---人类疾病动物模型.ppt
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1、资料-人类疾病动物模型 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第一节第一节 人类疾病动模型评估及分类人类疾病动模型评估及分类人类疾病动物模型人类疾病动物模型(Animal models of human diseases):是指医学研究中建立的具有人类疾病模拟表现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。的动物实验对象和相关材料。一、复制人类疾病动物模型的评估一、复制人类疾病动物模型的评估 1相似性相似性 复制的动物模型应尽可能近似
2、人类疾病,最好能复制的动物模型应尽可能近似人类疾病,最好能找到与人类疾病相同的自发性疾病。找到与人类疾病相同的自发性疾病。2重复性重复性 理想的人类疾病动物模型应该是可重复的,应是理想的人类疾病动物模型应该是可重复的,应是可标准化的,不能重复的动物模型是无法进行应用研可标准化的,不能重复的动物模型是无法进行应用研究的。究的。3可靠性可靠性 复制的动物模型应力求可靠地反映人类疾病,即复制的动物模型应力求可靠地反映人类疾病,即 可特异地反映该种疾病或某种机能、代谢、结构变化,可特异地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,并经受一系同时应具备该种疾病的主要症状和
3、体征,并经受一系 列检测列检测(如心电图、临床生理、生化指标检验、病理切如心电图、临床生理、生化指标检验、病理切片等片等)得以证实。得以证实。4适用性和可控性适用性和可控性 设计复制人类疾病动物模型,应尽量考虑在今后设计复制人类疾病动物模型,应尽量考虑在今后临床能应用和便于控制其疾病的发展,以便于开展研临床能应用和便于控制其疾病的发展,以便于开展研究工作。究工作。5 5易行性和经济性易行性和经济性 复制动物模型设计,应尽量做到方法容易执行和复制动物模型设计,应尽量做到方法容易执行和合乎经济原则。合乎经济原则。二、动物模型的分类二、动物模型的分类 按产生原因分类按产生原因分类1诱发性动物模型诱发
4、性动物模型(Experimental animal model):是指研究者通过使用物理的、化学的、生物的和复合的致是指研究者通过使用物理的、化学的、生物的和复合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的功能、代谢或形态结构方面的病变,即现某些类似人类疾病时的功能、代谢或形态结构方面的病变,即为人工诱发出特定的疾病动物模型。为人工诱发出特定的疾病动物模型。物理因素物理因素:机械损伤、放射线损伤、气压、手术机械损伤、放射线损伤、气压、手术化学因素化学因素 :化学药致癌、化学毒物中毒、强酸强碱烧:化学药
5、致癌、化学毒物中毒、强酸强碱烧 伤、某种有机成分的增加或减少导致营养伤、某种有机成分的增加或减少导致营养 性疾病等。性疾病等。生物因素生物因素 :细菌、病毒、寄生虫、生物毒素等:细菌、病毒、寄生虫、生物毒素等 。复合因素复合因素 :2自发性动物模型自发性动物模型 (Spontaneous animal model):指实验动物未经任何人工处置,在自然条件下动物自然指实验动物未经任何人工处置,在自然条件下动物自然发生、或由于基因突变的异常表现通过遗传育种保留下来的动物发生、或由于基因突变的异常表现通过遗传育种保留下来的动物模型。模型。优点:优点:完全在自然条件下发生的疾病,排除了人为的完全在自然
6、条件下发生的疾病,排除了人为的 因素,疾病的发生、发展与人类相应的疾病很因素,疾病的发生、发展与人类相应的疾病很 相似。相似。缺点:缺点:来源比较困难,种类有限。来源比较困难,种类有限。3抗疾病型动物模型抗疾病型动物模型 (Negative animal model):是指特定的疾病不会在某种动物身上发生,从而是指特定的疾病不会在某种动物身上发生,从而可以用来探讨为何这种动物对该疾病有天然的抵抗力可以用来探讨为何这种动物对该疾病有天然的抵抗力 的动物模型的动物模型。4生物医学动物模型生物医学动物模型 (Biomedical animal model):是指利用健康动物生物学特征来提供人类疾病相
7、是指利用健康动物生物学特征来提供人类疾病相似表现的疾病模型。似表现的疾病模型。第二节第二节 肿瘤疾病动物模型肿瘤疾病动物模型分类:分类:1.自发性肿瘤(自发性肿瘤(spontaneous tumorspontaneous tumor)动物模型:)动物模型:指实验动物未经任何有意识的人工处置,在自然情况下发生的指实验动物未经任何有意识的人工处置,在自然情况下发生的肿瘤所形成的模型。肿瘤所形成的模型。2.2.诱发性肿瘤(诱发性肿瘤(induced tumorinduced tumor)动物模型:)动物模型:是使用致癌因素在实验条件下诱发动物发生肿瘤的动物模型。是使用致癌因素在实验条件下诱发动物发生
8、肿瘤的动物模型。3.3.移植性肿瘤(移植性肿瘤(transplant tumortransplant tumor)动物模型:)动物模型:指将动物或人体肿瘤移植同种或异种动物连续传代而培养出的指将动物或人体肿瘤移植同种或异种动物连续传代而培养出的模型。模型。诱发性肿瘤模型:诱发性肿瘤模型:1.方法:方法:1)1)原位诱发:原位诱发:指将致癌物直接与动物靶组织或靶器官接触而诱发该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,接触方法可通过涂抹、灌注、喂养或埋置组织或器官发生肿瘤,接触方法可通过涂抹、灌注、喂养或埋置等等。2)2)异位诱发:异位诱发:将与致癌物接触后的动物组织或器
9、官埋置于该动物或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。另一正常动物皮下而产生的该组织或器官的肿瘤。异位诱发肿瘤异位诱发肿瘤具有易于观察和取材的优点。具有易于观察和取材的优点。2.2.诱癌物:诱癌物:放射线局部照射、化学致癌物(放射线局部照射、化学致癌物(烷化剂、亚硝胺类、芳香胺类烷化剂、亚硝胺类、芳香胺类)、生物毒素(、生物毒素(黄曲酶毒素黄曲酶毒素)、细菌()、细菌(幽门螺杆菌幽门螺杆菌)、肿瘤病毒感染。)、肿瘤病毒感染。举例:举例:1.1.二乙基亚硝胺二乙基亚硝胺(DEN)诱发诱发小鼠肺癌小鼠肺癌:采采用用小小鼠鼠皮皮下下注注射射1DEN
10、水水溶溶液液,每每周周一一次次,(每每次次剂剂量量为为56mg/kg体体重重,总总剂剂量量为为868mg)。观观察察时时间间为为100d左左右右。此此模模型型诱诱发发率率约约40%。若若将将DEN总总剂剂量量增增到到1176mg时,半年诱发率可达时,半年诱发率可达90以上。以上。2.2.亚亚胺基偶氮甲苯胺基偶氮甲苯(OAAT)(OAAT)诱发诱发小鼠肝癌小鼠肝癌:用用l lOAATOAAT苯苯溶溶液液涂涂于于动动物物两两肩肩胛胛间间皮皮肤肤上上,隔隔日日1 1次次,每次每次2 23 3滴、一般涂滴、一般涂100100次。次。7 7个月以上个月以上诱发诱发肝肝肿肿瘤瘤约约5555。3.3.黄曲霉
11、素诱发黄曲霉素诱发大鼠肝癌大鼠肝癌:在在大大鼠鼠饲饲料料中中加加入入黄黄曲曲霉霉素素,含含0.011-0.015ppm0.011-0.015ppm,喂喂养养6 6个月,诱发率达个月,诱发率达8080。注意:注意:1.1.必须适当选择:必须适当选择:致瘤方法致瘤方法、动物种系动物种系、致癌物种类致癌物种类与溶剂与溶剂、给药剂量与途径给药剂量与途径及及观察时间观察时间等尽量简便可等尽量简便可行,有较好的重复性,并有利于与人肿瘤比较行,有较好的重复性,并有利于与人肿瘤比较。2.2.方法和种系应对所用致瘤物敏感方法和种系应对所用致瘤物敏感。3.3.致癌物的致癌物的剂量剂量应能保证动物存活率较高、诱发期
12、较应能保证动物存活率较高、诱发期较短而又可诱发较高频率的肿瘤短而又可诱发较高频率的肿瘤 移植性肿瘤模型:移植性肿瘤模型:方法方法:1.实体瘤移植:实体瘤移植:肿瘤细胞皮下接种肿瘤细胞皮下接种7-10d处死荷瘤动物处死荷瘤动物选择生长良好、无坏死液化的瘤组织选择生长良好、无坏死液化的瘤组织2-3mm3+生理盐水或其它营养液生理盐水或其它营养液无菌套管针无菌套管针抽吸抽吸接种同种受体动物右前腋窝皮下。接种同种受体动物右前腋窝皮下。2.腹水瘤移植:腹水瘤移植:肿瘤细胞皮下接种肿瘤细胞皮下接种7-10d处死荷瘤动物处死荷瘤动物取腹水取腹水含葡萄糖平衡盐水稀释至适当浓度含葡萄糖平衡盐水稀释至适当浓度腹腔
13、注射(腹水瘤)或皮下注射(实体瘤)。腹腔注射(腹水瘤)或皮下注射(实体瘤)。评价评价:1.同时接种同样量的瘤细胞,生长速度较一致,个体同时接种同样量的瘤细胞,生长速度较一致,个体差异较小。差异较小。2.接种成活率近接种成活率近100%100%。3.3.对宿主影响相类似。对宿主影响相类似。4.4.可连续传代,试验周期短,条件易于控制。可连续传代,试验周期短,条件易于控制。5.5.主要问题是主要问题是宿主对移植物产生免疫排斥反应宿主对移植物产生免疫排斥反应。第三节第三节 心血管疾病动物模型心血管疾病动物模型高脂饲料诱发高血脂及动脉粥样硬化症高脂饲料诱发高血脂及动脉粥样硬化症模型模型非喂养法诱发高血
14、脂及动脉粥样硬化症非喂养法诱发高血脂及动脉粥样硬化症模型模型高脂饲料诱发高血脂及动脉粥样硬化症模型高脂饲料诱发高血脂及动脉粥样硬化症模型 造模机制:造模机制:1.1.动物饲料中加入过量的胆固醇和脂肪,饲养一定动物饲料中加入过量的胆固醇和脂肪,饲养一定时间后,其主动脉及冠状动脉处逐渐形成粥样硬时间后,其主动脉及冠状动脉处逐渐形成粥样硬化斑块,并出现高血脂症。化斑块,并出现高血脂症。2.2.高胆固醇和高脂饮食,加入少量胆酸盐,可增加高胆固醇和高脂饮食,加入少量胆酸盐,可增加胆固醇的吸收,如再加入甲状腺抑制药胆固醇的吸收,如再加入甲状腺抑制药-甲基硫甲基硫氧嘧啶氧嘧啶或或丙基硫氧嘧啶丙基硫氧嘧啶可进
15、一步加速病变的形成。可进一步加速病变的形成。造模方法造模方法:1.1.小型猪:小型猪:选选用用GottigenGottigen系系小小型型猪猪较较为为理理想想,用用1 12 2高高脂脂食食物物饲饲喂喂6 6个月即可形成动脉粥样硬化病变。个月即可形成动脉粥样硬化病变。评价:评价:形成动脉粥样硬化形成动脉粥样硬化病变特点病变特点及及分布分布都与人类近似。都与人类近似。2.2.猴:猴:选选用用3.53.510.5kg10.5kg,3 36 6岁岁的的恒恒河河猴猴饲饲喂喂高高脂脂饲饲料料(5050麦麦粉粉、8 8玉玉米米粉粉、8 8麦麦麸麸、1 1胆胆固固醇醇、8 8蛋蛋黄黄、8 8猪猪油油、1717
16、白白糖糖及及适适量量的的小小苏苏打打和和食食盐盐)。1 1个个月月后后造造成成猴猴的的实实验验性性高高血脂症。血清胆固醇较正常时升高血脂症。血清胆固醇较正常时升高3.13.13.23.2倍。倍。评评价价:猴猴的的胆胆固固醇醇代代谢谢、血血浆浆脂脂蛋蛋白白组组成成及及高高脂脂血血症症与与人人相相似,是较理想的模型。似,是较理想的模型。3.3.兔:兔:选选用用2kg2kg左左右右体体重重,每每天天胆胆固固醇醇0.3g0.3g,4 4个个月月后后形形成成主主动动脉脉粥粥样样硬硬化化斑斑块块;剂剂量量增增至至0.5g0.5g,3 3个个月月出出现现斑斑块块;增增至至1.0g1.0g,可可缩缩为为2 2
17、个个月月。在在饲饲料料中中加加人人1515蛋蛋黄黄粉粉、0.50.5胆胆固固醇醇和和5%5%猪猪油油,3 3周周后后,将将胆胆固固醇醇减减去去再再喂喂3 3周周,可可使使斑斑块块发发生生率率达达100100,血清胆固醇可升高至血清胆固醇可升高至2000mg%2000mg%。评评价价:对对喂喂饲饲胆胆固固醇醇非非常常敏敏感感,在在短短期期内内便便能能出出现现明明显显的的病病变变。因因为为兔兔对对外外源源性性胆胆固固醇醇的的吸吸收收率率可可高高达达75759090,对对高高血血脂脂的的清清除除能能力力低低(静静脉脉注注射射胆胆固固醇醇后后,高高脂脂血血症症可可持持续续3 34 4天天)。但但兔兔作
18、作模模型型不不够够理理想想,主主要要表表现现为为血血源源性性泡泡沫沫细细胞胞增增多多,且且病变分布病变分布与人的病变也有差异。与人的病变也有差异。4.4.大鼠大鼠:配配方方一一饲饲料料(1 1-4-4胆胆固固醇醇、1010猪猪油油,0.2%0.2%甲甲基基硫硫氧氧嘧嘧啶啶、8989-86-86基基础础饲饲料料),喂喂服服7 71010天天。可形成高胆固醇血症。可形成高胆固醇血症。配配方方二二饲饲料料(1010蛋蛋黄黄粉粉、5 5猪猪油油、0.50.5胆胆盐、盐、8585基础饲料基础饲料),喂服,喂服7 7天可形成高胆固醇血症。天可形成高胆固醇血症。评评价价:饲饲养养方方便便、抵抵抗抗力力强强、
19、食食性性与与人人相相近近。所所形形成成的的病病理理改改变变与与人人早早期期者者相相似似,不不易易形形成成似似人人体体的的后期病变后期病变,较易形成血栓。,较易形成血栓。5.5.小鼠:小鼠:雄雄性性小小鼠鼠饲饲以以1 1胆胆固固醇醇及及1010猪猪油油的的高高脂脂饲饲料料,7 7天天后后血血清清胆胆固固醇醇即即升升为为34334315mg15mg;若若在在饲饲料料中中再再加加入入0.30.3的的胆胆酸酸,连连饲饲7 7天天,血血清清胆胆固固醇醇可可高高达达53053036mg36mg 评评价价:容容易易饲饲养养和和节节省省药药品品等等优优点点,但但是是取取血血不不便便,难做动态观察,所以较少采用
20、。难做动态观察,所以较少采用。6.6.鸡:鸡:4 48 8周周的的莱莱克克亨亨鸡鸡,在在饲饲料料中中加加入入1 1-2-2胆胆固固醇醇或或1515蛋蛋黄黄粉粉,再再加加5 51010猪猪油油,经经过过6 61010周周,血血胆胆固固醇醇即即升升至至1000mg1000mg4000mg4000mg,胸胸主主动动脉斑块发生率达脉斑块发生率达100100。评价:评价:鸡为杂食动物,仅在普通饲料中加入胆固醇,鸡为杂食动物,仅在普通饲料中加入胆固醇,就可形成动脉粥样硬化斑块。就可形成动脉粥样硬化斑块。病变发生较快病变发生较快,在斑,在斑块中有时伴有块中有时伴有钙化钙化和形成和形成溃疡溃疡。非喂养法诱发高
21、血脂及动脉粥样硬化症模型非喂养法诱发高血脂及动脉粥样硬化症模型 造模方法造模方法:1.1.免疫法:免疫法:将将大大鼠鼠主主动动脉脉匀匀浆浆给给兔兔注注射射,可可引引起起血血胆胆固固醇醇、脂脂蛋蛋白白及及甘甘油油三三酯酯升升高高。给给兔兔注注射射马马血血清清10ml/kg/10ml/kg/次,共次,共4 4次,每次间隔次,每次间隔1717天。天。评价评价:动动脉脉内内膜膜损损伤伤率率为为8888,冠冠状状动动脉脉亦亦有有粥粥样样硬硬化的病变,若同时给予高胆固醇饲料,病变更加明显。化的病变,若同时给予高胆固醇饲料,病变更加明显。2.2.儿茶酚胺法:儿茶酚胺法:给给兔兔静静脉脉滴滴注注去去甲甲肾肾上
22、上腺腺素素lmg/24hlmg/24h,时时间间为为30min30min。一一种种方方法法是是先先滴滴15min15min,休休息息5min5min后后再再滴滴15min15min。另另一一种种方方法法是是每每次次点点滴滴5min5min和和休休息息5min5min,反复反复6 6次。次。评价评价:持持续续两两周周,均均可可引引起起主主动动脉脉病病变变,呈呈现现血血管管壁壁中中层层弱弱性性纤纤维维拉拉长长、劈劈裂裂或或断断裂裂,病病变变中中出出现现坏死及钙化。坏死及钙化。3.3.半胱氨酸法:半胱氨酸法:给给兔兔皮皮下下注注射射同同型型半半胱胱氨氨酸酸硫硫代代内内酯酯每每天天202025mg/k
23、g(25mg/kg(以以5 5葡葡萄萄糖糖溶溶液液配配成成lmg/mllmg/ml的的浓浓度度),连续,连续20202525天。天。评价:评价:成成年年兔兔及及幼幼兔兔均均可可出出现现动动脉脉粥粥样样硬硬化化的的典典型型病病变变。冠冠状状动动脉脉管管腔腔变变窄窄、动动脉脉壁壁内内膜膜肌肌细细胞胞增增生生、纤纤维维状状异异物物质质。如如同同时时在在饮饮料料中中加加入入2020的的胆固醇,则出现显著的动脉粥样硬化病变。胆固醇,则出现显著的动脉粥样硬化病变。4.4.表面活化剂法:表面活化剂法:给大鼠腹腔注射给大鼠腹腔注射Troton WRl339 300mg/kgTroton WRl339 300m
24、g/kg体重体重。评价评价:给给药药9h9h后后可可使使血血清清胆胆固固醇醇升升高高3 34 4倍倍;20h20h后后雄雄性性大大鼠鼠血血清清胆胆固固醇醇仍仍为为正正常常的的3-43-4倍倍,而而雌雌性性大大鼠鼠却却为为6 6倍倍左左右右。用用药药后后24h24h左左右右升升脂脂作作用用达达最最高高点点,48h48h左左右右恢恢复复正正常常。其其中中以以甘甘油油三三酯酯升升高高最最强强,其次是磷脂、游离胆固醇,对胆固醇酯没有影响其次是磷脂、游离胆固醇,对胆固醇酯没有影响。第四节第四节 呼吸、消化疾病动物模型呼吸、消化疾病动物模型肝纤维化动物模型肝纤维化动物模型支气管哮喘动物模型支气管哮喘动物模
25、型 肝纤维化动物模型肝纤维化动物模型 模型概述:模型概述:1.1.任何可引起肝损伤的因素任何可引起肝损伤的因素长期、反复作用长期、反复作用于肝脏,于肝脏,均可产生肝细胞均可产生肝细胞变性、坏死变性、坏死,继而肝细胞,继而肝细胞再生再生和和纤纤维组织增生维组织增生,导致肝纤维化。,导致肝纤维化。2.2.已有已有化学性损伤化学性损伤、免疫性免疫性、生物学生物学、酒精性酒精性和和营养营养性性肝纤维化模型。每种方法因致病因素不同,给药肝纤维化模型。每种方法因致病因素不同,给药途径不同,产生肝硬化的途径不同,产生肝硬化的机理机理、纤维化、纤维化出现早晚出现早晚、稳定性稳定性、出现率出现率、重复性重复性及
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