠地反映该种疾病或某种机能、代谢、复制模型应特异地、可靠地
4、反映该种疾病或某种机能、代谢、结构变化,同时应具备该种疾病的主要症状和体征,并经受一系列检结构变化,同时应具备该种疾病的主要症状和体征,并经受一系列检测得以证实测得以证实。现在学习的是第6页,共56页 4、适用性:复制模型应尽量考虑今后临床能应用复制模型应尽量考虑今后临床能应用和便于控制其疾病的发展,动物背景资料要完和便于控制其疾病的发展,动物背景资料要完整,生命史能满足实验需要。整,生命史能满足实验需要。5、易行性和经济性:动物经济而来源充足,便于转动物经济而来源充足,便于转运,易于关养。在同等条件下,优先使用标准化运,易于关养。在同等条件下,优先使用标准化的实验动物。的实验动物。6、安全性
5、:动物模型应不对实验人员和其它人员的动物模型应不对实验人员和其它人员的生命安全产生威胁。生命安全产生威胁。现在学习的是第7页,共56页按产生原因分类1、诱发性动物模型(experimental animal model)2、自发性动物模型(spontaneous animal model)3、抗疾病型动物模型(negative animal model)4、生物医学动物模型(Biomedical animal model)现在学习的是第8页,共56页按产生原因分类1、诱发性动物模型(experimental animal model) 又称为实验性动物模型,指通过使用物理、化学、生物等致病手段
6、,人为制造的疾病模型。v 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。v 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。现在学习的是第9页,共56页v物理因素诱发:如手术致骨折、放射线致免疫抑制v化学因素诱发:如高油脂饲料致兔动脉粥样硬化、化学毒物中毒v生物因素诱发:如微生物感染v复合因素诱发:如豚鼠慢支用致病菌加寒冷或加SO2v生物技术制作的动物模型:如嵌合体动物、转基因动物、克隆动物等现在学习的是第10页,共56页2、自发性动物模型(spontaneous animal model) 指不加任何人工诱发,在自
7、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。以肿瘤遗传性疾病居多。v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。v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。现在学习的是第11页,共56页 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
8、尿病地鼠;肥胖症小鼠;裸鼠:肺癌、淋巴肉瘤、白血病等等。现在学习的是第12页,共56页 3、抗疾病型动物模型(negative animal model) 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。现在学习的是第13页,共56页 4、生物医学动物模型(biomedical animal model) 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
9、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。现在学习的是第14页,共56页(三)按模型种类分:整体动物模型、离体组织器官模型、细胞株模型、数学模型(四)按中医药体系分 中医证候动物模型:阴虚、阳虚、气虚、血虚、脾虚、肾虚动物模型,厥脱症动物模型现在学习的是第15页,共56页第二节第二节 医学实验中常用自发性疾病动物模型医学实验中常用自发性疾病动物模型1 1、自发性高血压动物模型、自发性高血压动物模型2 2、自发性糖尿病动物模型、自发性糖尿病动物模型 3 3、自发性肿瘤动物模型、自发性肿瘤动物模型 4 4、免疫缺陷动物、免疫缺陷动物5 5、自发性小
10、鼠系统性红斑狼疮模型、自发性小鼠系统性红斑狼疮模型现在学习的是第16页,共56页一、自发性高血压动物模型一、自发性高血压动物模型 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) 现在学习的是第17页,共56页v此类动物模型与人类高血压的相似之处:v由遗传因素产生;v高血压早期无明显器官病变;v血压随鼠龄增长而增加;v血管总外周阻力明显升高;v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
11、预防和减轻疾病进展和并发症的发生;v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。 现在学习的是第18页,共56页v主要差异在于:v1、它是通过选择性繁殖得到的,与人类发病有一定区别;v2、甲状腺和免疫功能存在异常。v3、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。 现在学习的是第19页,共56页v糖尿病糖尿病 专家估计,中国大陆的糖尿病患者已有专家估计,中国大陆的糖尿病患者已有二千五百二千五百万名万名。若加上潜在人群,受糖尿病威胁的总数达到四千若加上潜在人群,受糖尿病威胁的总数达到四千万人,并且每年以百分之一的速度增长。每年消耗的社万人,并且每年以百分之一的速
12、度增长。每年消耗的社会资源约五百亿元人民币。会资源约五百亿元人民币。 糖尿病是一种常见的慢性疾病,由于遗传因素糖尿病是一种常见的慢性疾病,由于遗传因素和多种环境因素联合作用使胰岛素分泌绝对或相对和多种环境因素联合作用使胰岛素分泌绝对或相对分泌不足,引起糖类,蛋白质,脂肪的代谢紊乱,分泌不足,引起糖类,蛋白质,脂肪的代谢紊乱,临床表现为高血糖的一组全身性代谢紊乱的疾病。临床表现为高血糖的一组全身性代谢紊乱的疾病。现在学习的是第20页,共56页v1 1型糖尿病与型糖尿病与2 2型糖尿病的区别型糖尿病的区别 项项 目目 1 1型糖尿病型糖尿病 2 2型糖尿型糖尿病病 胰岛素依赖胰岛素依赖 Yes N
13、oYes No 发病年龄发病年龄 3030岁岁 中中老年老年 起病起病 急急 缓慢缓慢 症状症状 中、重中、重 轻、中轻、中 体重体重 减轻,消瘦减轻,消瘦 不减,不减,肥胖多见肥胖多见 酮症酸中毒酮症酸中毒 易发生易发生 不易不易发生发生胰岛素释放曲线胰岛素释放曲线 低平低平 大致正常,高峰后移,大致正常,高峰后移, 高胰岛素血症高胰岛素血症现在学习的是第21页,共56页二、自发性糖尿病动物模型二、自发性糖尿病动物模型 v自发性糖尿病模型自发性糖尿病模型vNODNOD小鼠小鼠: 1: 1型型vBBBB大鼠:大鼠:1 1型型vob/obob/ob小鼠:小鼠:2 2型型vKKKK糖尿病小鼠:糖尿
14、病小鼠:2 2型型vdbdb小鼠:小鼠:2 2型型vGKGK大鼠:大鼠: 2 2型型现在学习的是第22页,共56页v1、BB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。 v2、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
15、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。现在学习的是第23页,共56页v1、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。v2、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。 现在学习的是第24页,共56页v3、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
16、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。v4、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现在学习的是第25页,共56页三、自发性肿瘤动物模型三、自发性肿瘤动物模型v1、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6080v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
17、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。现在学习的是第26页,共56页v2、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)。v病理学类型主要是腺瘤,有良性和恶性之分。现在学习的是第27页,共56页v3、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。 v4、小鼠白血病:C58
18、、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。v5、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/Fe 19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%。现在学习的是第28页,共56页v(2)其它动物自发瘤v1、大鼠内分泌肿瘤和恶性淋巴瘤,跟品系和年龄有关。v2、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
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