6常用疾病动物模型和医学应用

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临床医学中的疾病模型研究

临床医学中的疾病模型研究

临床医学中的疾病模型研究随着医学科技的不断发展和进步,临床医学中的疾病模型研究逐渐成为研究疾病机制和药物发现的重要手段。

疾病模型的建立可以帮助医学研究人员更好地理解疾病的发生发展过程,探索新的治疗方法和药物靶点。

本文将对临床医学中的疾病模型研究进行探讨。

一、疾病模型的概念及分类疾病模型是在实验室中构建的用于模拟疾病发生发展过程和研究疾病机制的模型。

根据研究的目的和方法,疾病模型可以分为动物模型、细胞模型和计算机模型。

1. 动物模型动物模型是最常见的疾病模型研究方法之一,它通过在动物体内诱导疾病或改变动物的遗传背景,模拟人类疾病的发生过程。

例如,在癌症研究中,常用小鼠、大鼠等动物模型来模拟人类肿瘤的生长和蔓延。

动物模型的建立有助于疾病的早期诊断和治疗方法的探索。

2. 细胞模型细胞模型是通过体外培养细胞来研究疾病发生机制和筛选药物靶点的方法。

细胞模型可以是原代细胞培养或体外永生细胞系的培养。

通过在细胞模型中引入疾病相关基因或干扰某些信号通路,可以模拟疾病的一些特征,并用于药物筛选和疾病机制的研究。

3. 计算机模型计算机模型是通过计算机仿真和模拟技术来研究疾病的发生与发展过程。

计算机模型可以模拟疾病的多个方面,如病理生理过程、药物代谢和药效学等。

计算机模型可以帮助预测药物的效果和安全性,优化治疗方案,并减少临床试验的成本和时间。

二、疾病模型在药物开发中的应用疾病模型在药物开发中具有重要的应用价值。

通过建立疾病模型,可以筛选潜在的药物靶点和药物,加速新药的开发进程,提高药物研发的成功率。

1. 了解疾病机制疾病模型能够帮助研究人员深入了解疾病的发生发展机制,找到疾病的关键环节和靶点。

例如,在阿尔茨海默病研究中,通过建立小鼠模型,研究人员发现淀粉样蛋白沉积和炎症反应是导致疾病发展的关键因素。

2. 药物筛选和评价疾病模型可以用于筛选具有潜在治疗效果的药物,并评价药物的安全性和有效性。

通过建立药物在疾病模型中的作用机制和效果,可以为新药的开发提供重要参考依据。

常见自身免疫疾病及动物模型概述

常见自身免疫疾病及动物模型概述

常见自身免疫疾病及动物模型概述自身免疫性疾病〔Autoimmune disease,AID〕,指机体对自身抗原发生免疫反响而导致自身组织损害所引起之疾病,通常病程长、顽固且难以根治,对于患者生活质量有较大影响,严见之AID包括银屑病、类风湿性关节炎、多发性硬化症、系统性红斑狼疮、炎症性肠病、I型糖尿病等.经典之AID包括器官特异性和器官非特异性自身抗体贰大类导致机体免疫调节功能之紊乱,免疫系统无法区别自身细胞和组织,或识别自身或非己之免疫耐受机制被破坏而引起.AID确实切发病机制尚不明确,可能和多种因素有关,如免疫耐受之丧失、免疫反响调节异常,或由于遗传因素或病毒诱发.作为医药工业界研发热点,抗AID药物之临床前研发阶段需要借助实验动物模型评价候选化合物之优劣,对于临床阶段之疗效进行预测,并对于药物调控疾病之潜在机理进行说明.本文对于常见之AID及其较广泛使用之动物疾病模型进行简要介绍.银屑病及银屑病相关动物模型银屑病〔Psoriasis〕, 俗称"牛皮癣〞,就是最为常见之慢性AID,常发于青壮年人群,在世界范围内发病率约1-3%.银屑病发病顽固且持续,最显著特征为皮肤外表红肿及白色鳞屑之覆盖,其病因尚不明确,目前以为就是遗传和环境因素共同作用导致,如感染、压力、肥胖、吸烟等因素都可能对于疾病产生诱发临床上尚无根治银屑病之特效药物,故治疗银屑病主要以控制病症为主,如外用维生素D3类似物、糖皮质激素和维A酸,系统性使用糖皮质激素、甲氨蝶呤,以及免疫抑制剂如环孢素A药之开展,多种抗体类药物也对于银屑病具有较好疗效.科学研究中银屑病之实验动物模型主要分为自发形成、基因工程改造、病灶原位移植和直接诱发肆类,受限于模型建立难度和本钱,直接诱发类模型使用最为广泛,以下介绍两种基于小鼠之银屑病直接诱发模型.〔壹〕咪喹莫特诱导小鼠银屑病皮损模型咪喹莫特〔Imiquimod,IMQ〕就是Toll样受体7/8之抑制剂,临床上用来治疗IMQ乳膏在小鼠背部连续涂抹5~7天,会出现皮肤增厚、红斑、鳞屑等类银屑病样病症.该模型稳定、易建立、操作简单且应用广泛.a. PASI评分根据PASI评分标准对小鼠背部皮肤炎症情况评分〔包括银屑,红斑,肥厚〕,记录累积评分、体重和皮肤厚度变化.对照组空白乳膏处理未表现炎症特征,模型组IMQ处理之后,逐渐表现出皮肤炎症特征及厚度增加,第5天PASI评分到达最高值,体重在IMQ处理之第3天下降到最低点,而后逐渐恢复,阳性药抗体可降低PASI评分和皮肤厚度之增加.图1: 模型条件下小鼠背部皮肤PASI评分持续升高,体重下降,皮肤厚度增加;IL17A抗体可显著逆转皮肤病变a. 形态学检查IMQ连续处理5天后对于小鼠背部皮肤外观形态进行观察,并利用H&E染色分析组织病理学变化.图片中可见,小鼠皮肤出现红斑,鳞屑和厚度增加;H&E 染色结果显示IMQ处理促进了炎性细胞之浸润,表皮细胞之增生;免疫组化结果显示银屑病相关PD marker IL-6在皮肤中表达水平增加.对于上述病变,阳性药IL17A抗体具有明显之改善作用.图2: 模型条件下小鼠皮肤产生显著红斑、鳞屑和增厚病变,H&E染色结果可见组织增生和炎症细胞浸润,免疫组化结果可见银屑病生物标记物IL-6表达上升.IL17A抗体可以显著抑制上述病理变化c. Bio-marker检测IMQ处理5天后收集血浆,通过ELISA检测相关细胞因子之含量,收集皮肤组织通过qRT-PCR检测相关Marker基因之转录水平.结果说明,IMQ处理诱导了IL-6、IL-β和CXCL1等炎性细胞因子产生,阳性药抗体具有较强之抑制作用.图3:模型条件下血浆、皮肤中相关炎症生物标志物表达水平急剧上升,IL17A抗体可显著抑制其水平〔贰〕IL-23诱导小鼠耳廓银屑病样变模型研究证明,IL-23/Th17信号通路在银屑病之发生和开展中起关键作用,IL-23刺激并促进Th17细胞之分化,促进Th17细胞之开展以及细胞因子〔如IL-17A,IL-17F和IL-22〕之产生,从而产生类似银过向小鼠耳部皮肤内直接注射IL-23可诱导局部之银屑样病变,该模型就是常用之另壹个银屑病动物模型,且由于机制清晰,常被用于各类靶向药物之临床前药效评价中.重组IL-23蛋白于造模之第1、3、5、7日通过皮下给药注射于小鼠耳以建立模型耳廓,其间给予抗炎药物供试品或阳性药物.小鼠耳朵厚度变化以及病理检测结果显示,模型组小鼠耳厚度明显增加,而阳性药物地塞米松〔Dex〕产生了显著保护结果显示,给予IL-23造模之后小鼠耳厚增加,表皮增厚且炎细胞浸润明显,地塞米松对于上述病变具有显著改善作用.图4:耳内注射IL23细胞因子造模可造成耳部产生银屑病样病变,表现为耳厚显著增加,H&E染色结果显示造模产生银屑病相关之病理变药物地塞米松可以对于病变产生显著抑制类风湿性关节炎〔RA〕及动物模型类风湿性关节炎〔rheumatoid arthritis,RA〕就是壹种以关节病变为主之系统性自身免疫性疾病.以慢性、进行性、侵袭性关节部位炎症为主要表现,临床特征为关节红肿疼痛甚至僵直、破骨细胞之形成以及关节骨质受损等,严重可导致关节畸形乃至功能丧失,致残率高.RA多发于中老年女性人群,我国整体发病率约0.3-0.4%.发病机制尚不明确,可能由遗传、感染、环境等因素综合导致.目前临床治疗RA仍以非甾体抗炎药和抗风湿类药物如甲氨蝶呤、柳氮磺吡啶、羟氯喹类药物开展迅速,如TNF-α单抗〔Infliximab,Adalimumab〕、IL6受体单抗〔Tocilizumab〕、CD20抗体〔Rituximab〕等药物对于风湿性关节炎之治疗能够取得较为理想之疗效.目前类风湿性关节炎之动物模型主要分为佐剂诱导〔AIA〕和胶原〔CIA〕诱导两种,其间由于CIA模型通常可在小鼠上成模而使用范围更广.胶原诱导之类风湿性关节炎〔CIA〕模型应用DBA/1小鼠,第0天注射Ⅱ型胶原蛋白和弗氏完全佐剂〔CFA〕,第21天注射Ⅱ型胶原蛋白和非弗氏完全佐剂〔IFA〕,可诱导小鼠关节炎发生,小鼠发病程度、节点较为稳定,严重程度区分度较高,适用于抗自体免疫性疾病药物之评价.a. 临床评分和细胞因子检测Ⅱ型胶原蛋白免疫2次之后,DBA/1小鼠陆续发病且严重程度随时间严重程度进行评分可见,模型组病变较严重,而IL17抗体作为阳参试剂可显著控制疾病发生开展,并抑制发病率之持续增加.图5:注射CII胶原造模后28-42天内,关节炎评分和发病率持续增加,血浆炎症因子IL6水平激增;给予IL17A抗体后,发病和炎症因子水平皆受到抑制.实验终点收集小鼠血浆通过ELISA检测PD Marker IL-6之血浆浓度,可见模型组IL-6含量显著升高,抗体可抑制IL-6升高之趋势.图6:注射CII胶原造模后28-42天内,关节炎评分和发病率持续增加,血浆炎症因子IL6水平激增;给予IL17A抗体后,发病和炎症因子水平皆受到抑制.b. Micro-CT和病理学检查实验终点对小鼠脚趾、踝关节进行Micro-CT检查和病理学分析.Micro-CT检查显示,模型组小鼠关节骨质受到严重损伤,而抗体产生了显著保护作用.图7:Micro-CT结果显示,关节炎造模使小鼠骨关节受到显著破坏,产生骨质损伤;IL17A抗体可显著逆转骨关节损伤HE染色结果显示,CIA造模造成了小鼠踝关节之严重损伤和大量炎症细胞浸润,而IL17A抗体给药逆转了损伤和炎症反响;使用甲苯胺蓝染色分析踝关节软骨情况显示,模型组小鼠踝关节软骨局部缺失且密度不均,而抗体组小鼠软骨未见显著损伤.图8:H&E染色结果显示造模关节炎小鼠关节腔病变、异常增生严重,炎症细胞大量浸润;甲苯胺蓝染色结果显示小鼠关节软骨受到明显损伤;IL17A抗体可以显著之逆转上述关节炎相关之病理变化多发性硬化〔MS〕及动物模型多发性硬化〔multiple sclerosis, MS〕就是壹种以中枢系统炎性反响脱髓鞘疾病为其主要病理特征之罕见中枢神经类自身免疫性疾病,多发于20-40岁中年人群,女性患者较多,国内每十万人发病率约为.多发性硬化存在反复发病之特点,难以治愈,临床表现为肢体无力导致之偏瘫、截瘫或肆肢瘫痪,感觉异常,眼部异常,共济运动障碍等,严重影响患者生存质量并威胁临床尚无特效药物,常以皮质类固醇为主要治疗手段,辅以血浆置换等方式进行.科学研究中,常以实验性自身免疫性脑脊髓炎模型〔Experimental Autoimmune Encephalomyelitis,EAE〕进行多发性硬化机理及相关药物研发之研究.实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)模型在C57BL/6小鼠上,使用弗氏完全佐剂〔CFA〕乳化抗原肽MOG35-55,通过皮下注射诱导小鼠发生免疫反响,在注射MOG后2小时和48小时两次腹腔注射百日咳毒素〔PTX〕增加血脑屏障通透性,即可构建EAE模型.a. 临床评分通常免疫后9天小鼠出现尾部无力,后肢瘫痪,共济失调等中枢神经系统损伤引起之病症,于17-21天临床评分到达最大值.阳性药IL17A抗体可明显抑制发病病症,降低临床评分,改善小鼠发病造成之体重下降.图9:在使用MOG免疫小鼠之后,小鼠在9-21天内脑脊髓炎评分显著上升;随疾病进展体重也出现明显下降;IL17A抗体给药可逆转脑脊髓炎之开展b. 组织病理学检查实验终点收集脑和脊髓用于HE染色.结果显示,模型组脑组织有大量炎性细胞浸润,皮质区胶质细胞增生,海马区锥体细胞空泡变性;脊髓组织小胶质细胞增生,神经纤维脱髓鞘;而阳性药抗体可改善脑和脊髓之脱髓鞘和炎性细胞浸润.图10:H&E染色结果显示,造模小鼠之脊髓和脑组织中大量炎性细胞浸润,结构遭到破坏;IL17A抗体那么可逆转上述病理变化归纳总结自身免疫性疾病为危害人类健康之壹大类疾病,虽多数不具有直接致命性,但会对患者之生存质量产生严药物研发有赖于可靠之动物疾病模型模拟病症、探索机理以至于评价潜在药物之疗效.成都先导药物开发股份〔"成都先导〞〕内部管线致力于肿瘤、炎症/免疫等疾病领域之新药研发.依据内部研发需求,上述疾病模型都已成功建立并有力支持了内部工程IL-17A及JAK家族等免疫相关靶点之抑制剂药效评价,并伴随开展了作用机制和PD/PK相关研究工作,数个工程已经进入先导化合物优化阶段,有望不久将来获得临床候选化合物.除支撑公司内部管线外,这些模型筛选和药效评价也可通过各种合作形式,为外部伙伴提供药效评价效劳.除上述疾病和模型外,常见之自身免疫疾病模型如模拟炎症性肠病〔IBD〕之DSS诱导之小鼠溃疡性结肠炎模型,模拟支气管哮喘等疾病之小鼠/大鼠OVA哮喘模型等均在持续建立中,敬请关注和交流.。

实验动物的选择和应用

实验动物的选择和应用

一、名词解释1、疾病动物模型:是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。

2、自发性疾病动物模型:未经任何有意识的人工处置,在自然状况下所发生的疾病称之为自发性疾病动物模型。

3、诱发性疾病动物模型:以物理的、化学的或生物的致病因素造成动物组织、器官或全身一定的损害,出现类似人类疾病的功能、代谢或形态结构方面的改变称之为诱发性疾病动物模型。

4、免疫缺陷动物:由于先天性遗传突变或用人工方法造成免疫系统某种或多种成份缺陷的动物。

5、转基因动物:用实验方法将外源基因稳定地整合到动物细胞的基因组中,并能稳定地表达并遗传给下一代的动物称之为转基因动物。

6、标准化的实验动物,标准化动物是指遗传背景明确或来源清楚的,对其携带的微生物实行控制,模型性状显著且稳定的动物。

7、动物实验结果的外推:医学研究中,动物模型、动物实验都是为人服务的,一切动物模型和动物实验结果都要外推到人身上去,这就是动物实验结果的外推。

8、自发性肿瘤模型:这是一类不经人工处置而自然发生的动物肿瘤模型,其发病类型、发病率均随实验动物的品种、品系等不同而不同。

9、移植肿瘤模型:动物接种一定数量的肿瘤细胞(皮下、腹腔、静脉、颅内等),甚至是无细胞滤液(病毒性肿瘤)后,几乎在相同的时间内一群动物患同样的肿瘤,其成功率接近100%。

二、是非题(下列试题中正确的用(√)号错误的用(×)号)1、研究人类疾病可选择在生物进化过程中与人类接近的非人类灵长目,如猴、猩猩、狒狒、长臂猿等。

(√)2、研究人类疾病只能选择在生物进化过程中与人类接近的非人类灵长目,如猴、猩猩、狒肌长臂猿等。

(×)3、猕猴的生殖生理非常近似于人,月经周期也是28天,可用于生殖生理、计划生育及避孕药研究。

(√)4、小鼠的生殖生理非常近似于人,月经周期也是28天,可用于生殖生理计划生育及避孕药研究。

(×)5、狗具有发达的血液循环和神经系统,其消化生理、毒理和对疾病的反应都和人类近似,适于作生理学、营养学、药理学、毒理学、行为学和外科手术学上的研究。

高级动物生理学 6人类疾病动物模型xiugai

高级动物生理学 6人类疾病动物模型xiugai

优点:制作方法简便,实验条件比较简单, 优点:制作方法简便,实验条件比较简单,
其他因素容易控制,短时间内可复制大量的 其他因素容易控制, 动物模型
不足之处:诱发的与自然产生的在某些方 不足之处:
面有所不同。 面有所不同。而且有些人类疾病不能用人工 方法诱发出来。 方法诱发出来。
2.自发性动物模型:指不加任何人工诱发, 2.自发性动物模型:指不加任何人工诱发,在自然条件 自发性动物模型
4.克服复杂因素,增加方法学上的可比性 克服复杂因素,
临床上许多疾病是十分复杂的: 临床上许多疾病是十分复杂的 : 病人并非患有一种疾 有的几种疾病同时并存,即使某单一疾病, 病,有的几种疾病同时并存,即使某单一疾病,由于病人的 年龄、性别、体质、 年龄、性别、体质、遗传以及社会因素对其疾病发生发展都 会有影响,产生不同的效果。而用动物复制的疾病模型, 会有影响,产生不同的效果。而用动物复制的疾病模型,就 可以选择相同品种、品系、性别、年龄、体重、 可以选择相同品种、品系、性别、年龄、体重、健康状态以 及在相同的环境因素内进行观察研究, 及在相同的环境因素内进行观察研究,这样对该疾病及其发 展过程的研究就可以排除其他影响因素, 展过程的研究就可以排除其他影响因素,使得到的结果更加 准确,也可单一变换某一因素,使实验研究的结果更加深入, 准确,也可单一变换某一因素,使实验研究的结果更加深入, 增加了因素的可比性。 增加了因素的可比性。
2.应用动物模型可研究平时不易见到的疾病
平时临床很难见到放射病、 毒气中毒、 烈性传染病、 平时临床很难见到放射病 、 毒气中毒 、 烈性传染病 、 战 伤等疾病,根据实验要求能复制该疾病的动物模型, 伤等疾病,根据实验要求能复制该疾病的动物模型,供研 究使用。 究使用。

常用实验动物模型

常用实验动物模型

【模型评价】
EMP实验利用啮齿类动物对新异环境的探究特性和对高悬敞开 臂的恐惧心理,形成矛盾的心理应激,较好地模拟了焦虑样症状。 该模型操作简单,能够简单直观地反映动物的焦虑状态,是一种 较为成熟经典的焦虑动物模型。
2.创伤后应激障碍(PTSD)
【实验动物】
雄性SD大鼠,200g左右。
【操作方法】
【操作方法】
大鼠每日腹腔注射D-半乳糖400mg/kg,连续8周;小鼠每日 颈背部皮下注射D-半乳糖溶液120mg/kg,连续注射6~8周 (各报道略有不同)。
【模型评价】
使用Morris水迷宫,染色及生化指标等,可测试出该模型小鼠 的学习和记忆缺陷、胆碱能系统变化,以及脑组织神经元的丢失 和线粒体膨胀呈空泡样变性的现象,这与老年动物的生理表现一 致。该模型造价低廉、操作简便、可重复性高、模拟损伤较为全 面。
结扎左侧颈总动脉,同时从右侧颈总动脉放血,可选择在放血 后30min、60min、90min及120min解除左侧颈总动脉结扎, 同时结扎右侧颈总动脉停止放血。可将放出的血液经股静脉输回 体内,以继续观察。
【模型评价】
本手术全部在直观下进行,一边从右侧颈动脉放血,一边将放 出的血液从股静脉输入,既能直接观察,又能方便地控制分流量 和速度,较为实用。
【操作方法】
测试前把动物放于盛水玻璃缸中游泳15min,要确保动物不能 逃脱。15min后将动物取出置于加热的环境(32℃)中干燥 15min,再放回各自的笼子。24h后再次将动物分别放入水缸中, 强迫游泳6min。当动物停止挣扎漂浮在水中,只做必要的轻微 动作保持头在水面上的时候,被认为是不动。记录后4min的不 动时间。在抑郁症的药理学和行为学的干预存在下不动时间将会 明显减少。

常见疾病动物模型在药物研发中的应用优秀课件

常见疾病动物模型在药物研发中的应用优秀课件
➢ 《实验动物管理条例》(国家科委1988年,2号令)第十九条: 应用实验动物应当根据不同的实验目的,选用相应的合格实验动物。申报
科研课题和鉴定科研成果,应当把应用合格实验动物作为基本条件。应用不合 格实验动物取得的检定或者安全评价结果无效,所生产的制品不得使用。
➢ 《四川省实验动物管理暂行办法》(川科财〔2013〕25号)第十二条: 与实验动物有关的科研立项、结题验收、科技成果鉴定和评奖,进行检定
所用动物
肿瘤的病毒病原 胰岛素 休克治疗 抗细菌药物(百浪多息) 心肺旁道器 小儿麻痹症疫苗 变性脑病的病毒病原 心脏移植
1910 1921 1927 1935 1953 1954 1965 1967
洛斯 班定 博莱罗克 多麦克 葛明 索尔克 格但斯克 伯纳德
鸡 狗 狗 小鼠 猫 恒河猴 猩猩 狗
二、科研立项、结题对实验动物的要求
常见疾病动物模型在药物研发中的 应用
主要内容
一.实验动物在科研中的地位 二.科研立项、结题对实验动物的要求 三.动物模型选择的基本原则 四.脑缺血疾病动物模型 五.抗肿瘤药物研究动物模型 六.心血管系统疾病动物模型 七.医学科研论文对实验动物的描述要求
一、实验动物在科研中的地位
➢在过去100 年中,68% 的诺贝尔医学奖是使用动物的研究成果。
检验和以实验动物为原料或者载体生产产品的,应当把使用合格实验动物和具 备相应等级的动物实验环境设施作为基本条件。应用不合格的实验动物或者在 不合格的实验环境设施内取得的科学研究、检定、评价的结果无效,相关的科 研项目不得验收、鉴定、评奖,生产的制品不得使用和出售。
三、动物模型选择的基本原则
1. 充分查阅与课题相关的实验动物与动物实验两方面的文献。
2. 尽量选择与人类相似的实验动物。

临床研究中的疾病模型

临床研究中的疾病模型

临床研究中的疾病模型临床研究是医学领域中不可或缺的一环,它的目标是通过科学的实验和观察来增进我们对疾病的理解,并为疾病的预防、诊断和治疗提供有效的依据。

疾病模型,则是用于模拟人类疾病发生和发展的一种方法或系统。

本文将介绍临床研究中常见的疾病模型以及它们在疾病研究中的应用。

一、动物模型动物模型是临床研究中常用的一种疾病模型。

通过对动物进行实验,研究人员可以观察疾病的发生、发展和治疗效果,从而更好地理解人类疾病的本质。

常见的动物模型包括小鼠、大鼠、猪等。

这些动物模型能够模拟人类疾病的某些特征,例如疾病的基因突变、器官损伤等。

通过对动物模型的研究,我们能够获得许多重要的疾病信息,并且为临床治疗提供可靠的参考。

二、细胞模型细胞模型是临床研究中另一种常见的疾病模型。

它通过体外培养的方法,将人类或动物细胞提取出来,然后体外培养并进行相应的实验。

细胞模型能够更加直接地观察和研究疾病的发生和发展机制,探究药物在细胞水平上的作用。

例如,癌症研究中经常使用的肿瘤细胞模型可以用来评估新药物的抗癌效果。

细胞模型虽然无法完全模拟整个人体的复杂情况,但在临床研究中起到了重要的作用。

三、组织模型组织模型是将人类或动物组织细胞在特定条件下培养而成的一种模型。

相比于细胞模型,组织模型更接近真实人体的情况,能够更好地模拟疾病的发生和发展。

常见的组织模型包括器官片段培养、人工器官等。

通过对组织模型的研究,我们可以更深入地了解疾病在组织层面上的机制,并为疾病的治疗和修复提供理论基础。

四、计算模型随着计算机技术的快速发展,计算模型在临床研究中的应用也越来越广泛。

计算模型可以通过仿真、模拟等方法,模拟和预测人类疾病的发生和发展。

例如,流行病学模型可以通过收集和分析大量的患者数据,预测疾病的传播趋势和危险因素。

另外一种常见的计算模型是分子模拟,它可以通过计算机模拟分子间的相互作用,预测特定药物与靶点之间的结合情况。

计算模型的出现为疾病的预防和治疗提供了新的思路和方法。

感染性疾病动物模型的构建和应用

感染性疾病动物模型的构建和应用

感染性疾病动物模型的构建和应用感染性疾病是一类常见的疾病,它们通常由病原体引起,如细菌、病毒、真菌等。

为了更好地研究这些疾病的发病机制、防治措施和药物研发,人们需要构建合适的动物模型来进行实验研究。

一、动物模型的构建构建理想的动物模型是进行感染性疾病研究的基础,它需要考虑多方面因素。

首先,动物广泛存在的能够模拟人类感染的病原体应该被选择。

其次,在选择动物模型时应该考虑动物的解剖生理结构以及生理和免疫反应与人类的相似度。

例如,小鼠和大鼠常被用作小型啮齿类动物模型,因其解剖生理结构与人类相似度较高,且容易养殖和操作。

另外,猴子和豚鼠也经常被用作大型和小型动物模型。

其次,构建动物模型时,需要选取合适的病原体和途径。

对于细菌感染,静脉注射、腹腔注射和皮下注射是常用的途径。

对于病毒感染,常用的途径有喷雾、鼻腔滴注、口服、皮下注射等。

对于真菌感染,静脉注射、胃管注入、鼻腔滴注等途径都能够产生稳定、可重复的感染模型。

最后,动物模型的构建需要保证实验条件的一致性。

例如,注射病原体的剂量,注射部位,口服给药的时间和剂量等应该尽量保持一致,以减少实验误差。

二、动物模型的应用感染性疾病动物模型的应用范围十分广泛,主要包括以下几个方面:1. 发病机制研究通过构建感染性疾病动物模型,研究病原体在宿主体内的生长、定植、侵袭、扩散、感染等过程,阐明疾病的发病机制,为防治疾病提供理论依据。

2. 药物研发通过构建感染性疾病动物模型,研究不同药物对疾病的治疗效果,并筛选出具有较高疗效和较低毒性的抗菌、抗病毒、抗真菌等药物。

3. 疫苗研究通过构建感染性疾病动物模型,研究疫苗对宿主体内病原体的清除能力、免疫保护能力、疗效持续时间等,评价疫苗的安全性和有效性,为疫苗的开发和应用提供技术支持。

4. 临床诊疗通过构建感染性疾病动物模型,分析不同病原体感染引起的疾病临床表现、病理易感性等,为临床诊断和治疗提供参考依据。

5. 疫情预测通过构建感染性疾病动物模型,研究病原体在宿主体内的生长、扩散、传播过程,评估疫情的危害程度和影响范围,为预测和应对疫情提供技术支持。

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(二)近交系大鼠
1、ACI系 雄性大鼠自发性肿瘤发病率: 睾丸肿瘤46%,肾上腺肿瘤16%,脑肿瘤 11%。 2、F344 乳腺癌自发率,雄鼠41%,雌鼠 23%。脑垂体腺瘤雄鼠36%,雌鼠24%。 睾丸间质细胞瘤85%。


3、M520 大于18日龄时,子宫癌12%~50) %,肾上腺髓质瘤65%~85%,脑垂体瘤 20%~40%.
5、子宫颈癌诱发肿瘤模型

雌性小鼠,以附有0.1mgMC的棉纱线结 在动物不麻醉状态下,借助于阴道扩张器 及磨损的弯针,将线穿入宫颈。经右宫角 由背部穿出,使线结固定于宫颈口。线另 一端固定于背部肌肉,缝合皮肤,挂线以 后,同日开始连续注射青霉素2~3天,可 诱发子宫癌。
2)评价和应用:





2)评价和应用: 常用的实验动物为家兔和大鼠。 兔病变部位与人类病变的主要区别: ①兔的病变主要在主动脉弓和心肌内冠状 动脉,而人体的主要病变部位在腹主动脉 和心肌外冠状动脉; ②兔无人体的并发症,产生的损伤更类似 于黄瘤病而不像人的AS;

(2)化学损伤法建立AS模型

1)材料和方法:用3~4个月Wistar雄性大鼠, 一次性腹腔注射维生素D60万U/kg,

2.组织块移植法: (1 )材料与方法: 裸小鼠术前禁食12小时,按照每公斤体 重1.2mg的剂量经腹腔注射速眠新注射液 麻醉,麻醉固定,消毒、腹正中切口,打 开腹腔将小鼠的胃轻柔拉出,眼科剪划伤 大弯胃浆膜面,手术线将 1.5 × 1.5 × 1.5mm的瘤组织块穿透全层缝挂于胃壁上。 缝合腹膜皮肤,精心饲养。
三、移植肿瘤动物模型
以胃癌原位移植为例 1、细胞悬液接种法: 材料方法:裸小鼠术前禁食12小时,按照 每公斤体重1.2mg的剂量经腹腔注射速眠 新注射液麻醉,麻醉固定,消毒、腹正中 切口,打开腹腔将小鼠的胃轻柔拉出,将 培养好的胃癌细胞悬液接种至胃大弯前壁 肌层至黏膜下,每只注射0.1ml。

(2)评价与应用 移植性肿瘤可以使一群动物带有同样的 肿瘤,生长素率一致,个体差异较小,移 植成功率近100%,可以连续传代,对于 宿主的影响也近乎一致。 当前抗癌药物筛选大多数选用移植性肿 瘤模型。

第五节 代谢性疾病动物模型

一、肥胖症动物模型 一般将超过标准体重20%成为肥胖症, 肥胖症的发生与遗传和环境因素有关。
①大鼠饲喂含1%~4%胆固醇、10%猪 油、0.2%甲硫氧嘧啶的高脂饲料,一个月 后出现AS斑块
②雄性小鼠C57BL/6J小鼠饲喂含2%~5% 胆固醇、2%胆酸钠、30%可可脂的高脂饲 料,25周后全部小鼠在主动脉弓和近端冠 状动脉内发生脂质斑块 ③兔每日喂服0.3g胆固醇,4个月可见AS斑 块

第三节 肿瘤动物模型
一、自发性肿瘤模型 实验动物群中不经有意识的人工实验处 置而自然发生的一类肿瘤称之为自发性肿 瘤。 肿瘤实验研究中,一般应当采用高发病 率的实验动物肿瘤模型作为研究对象,低 发病率的肿瘤模型可作为对照组。

(一)近交系小鼠
Nhomakorabea1、A 和 A/He 系 :雌性乳腺癌发病率为 30%~80%。 2、BALB/c系 肺癌发病率雌性26%,雄性29% 3、AKR高发白血病品系,淋巴性白血病发病率: 雄性:76%~90%雌性68%~90% 4、C3H系:乳腺癌发病率为97%,雌鼠乳汁中 有乳腺癌致病因子。 5、C58系高发白血病,淋巴性白血病发病率为 95% 6、129/ter Sv亚系 睾丸畸胎瘤发病率为30%, 多发于怀孕的12~13天。

第六节免疫性疾病动物模型

1、免疫功能低下症动物模型
环磷酰铵(cyclophosphamide,Cy)是强免 疫抑制剂,常作为抗癌药物和免疫制剂在临床广 泛使用,但在杀伤癌细胞的同时也明显损害快速 增殖的正常细胞。特别对免疫系统和造血功能产 生严重的损害。 环磷酰铵主要破坏DNA的结构和功能,进而 抑制DNA复制和蛋白质合成,抑制细胞分裂, 致使免疫功能低下。

(二)金硫葡萄糖(GTG)诱导小鼠肥胖模 型 GTG腹腔注射成年小鼠,致小鼠“饱 中枢”的腹侧正中核受损,小鼠VMH的苍 白球的细胞、神经纤维网和血管遭受破坏, 引起肥胖。

(1)材料方法: 体重20-24g雄性小鼠 禁食16小时后, 一次腹腔注射GTC800mg/kg在给GTC后 两周,其棕色脂肪组织的合成是对照组的 两倍,随后降至正常水平
第五章 常用疾病动物模型和医学 应用
病理生理教研室 宣成睿
第一节 疾病动物模型是医学创新 研究的工具

1.概念
人类疾病动物模型(animal model of human disease)是医学科学研究中建立起来的模拟人类 疾病表现的动物,是研究人类疾病的常用手段和最为有 效的实验材料。



(1)对可疑致癌因素进行验证,体内实验中能 否诱发肿瘤是环境因素致癌与否的最终确定指标。 (2)诱发肿瘤的过程中可以观察每个阶段组织 细胞的变化,为肿瘤的的发生发展机制研究提供 了材料和方法。 (3)在致癌物质诱发肿瘤的过程中对肿瘤发生 进行干预实验是研究肿瘤预防和治疗的方法。 (4)是移植性肿瘤模型的瘤源。

3.心肌缺血动物模型
1)材料和方法:常用小型实验动物为大 鼠、兔,大型动物为犬、猪为主。 造模方法:开胸法和不开胸法 开胸法:利用结扎或电刺激的方法使冠状 动脉腔缩小或完全闭合; 不开胸法:指介入栓塞,利用线栓或球囊 深入到堵塞的冠状动脉分支中,阻塞血管, 使心肌缺血或梗死。

评价模型的主要指标:

(2)评级应用: 优点:用药量少、价廉。快速成模,成模 率高 缺点:大剂量的AIX可导致大规模的肝肾 组织中毒性损伤。使动物酮症酸中毒死亡。

2、链脲佐菌素(streptozoticin,STZ) STZ是目前使用最广泛的糖尿病动物 模型化学诱导剂,能干扰葡萄糖转运,诱 导葡萄糖激酶的功能,诱导DNA双链断裂。
2、诱发鼻咽癌动物模型

常用大鼠鼻腔皮下注射硝基哌嗪 (DNP)、二甲基胆蒽 (MC)等诱癌剂。 取体重120克左右大鼠,乙醚麻醉,从前 鼻孔将含有特制的MC插入鼻腔注射。半 年以上或者动物死亡时,鼻咽部做病理连 续切片,发癌率可达60%以上。
4、大肠癌诱发动物模型
(1)二甲肼(DMH)诱发小鼠大肠癌: 用18~20g的KM小鼠,将DMH配成0.4% 溶液,并用NaHCO3将PH值调到6.5-7.0, 给小鼠颈部皮下注射DHM 20mg/kg。连 续注射20次,可发生大肠癌。

2、高血压(hypertensive disease)动 物模型

(1)内分泌型高血压大鼠模型
1)材料与方法:SD大鼠100~150克,3%戊巴比 妥钠腹腔注射,腹部正中切口进行左肾切除。术 后大鼠用去氧皮质酮醋酸盐(DOCA)50mg/kg 皮下注射,每日一次,每周给药五天,共五周, 同时饮用1%氯化钠溶液,停止给药后改普通饮 水。 给药一周后,50%大鼠血压升高,停药后,约 70%形成持久性高血压,收缩压大于160mmHg 者供实验使用。


(1)材料方法:是用小剂量STZ和福氏完 全佐剂(CFA),正常饮食条件下,每只 大鼠腹腔内注射0.5mlCFA,次日按照 25mg/kg体重,腹腔内注射STZ溶液每周 一次,连续三周重复上诉步骤,第三周成 模率可达87.5%
(2)评价应用: STZ价格较贵,但是模型稳定,一般不 表现自发性缓解。 采用多次小剂量注射,与其他免疫药联 用、与特殊膳食共同诱导等方法,均可有 效模拟糖尿病的病程及发病原理,并井底 动物的死亡率。
2)评价和应用:

该模型为内分泌性高血压模型,是 一种继发性高血压模型,与人类高血 压模型中的原发性醛固酮增多症相似。 所以可用于原发性醛固酮增多症所知 高血压的研究。
(2)饮食诱导高血压大鼠模型

1)材料与方法:SD大鼠160~180克,饲喂含 66%果糖、12%脂肪、22%蛋白质的高果糖饲料, 饮水含蔗糖10%。饲养四周后即可成模。 2)评级和应用:该高血压大鼠同时有胰岛素抵 抗及高胰岛素血症,故可广泛用于高血压合并胰 岛素抵抗的研究。

(2)甲基亚硝基胍(MNNG)诱发大
鼠大肠癌

选用18周龄的Wister大鼠,雌雄不限, 将MNNG用33%乙醇配成0.67% MNNG乙 醇溶液。用磨平的腰椎穿刺针头(长度 16cm)由肛门插入大肠7~8cm(相当于 结肠左曲处),每次注入0.3ml(相当于 MNNG2mg)每周两次,共25次大肠癌诱 发率为93%,肿瘤密集于距肛门3~6厘米 的结肠处。
(2)评价应用: GTC小鼠的显著特点是肥胖和多食。 GTC产生肥胖的主要原因是TG合成增加和 脂肪酶活性降低。此种方法可用于探讨中 枢性肥胖机制。
二、糖尿病动物模型
(一)手术性糖尿病模型的建立 (1)材料方法: 选取犬、家兔或大鼠。全部切除胰腺, 可制成无胰腺型糖尿病动物模型。但需要 补充外源性胰岛素。



注射3天后的内皮细胞有短突起凸向官腔,细胞 内有大小不等的空泡, 18天后有平滑肌增生,内弹性膜断裂,胶原纤维 增多, 34天后平滑肌细胞从弹性断裂处伸入,有些平滑 肌细胞成为泡沫细胞,整个病理变化过程与AS 病理变化相似
2)评价和应用: 维生素D诱发动脉粥样硬化主要是通过 诱发破坏动脉管壁内皮细胞的完整性,有 利于血浆脂质对管壁侵入和损伤,从而形 成动脉硬化。 该造模方法具有操作简便、可靠、成功 率高、成本低等优点。对AS的发病机制及 药物疗效评价等多方面具有广阔前景。

(2 )评价应用: 在行胰腺大部切除(一般80%~90%) 后,残存的胰岛受到高糖饮食刺激后使胰 岛B细胞功能衰竭,形成永久性糖尿病。

或者结扎胰管加高糖饮食,使胰岛形 成明显的退行性变而形成糖尿病。
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