动物模型
动物模型的概念
动物模型的概念动物模型是指利用动物作为研究对象,以模拟人类疾病或生理过程的实验方法。
在医学、生物学和药物研发等领域,动物模型被广泛应用于疾病机制研究、药物筛选和治疗效果评估等方面。
通过对动物模型的研究,科学家们可以更深入地了解疾病的发生机制,寻找新的治疗方法,并评估治疗效果。
动物模型的应用起源于古代。
早在公元前400年,亚里士多德就开始使用动物进行实验研究。
而现代动物模型的建立则主要始于20世纪。
在之后的几十年里,科学家们不断开发和完善各种动物模型,以满足不同领域的研究需求。
常见的动物模型包括小鼠、大鼠、猪、狗、猴等。
选择哪种动物模型取决于研究目的和所研究的疾病或生理过程的特点。
例如,小鼠是最常见的动物模型之一,其具有生育力强、寿命短、易于育种等优点,非常适用于基因功能研究和药物筛选。
而猪则因其解剖结构和生理功能与人类较为相似,成为心血管疾病、消化系统疾病等研究的理想模型。
动物模型的建立需要经过严格的实验设计和伦理审查。
在进行动物实验之前,科学家们必须制定详细的实验方案,确保实验目的明确、实验过程严谨,并保证动物的福利不受伤害。
伦理审查委员会会对实验方案进行评审,并根据动物福利法规对实验进行监督。
动物模型的优缺点需要充分考虑。
虽然动物模型在科学研究中具有重要的地位,但也存在一些限制。
首先,动物模型与人类生物学和疾病机制存在差异,因此研究结果可能无法完全适用于人类。
其次,动物模型的建立和维护需要大量的时间、金钱和资源。
此外,动物实验也涉及伦理和道德问题,需要权衡动物利益与科学研究的价值。
近年来,随着生物技术的进步,越来越多的替代方法被用于替代或减少动物实验。
例如,体外细胞实验、计算机模拟和人体器官芯片等技术的发展,为人类疾病研究提供了新的途径。
然而,目前这些替代方法仍然无法完全替代动物模型,仍需依赖动物模型进行深入研究。
总的来说,动物模型作为一种重要的研究工具,对于疾病机制研究、药物研发和治疗效果评估都具有重要意义。
动物模型
②移植性肿瘤的来源及常用动物 诱发性肿瘤、自发肿瘤、各种人和动物肿 瘤组织培养的细胞系。移植到免疫缺陷动物 或裸鼠身上。
常用肿瘤模型:鼻咽癌CNE-1、食管癌Eca-109、胃癌 MGC-803、肠癌CL-187和HCT、肝癌BAL-7402和 BAL-7721、肺癌A-549及ANIP-973、前列腺Pc-3m、 成骨肉瘤OS-732、乳腺癌B-37和MCF-7、卵巢癌 OVCAR-3、宫颈癌Hela等
1、实验动物自发肿瘤模型, ①概念 :自发性肿瘤是动物没有经过人为的控 制和处理而自生的肿瘤 ②种类:
最多的动物是小鼠,国际公认的有250多个 。C3H系、 A 系、C57系。乳腺肿瘤、肺肿瘤、肝肿瘤、白血病等。大鼠品系 有130多种。有Wistar、SD、F344。自发瘤以肉瘤居多。大鼠 容易诱发肝癌。
3、高血压病动物模型 • 动脉收缩压和(或)舒张压升高,并常伴有 心、脑、肾和外周血管功能性或器质性改变 的全身性疾病。 • 常选用犬和大鼠,有时猪、猴、羊等。 • 实验性高血压通常以刺激中枢神经系统反 射性而成,或注射加压物质以及分次手术结 扎肾动脉,诱发肾原性高血压。
• SHR是良好的模型。 ①遗传因素占主要地位; ②在高血压早期无明显器质性改变; ③血压升高随年龄增加而加剧; ④紧张刺激和大量食盐等环境因素加重高 血压的发展; ⑤血压上升早期或高血压前期有高血流动 力学的特征; ⑥发生继发性心血管损害,出现心脑肾合 并症。 GH、SHRSP、STR等
常见模式生物:植物遗传研究的代表——拟南芥
点燃基因工程的先行者——大肠杆菌 食品与酒香催生了现代分子生物学——酵母
奠定现代发育生物学里程碑的海洋中刺客——海胆 现代生物医学中的新贵族——斑马鱼 丑陋的爪蟾变成发育生物学的王子——非洲爪蟾
实验动物模型设计原则
实验动物模型设计原则全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:实验动物模型设计原则是指在科学研究中利用动物进行实验时,设计合理的动物模型以保证实验结果的准确性和可靠性的原则。
在设计动物模型时,需要考虑到动物的种类、数量、性别、年龄、体重等因素,以及实验目的、方法和流程等因素。
下面将详细介绍实验动物模型设计的原则。
一、选择合适的动物种类在设计动物模型时,首先需要选择符合实验要求的动物种类。
不同的实验需要不同的动物种类,如小鼠、大鼠、猪、猫、狗等。
选择动物种类时需要考虑到动物的生理特征、行为特征、易于处理的程度、成本等因素,以保证实验的准确性和可靠性。
二、确定合适的动物数量在设计动物模型时,需要确定合适的动物数量。
动物数量的确定需要考虑到实验的目的、实验的统计学要求、实验的时间和成本等因素。
通常情况下,实验动物的数量应该足够大以确保实验结果的可靠性和统计学意义。
四、注意动物的生活质量和福利在设计动物模型时,需要注意动物的生活质量和福利。
实验动物应该得到良好的饲养环境和适当的饲料,以确保它们的健康和舒适。
应该减少对实验动物的痛苦和苦难,确保动物的福利。
五、避免不必要的动物实验在设计动物模型时,需要避免不必要的动物实验。
不应该进行无关紧要或冗余的动物实验,以免浪费动物资源和造成不必要的伤害。
应该充分考虑实验设计和实验方法,以减少对动物的实验数量和强度。
六、确保实验的可重复性和可比性在设计动物模型时,需要确保实验的可重复性和可比性。
实验应该具有较高的稳定性和可再现性,以便其他研究者能够复制实验结果。
应该充分考虑实验的控制变量和实验的质量控制,以确保实验结果的可信度。
七、密切关注实验动物的行为和生理指标在设计动物模型时,需要密切关注实验动物的行为和生理指标。
应该充分了解动物的行为特征和生理状态,以确保实验结果的准确性和可靠性。
应该选择合适的实验方法和技术手段,以评估动物的行为和生理指标。
实验动物模型设计是科学研究的重要环节之一,对实验结果的准确性和可靠性起着至关重要的作用。
二十种常见实验动物模型
二十种常见实验动物模型一、缺铁性贫血动物模型缺铁性贫血(irondeficiencyanemia,IDA)是体内用来合成血红蛋白(HGB)的贮存铁缺乏,HGB合成减少而导致的小细胞低色素性贫血,主要发生于以下情况:(1)铁需求增加而摄入不足,见于饮食中缺铁的婴幼儿、青少年、孕妇和哺乳期妇女。
(2)铁吸收不良,见于胃酸缺乏、小肠粘膜病变、肠道功能紊乱、胃空肠吻合术后以及服用抗酸和H2受体及抗剂等药物等情况。
(3)铁丢失过多,见于反复多次小量失血,如钩虫病、月经量过多等。
IDA是一种多发性疾病,据报道,在多数发展中国家,约2/3的儿童和育龄妇女缺铁,其中1/3患IDA,因此,研究IDA的预防和治疗具有重要的意义。
在这些研究中,缺铁性贫血的动物模型(AnimalmodelofIDA),又是实施研究的基础工具。
常见的IDA动物模型的构建技术如下:实验动物:一般选用SD大鼠,4周龄,雌雄不拘,体重65g左右,HGB$130g/L。
建模方法:低铁饲料加多次少量放血法。
低铁饲料一般参照AOAC 配方配制,采用EDTA浸泡处理以去除饲料中的铁,饲料中的含铁量是诱导SD大鼠形成缺铁性贫血模型的关键,现有研究表明,饲喂含铁量<15.63mg/Kg的饲料35天,SD大鼠出现典型IDA表现,而饲喂含铁40.30mg/Kg的饲料SD大鼠出现缺铁,但并不表现贫血症状。
建模时一般采用去离子水作为动物饮水,以排除饮水中铁离子的影响。
少量多次放血主要用于模拟反复多次小量失血导致的铁丢失,还可以加速贫血的形成。
放血一般在低铁饲料饲喂2周后进行,常用尾静脉放血法,1〜1.5ml/次,2次/周。
模型指标:(1)HGBW100g/L;(2)血象:红细胞体积较正常红细胞偏小,大小不一,中心淡染区扩大,MCV减小、MCHC降低;(3)血清铁(SI)降低,常小于10umol/L,血清总铁结合力(TIBC)增咼,常大于60umol/L。
需要指出的是,以上模型不能用于铁吸收不良相关IDA的防治研究。
实验动物学——第七章动物模型
4.生物医学动物模型(Biomedical Animal Model) 生物医学动物模型是指利 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。兔甲状旁腺分布比 较分散,位置不固定,有的附着在主动脉弓附近,摘除甲状腺不影响甲状旁腺功 能,是摘除甲状腺实验较理想的动物模型;如沙鼠缺乏完整的基底动脉环,左右 大脑供血相对独立,是研究中风的理想动物模型;鹿的正常红细胞是镰刀形的, 多年来被供作镰刀形红细胞贫血研究;兔胸腔的特殊结构用于胸外手术研究比较 方便。但这类动物模型与人类疾病存在着一定的差异,研究人员应加以分析比较。
诱发性动物模型的特点在于制作方法简便,实验条件容易控制,复制的模型 符合研究目的,短时间内可以复制大量的动物模型,特别适用于药物筛选。但其 不足之处是诱发性动物模型与自然疾病存在着某些不同,例如诱发性肿瘤与自发 性肿瘤对抗癌药物的敏感性不同。而且有些人类疾病不能用人工方法诱发成功。
2.自发性动物模型(Spontaneous Animal Model) 自发性动物模型是指实验 动物未经任何人工处置,动物自然发生的疾病,或由于基因突变,通过遗传育种 保留下来的动物模型。主要包括突变系的遗传疾病模型和近交系的肿瘤疾病模 型。
(1)遗传疾病动物模型。 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,如裸鼠、肥胖小鼠、高血压小鼠等。
(2)肿瘤疾病动物模型。 近交系肿瘤动物模型随实验动物种属、品种不同, 肿瘤的发生类型和发病率有很大差异。
实验动物模型—实验动物模型设计
动物模型的设计原则
4、适用性和可控性
动物模型复制时应尽量考虑到今后临床应用和便于 控制其疾病地发展,以利于研究地开展。
如:
雌激素能终止大鼠和小鼠终止早期妊娠;但不能 终止人的妊娠;因此,选用雌激素复制大鼠和小鼠 终止早期妊娠的模型是不适用的。
实验动物学
动物模型的设计原则
5、易行性和经济性
模型应适用于多数研究者使用,容易复制,实验中 便于操作和采集各种标本。
所以:
首选饲养员比较熟悉的且便于饲养的动物作物研究对象, 动物来源丰富,多胎分娩(有益扩大样本和重复实验)。 慢性动物疾病模型,动物须有一定的生存期,便于长期观察。
实验动物学
动物模型设计注意事项
3、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。
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、标准的实验操作。
实验动物学
动物模型的设计原则
3、可靠性
复制的动物模型应该力求可靠地反映人类疾病, 即可特异性地、可靠地反映某种疾病或某种机能、代 谢、结构变化,应具备该种疾病地主要症状和体征, 经化验或X光照片、心电图、病理切片等实证。
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、进化程度高的动物模型。
实验动物学动物模型设计注源自事项6、正确地评估动物疾病模型
模型实验结论的正确性只是相对的,最终必须 在人体上得到验证。
实验动物学
盲目使用近交系动物会导致不能控制的因素进入实验。
如:
自发性糖尿病大鼠,如Wistar鼠,除具有糖尿病临床 特征外,还发现多种病理变化(甲状腺炎、恶性淋巴瘤 等),不能盲目使用。
动物模型ppt课件
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
根据中药理论:解表药动物模型、清热药动物模型、 泻下药动物模型…
(一)相似性 (二)重复性 (三)可靠性 (四)适用性和可控性 (五)易行性和经济性
(一)遗传性疾病 裸鼠、癫痫小鼠、高血压大鼠、青光眼兔 (二)近交系自发性肿瘤 乳腺肿瘤:C3H 淋巴瘤:AKR
肿瘤移植瘤模型在肿瘤基础研究中的意义 添加人为因子(致突变剂,癌基因,药物等)观察肿瘤病因
及机理和治疗。 建立肿瘤细胞株:提供大量肿瘤组织供分析。
肿瘤移植瘤模型在临床肿瘤学中的意义 诊断和预后 :建立平行模型,明确诊断和跟踪预后。 个体化疗有效试验:对于晚期和复发肿瘤有重要意义。 药物有效的标准:1.肿瘤不生长;2.肿瘤生长缓慢;3.肿瘤
1.自发性动物模型 2.诱发性性动物模型 3.抗疾病型模型 4.生物医学动物模型
是是指指实研验究动者物通未过经使任用何物 有理意的识、的化人学工的处、置生,物在的 自和然复情合况的下致所病发因生素的作疾用 是病指于。特动或定物由的,于疾造给病成予动突物变组的织、 不异会器常在官表某或现种全通动身过物一遗定传的育损种害, 身手上是出段发指现保生利某留。用些下健类来康似的动人动物类物的疾模病 型生时物的血功特能征、来代提谢供或与毒使 人动类物疾患病相相应似的的传表染现病。 的疾病模型。
和纯系BALB/C,C3H,C57BL/6小鼠交配,不断选育,获得了三 种近交系鼠(Inbred Nude Mice)新种。 裸鼠自发现以来,广泛应用于肿瘤学、免疫学和病毒学等多个 学科的研究。
(1)一般特点
纯合子突变裸鼠(nu/nu)主要表现为无毛以及胸腺缺陷。 杂合子小鼠(nu/+)各方面表现正常。
动物模型
DBA/2
声音
100%发生听源性癫痫
C57
声音
不发生听源性癫痫
年龄和体重的影响: 动物的寿命差异较大,解剖生理特征和反 应随年龄而明显变化,一般幼龄动物比成年动 物敏感,应根据实验要求,选择相应年龄的动 物复制模型(健康动物年龄与体重有相关)。
性别因素的影响: 同种、同品系,不同性别的动物,对某些 反应不一致。 麦角新硷
(2)昼夜不同的影响
实验动物的体温、血糖、基础代谢的、
内分泌等随昼夜的不同呈有节律的变化,
在复制模型时要注意昼夜不同对模型的影
响。
(3)麻醉深度的影响 不同的麻醉药、剂量对动物麻醉效果
有差异,这种差异会影响模型的复制。
(4)手术技巧的影响
手术熟练,将减少对动物的刺激,损伤和出血
能提高模型的成功率。 (5)实验给药的影响 给药途径、剂量和熟练程度不同会对造模产生 影响。
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、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。
适用性和可控性: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,以利于开展研究工作。 易行性和经济性:动物选择、复制方法、指标检测。
动物模型的评估:
其他因素容易控制,短时间内可复制大量的
动物模型 不足之处:诱发的与自然产生的在某些方面 有所不同。而且有些人类疾病不能用人工方 法诱发出来。
自发性动物模型:指不加任何人工诱发,在自然条件下 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。其中包括近交系
的肿瘤疾病模型和突变系的遗传性疾病模型。突变系的
癌物作用过的器官、组织移植于同种或同种系裸鼠皮下进行 肿瘤的重复实验。
动物模型
4.适用性和可控性
▲ 复制动物模型时还应考虑到临床用的实验动物,可用于多种药理毒理的
实验研究;但不是适用于所有的研究。如:大鼠、小鼠因 对革兰氏阴性菌有较高的抵抗力,作实验性腹膜炎不适用, 不容易造成腹膜炎。
▲ 有的动物对某一致病因子特别敏感,实验中无法控制,
自发性动物模型:Nc/Nga小鼠自发性皮炎(Atopic Dermatitis,AD);大鼠自发性高血压( Spontanous hypertensive rat,SHR);犬的自发性类风湿关节炎 (Rheumatoid arthritis,RA)等与人类疾病相似,是很好
的动物模型,但不可多得。
◆
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。
旋体引起的肺出血动物模型。
—— 复合因素:以上3种诱发动物模型的因素都是单一的,有些
疾病模型应用单一因素诱发难以达到实验的要求,必须使用多
种复合因素诱导才能复制成功,这些动物模型的复制往往需要 时间较长,方法比较繁琐,但其与人类疾病比较相似。
如复制大鼠或豚鼠慢性支气管炎动物模型可使用细菌加寒
冷方法或香烟加寒冷,也可使用细菌加二氧化硫等方法来复制; 以四氯化碳(40%棉籽油溶液)、胆固醇、乙醇等因素复制大鼠肝 硬化动物模型;以二甲基偶氮苯胺和60Co射线方法复制大鼠肝 癌动物模型。
◆ 应用化学物质复制动物模型,如应用羟基乙胺复制大鼠急性十二指
动物模型的制作方法
动物模型的制作方法
1. 嘿,咱先来说说纸浆模型的制作呀!就像捏面团一样,把纸泡软了弄成纸浆,然后捏出你想要的动物形状。
比如说做个小兔子,给它捏出长耳朵和圆滚滚的身体,多有意思呀!你不想试试吗?
2. 还有超轻黏土,哎呀,那可太好玩了!就跟玩泥巴似的,把它揉一揉、搓一搓,就能做出各种小动物啦。
你看看,做只小猫咪呀,揉揉小脑袋,拽拽小尾巴,是不是特别简单?
3. 利用铁丝来做模型也很棒呢!把铁丝拗成动物的大致形状,就像是给动物搭了个骨架子。
好比做只小鸟,拗出翅膀和尖尖的嘴巴,厉害吧?还不快点动手?
4. 木板雕刻也很有意思哟!拿着小刻刀在木板上慢悠悠地刻呀刻,就能刻出一只威风凛凛的老虎呢!是不是很神奇?
5. 塑料泡沫也能派上用场呢!把泡沫切割、拼接,就像搭积木一样做出动物模型。
想象一下用它做只小狗,那得多可爱呀!
6. 面团也能当材料哦!揉好面团,然后发挥你的想象力,捏出各种萌萌的小动物。
做个小刺猬呀,给它身上扎满“刺”,多好玩!
7. 最后说个厉害的,3D 打印!哇塞,这个可高科技啦,把设计好的模型输入机器,它就能给你打印出一个逼真的动物模型来。
就像变魔术一样,能打印出一只栩栩如生的大象呢!难道你不想拥有一个这样的模型吗?
我的观点结论就是:动物模型的制作方法多种多样,每一种都很有趣,都能让你发挥自己的创造力和想象力,赶快选择一种适合你的方法去尝试吧!。
动物模型制作方法
动物模型制作方法
动物模型是生物学、医学等领域的重要研究工具,可以模拟动物体内的生理过程和疾病状态,为科学家提供了更深入的研究手段。
下面介绍一种制作动物模型的方法。
材料准备:
1. 动物标本(如小鼠、大鼠等)
2. 硅胶
3. 硬化剂
4. 剪刀
5. 手套
6. 容器
步骤:
1. 准备好动物标本,并用剪刀将其头部、四肢等需要制作的部位分离
出来。
2. 将硅胶和硬化剂按比例混合在容器中,搅拌均匀。
3. 戴上手套,将混合好的硅胶涂抹在需要制作的部位上,厚度约为3-
5毫米。
4. 将分离出来的动物部位放置在涂有硅胶的位置上,并轻轻按压使其
贴合。
5. 等待硅胶完全干燥(时间根据环境温度和湿度而定),通常需要
24-48小时。
6. 干燥后,用剪刀或刀片沿着硅胶边缘将其割开,取出动物标本部位。
7. 将硅胶模型放置在容器中,倒入石膏或其他材料,使其填充硅胶模
型的空腔。
8. 等待石膏干燥后,将硅胶模型撕掉,得到动物模型。
注意事项:
1. 使用硅胶时要戴手套,避免接触皮肤。
2. 制作过程中要注意卫生和安全,避免材料误入口中或眼睛等敏感部位。
3. 切勿将硅胶涂抹在动物标本的毛发上,以免影响质量和效果。
4. 制作动物模型时要根据实际需要选择合适的材料和工具,并严格按照操作步骤进行操作。
动物模型的分类动物模型的分类按产生原因分类自发性动物
动物模型的分类动物模型的分类一、按产生原因分类(一)自发性动物模型(Spontaneous Animal Models)是指how(event)"class="t_tag">实验动物未经任何有意识的人工处置,在自然情况下所发生的疾病。
包括突变系的遗传疾病和近交系的肿瘤疾病模型。
突变系的遗传疾病很多,可分为代谢性疾病、how(event)" class="t_tag">分子疾病和特种how(event)" class="t_tag">蛋白质合成异常性疾病。
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。
它们为生物医学研究提供了许多有价值的动物模型。
近交系的肿瘤模型随how(event)"class="t_tag">实验动物种属、品系的不同,其肿瘤的发生类型和发病率有很大差异。
很多自发性动物模型在研究人类疾病时具有重要的价值,如自发性高血压大鼠,中国地鼠的自发性真性糖尿病,小鼠的各种自发性肿瘤,山羊的家族性甲状腺肿等。
利用这类动物疾病模型来研究人类疾病的最大优点,就是疾病的发生、发展与人类相应的疾病很相似,均是在自然条件下发生的疾病,其应用价值就很高,但是这类模型来源较困难,不可能大量应用。
由于诱发模型和自然产生的疾病模型是有一定差异的,如诱发的肿瘤和自发的肿瘤对药物的敏感性是不相同的,加之有些人类的疾病至今尚不能用人工的方法在动物身上诱发出来,因此,近年来十分重视对自发的动物疾病模型的开发,有的学者甚至对狗、猫的疾病进行大规模的普查,以发现自发性疾病的病例,然后通过遗传育种,将这种自发性疾病模型保持下来,并培育成具有特定遗传性状的突变系,以供研究。
近年来许多动物遗传病的模型就是通过这样的方法建立的。
在这方面小鼠和大鼠的各种自发性疾病模型开发和应用得最多。
动物模型实验
如何克服动物模型实验的局限性
如何克服动物模型实验的局限性
05
动物模型实验的未来发展趋势与挑战
动物模型实验的新兴技术与创新方法
动物模型实验的新兴技术
• 基因编辑技术:利用CRISPR/Cas9等基因编辑技术,创建具有特定基因缺陷的动物模型 • 生物信息学技术:利用生物信息学技术,分析动物模型实验数据,揭示疾病发生和发展的 分子机制 • 显微成像技术:利用显微成像技术,观察动物模型中的细胞和分子变化,研究疾病的发生 和发展过程
• 选择合适的动物模型:根据研究目的和实验要求,选择具有相似生物学特征和实验操作性 的动物模型 • 优化实验条件:改善实验条件,减少实验误差,提高实验结果的可靠性 • 遵循伦理原则:遵循动物实验伦理原则,保证动物的生存权和福利
如何克服动物模型实验局限性的案例分析
• 癌症研究:选择具有相似生物学特征和实验操作性的小鼠模型,提高癌症研究的准确性和 可靠性 • 神经退行性疾病研究:优化实验条件,减少实验误差,提高神经退行性疾病研究的准确性 和可靠性 • 心血管疾病研究:遵循伦理原则,保证大鼠模型的生存权和福利,提高心血管疾病研究的 顺利进行
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• 生物学研究:通过动物模型实验,研究生物学的过程和机制 • 环境科学研究:通过动物模型实验,研究环境污染物的毒性和作用机制 • 心理学研究:通过动物模型实验,研究动物行为和认知的机制
动物模型(定义、分类及注意事项)
动物模型(定义、分类及注意事项)动物模型是指使用动物作为实验对象来研究人类疾病、药物疗效和生物学机制的科学实验方法。
动物模型在医学研究、药物研发和生物学研究中起着重要的作用。
本文将从定义、分类和注意事项三个方面对动物模型进行详细介绍。
一、定义:动物模型是指使用非人类动物作为研究对象,通过对动物进行实验操作,模拟和研究人类疾病、药物疗效、生物学机制等问题的科学研究方法。
动物模型可以帮助科学家们更好地理解人类疾病的发生机制,评估新药的疗效和安全性,推动医学和生物学的发展。
二、分类:1. 哺乳动物模型:包括小鼠、大鼠、猫、狗、猪、猴等哺乳动物。
哺乳动物模型在医学研究中应用广泛,因为哺乳动物与人类在基因、生理、解剖等方面有较高的相似性,可以更好地模拟人类疾病。
2. 禽类模型:如鸟类模型,主要用于研究鸟类特有的疾病和生物学机制。
3. 无脊椎动物模型:如果蝇、线虫等无脊椎动物模型,由于其生命周期短、繁殖快以及基因组简单等特点,被广泛应用于生物学研究,尤其是基因功能的研究。
4. 鱼类模型:如斑马鱼、鲈鱼等鱼类模型,主要用于研究鱼类特有的疾病和生物学机制。
三、注意事项:1. 遵循伦理规范:在进行动物实验时,必须遵循伦理规范,确保动物的福利和权益不受损害。
研究人员应该尽量减少动物数量,采取无创伤性的实验方法,以及提供良好的饲养条件和环境。
2. 合理选择动物种类:选择合适的动物种类是进行动物模型研究的关键。
应根据研究目的和需要选择与人类相似度高的动物模型,以确保实验结果的可靠性和可重复性。
3. 控制实验条件:在动物实验中,需要严格控制实验条件,如温度、湿度、饲养环境等,以减少实验误差对结果的影响。
4. 数据准确性和可重复性:进行动物模型实验时,应确保数据的准确性和可重复性。
实验结果应进行统计分析,并进行多次实验验证,以确保研究结果的可靠性。
5. 替代方法的使用:在进行动物模型实验时,应尽量使用替代方法,如体外细胞模型、计算机模拟等,以减少对动物的使用,并提高实验效率和可行性。
动物模型(定义、分类及注意事项)
动物模型(定义、分类及注意事项)动物模型是科学研究中常用的实验手段之一,通过使用动物作为研究对象,可以更好地了解生物学、医学等领域的知识。
本文将从定义、分类及注意事项三个方面对动物模型进行介绍。
一、定义动物模型是指将动物用于科学研究的实验对象。
通过对动物进行实验观察,科学家可以推断出与人类相似的生理、病理过程,从而为人类疾病的预防、治疗提供理论依据。
动物模型一般包括小鼠、大鼠、猪、狗、猴等。
二、分类动物模型可以根据研究目的的不同进行分类,常见的动物模型主要有以下几种:1. 疾病模型:用于研究特定疾病的发生机制、病理过程等。
例如,研究心脏病可以选择猪、狗等动物建立相应的心脏病模型。
2. 行为模型:用于研究动物的行为特征、学习记忆等。
常用的行为模型有小鼠、大鼠等。
3. 转基因模型:通过基因工程技术将人类疾病相关基因导入动物体内,模拟人类疾病的发生和发展过程。
常见的转基因模型有小鼠、猪等。
4. 药物毒性模型:用于评估药物的安全性和毒性。
常用的药物毒性模型有小鼠、大鼠等。
5. 发育模型:用于研究胚胎发育、器官发育等。
常见的发育模型有小鼠、斑马鱼等。
三、注意事项在进行动物模型实验时,需要注意以下几点:1. 伦理问题:动物实验涉及动物福利和伦理问题,必须严格遵守相关法律法规和伦理准则,确保动物受到适当的保护和关爱。
2. 选择合适的动物:根据研究目的选择合适的动物模型,确保研究结果具有可靠性和可重复性。
3. 样本数量:确保样本数量足够,以保证实验结果的统计学意义。
4. 控制实验条件:在进行动物实验时,需要控制实验条件的一致性,以排除其他因素对实验结果的影响。
5. 优化实验方案:尽可能减少动物实验的数量,优化实验方案,选择合适的实验方法和技术手段,以提高实验效率。
6. 数据分析和解读:对实验结果进行准确的数据分析和解读,避免主观臆断和错误推论。
总结:动物模型作为科学研究的重要工具,可以帮助科学家更好地理解生物学、医学等领域的知识。
动物模型的分类
动物模型的分类一、按产生原因分类(一)自发性动物模型(Spontaneous Animal Models)是指实验动物未经任何有意识的人工处置,在自然情况下所发生的疾病。
包括突变系的遗传疾病和近交系的肿瘤疾病模型。
突变系的遗传疾病很多,可分为代谢性疾病、分子疾病和特种蛋白质合成异常性疾病。
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。
它们为生物医学研究提供了许多有价值的动物模型。
近交系的肿瘤模型随实验动物种属、品系的不同,其肿瘤的发生类型和发病率有很大差异。
很多自发性动物模型在研究人类疾病时具有重要的价值,如自发性高血压大鼠,中国地鼠的自发性真性糖尿病,小鼠的各种自发性肿瘤,山羊的家族性甲状腺肿等。
利用这类动物疾病模型来研究人类疾病的最大优点,就是疾病的发生、发展与人类相应的疾病很相似,均是在自然条件下发生的疾病,其应用价值就很高,但是这类模型来源较困难,不可能大量应用。
由于诱发模型和自然产生的疾病模型是有一定差异的,如诱发的肿瘤和自发的肿瘤对药物的敏感性是不相同的,加之有些人类的疾病至今尚不能用人工的方法在动物身上诱发出来,因此,近年来十分重视对自发的动物疾病模型的开发,有的学者甚至对狗、猫的疾病进行大规模的普查,以发现自发性疾病的病例,然后通过遗传育种,将这种自发性疾病模型保持下来,并培育成具有特定遗传性状的突变系,以供研究。
近年来许多动物遗传病的模型就是通过这样的方法建立的。
在这方面小鼠和大鼠的各种自发性疾病模型开发和应用得最多。
这类模型在遗传病、代谢病、免疫缺陷病、内分泌疾病和肿瘤等方面的应用正日益增多。
国外出版一部专著(两卷本),按人类疾病系统,专门介绍人类疾病的自发性动物模型,可供参阅(Andrews EJ et al:Spontan eous Animal Models of Haman Disease,Vol Ⅰ-Ⅱ,New York,Academic Press,1979.)。
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动物模型的设计原则和注意事项一、设计原则生物医学科研专业设计中常要考虑如何建立动物模型的问题,因为很多阐明疾病及疗效机制的实验不可能或不应该在病人身上进行。
常要依赖于复制动物模型,但一定要进行周密设计,设计时要遵循下列一些原则。
(一)相似性在动物身上复制人类疾病模型。
目的在于从中找出可以推广(外推)应用于病人的有关规律。
外推法(Extrapolation)要冒风险,因为动物与人到底不是一种生物。
例如在动物身上无效的药物不等于临床无效,反之也然。
因此,设计动物疾病模型的一个重要原则是,所复制的模型应尽可能近似于人类疾病的情况。
能够找到与人类疾病相同的动物自发性疾病当然最好。
例如日本人找到的大白鼠原发性高血压就是研究人类原发性高血压的理想模型,老母猪自发性冠状动脉粥样硬化是研究人类冠心病的理想模型;自发性狗类风湿性关节炎与人类幼年型类风湿性关节炎十分相似,也是一种理想模型,等等。
与人类完全相同的动物自发性疾病模型毕竟不可多得,往往需要人工加以复制。
为了尽量做到与人类疾病相似,首先要注意动物的选择。
例如,小鸡最适宜做高脂血症的模型,因它它的血浆甘油三酯、胆固醇以及游离脂肪酸水平与人十分相似,低密度和极低密度脂蛋白的脂质构成也与人相似。
其次,为了尽可能做到模型与人类相似,还要在实践中对方法不断加以改进。
例如结扎兔阑尾血管,固然可能使阑尾坏死穿孔并导致腹膜炎,但这与人类急性梗阻性阑尾炎合并穿孔和腹膜不一样,如果给兔结扎阑尾基部而保留原来的血液供应,由此而引起的阑尾穿孔及腹膜炎就与人的情况相似,因而是一种比较理想的方法。
如果动物型与临床情况不相似,在动物身上有效的治疗方案就不一定能用于临床,反之也然。
例如,动物内毒性性休克(Endotoxin Shock,单纯给动物静脉输入细菌及其毒素所致的休克)与临床感染性(脓毒性)休克(Septic Shock)就不完全一样,因此对动物内毒素性休克有效的疗法长期以来不能被临床医生所采用。
现在有人改向结扎胆囊动脉和胆管的动物胆囊中注入细菌,复制人类感染性休克的模型,认为这样动物既有感染又有内毒素中毒,就与临床感染性休克相似。
为了判定所复制的模型是否与人相似,需要进行一系列的检查。
例如有人检查了动物压、脉率、静脉压、呼吸频率、动脉血pH、动脉氧分压和二氧化碳分压、静脉血乳酸盐浓度以及血容量等指标,发现一次定量放血法造成的休克模型与临床出血性休克十分相似,因此认为些法复制的模型是一种较理想的模型。
同理,按中医理论用大黄喂小鼠使其出现类似人的“脾虚症”,如果又按中医理论用四君子汤把它治好,那么就有理由把它看成人类“脾虚症”的动物模型。
(二)重复性理想的动物模型应该是可重复的,甚至是可以标准化的。
例如用一次定量放血法可百分之百造成出血性休克,百分之百死亡,这就符合可重复性和达到了标准化要求。
又如用狗做心肌梗死模型照理很合适,因为它的冠状动脉循环与人相似,而且在实验动物中它最适宜做暴露心脏的剖胸手术,但狗结扎冠状动脉的后果差异太大,不同狗同一动脉同一部位的结扎,其后果很不一致,无法预测,无法标准化。
相反,大小白鼠、地鼠和豚鼠结扎冠脉的后果就比较稳定一致,可以预测,因而可以标准化。
为了增强动物模型复制时的重复性,必须在动物品种、品系、年龄、性别、体重、健康情况、饲养管理;实验及环境条件,季节、昼夜节律、应激、室温、湿度、气压、消毒灭菌;实验方法步骤;药品生产厂家、批号、纯度规格、给药剂型、剂量、途径、方法;麻醉、镇静、镇痛等用药情况;仪器型号、灵敏度、精确度;实验者操作技术熟练程度等等方面保持一致,因为一致性是重现性的可靠保证。
(三)可靠性复制的动物模型来应该力求可靠地反映人类疾病,即可特异地、可靠地反映某种疾病或某种机能、代谢、结构变化,应具备该种疾病的主要症状和体征,经化验或X光照片、心电图、病理切片等证实。
若易自发地出现某些相应病变的动物,就不应加以选用,易产生与复制疾病相混淆的疾病者也不宜选用。
例如铅中毒可用大白鼠做模型,但有缺点,因为它本身容易患动物地方性肺炎及进行性肾病,后者容易铅中毒所致的肾病相混淆,不易确定该肾病是铅中毒所致还是它本身的疾病所致。
用蒙古沙土鼠就比较容易确定,因为一般只有铅中毒才会使它出现相应的肾病变。
(四)适用性和可控性供医学实验研究用的动物模型,在复制时,应尽量考虑到今后临床应用和便于控制其疾病的发展,以利于研究的开展。
如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,选用雌激素复制大鼠和小鼠终止早期妊娠的模型是不适用的,因为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,用这个化合物在大鼠或小鼠观察终止妊娠的作用是没有意义的。
又如选用大小鼠作作实验性腹膜炎就不适用,因为它们对革兰氏阴性细菌具有较高的抵抗力,很不容易造成腹膜炎。
有的动物对某致病因子特别敏感,极易死亡,也不适用。
如狗腹腔注射粪便滤液引起腹膜炎很快死亡(80%24小时内死亡),来不及做实验治疗观察,而且粪便剂量及细菌菌株不好控制,因此不能准确重复实验结果。
(五)易行性和经济性在复制动物模型时,所采用的方法应尽量做到容易执行和合乎经济原则。
灵长类动物与人最近似,复制的疾病模型相似性好,但稀少昂贵,即使猕猴也不可多得,更不用说猩猩、长臂猿。
幸好很多小动物如大小鼠、地鼠、豚鼠等也可以复制出十分近似的人类疾病模型。
它们容易作到遗传背景明确,体内微生物可加控制、模型性显著且稳定,年龄、性别、体重等可任意选择,而且价谦易得、便于饲养管理,因此可尽量采用。
除非不得已或一些特殊疾病(如痢疾、脊髓灰白质炎等)研究需要外,尽量不用灵长类动物。
除了在动物选择上要考虑易行性和经济性原则外,而且在模型复制的方法上、指标的观察上也都要注意这一原则。
二、注意事项设计动物模型时除了要了解掌握上述一些原则外,还要注意下列一些问题:(一)注意模型要尽可能再现所要求的人类疾病复制模型时必须强调从研究目的出发,熟悉诱发条件、宿主特征、疾病表现和发病机理,即充分了解所需动物模型的全部信息,分析是否能得到预期的结果。
例如诱发动脉粥样硬化时,草食类动物兔需要的胆固醇剂量比人高得多,而且病变部位并不出现在主动脉弓。
病理表现为纤维组织和平滑肌增生为主,可有大量泡沫样细胞形成斑块,这与人类的情况差距较大。
因此要求研究者懂得,各种动物所需的诱发剂量、宿主年龄、性别和遗传性状等对实验的影响,以及动物疾病在组织学、生化学、病理学等方面与人类疾病之间的差异。
要避免选用与人类对应器官相似性很小的动物疾病作为模型材料。
为了增加所复制动物疾病模型与人类疾病的相似性,应尽量选用各种敏感动物与人类疾病相应的动物模型,可参考相关文章《各种敏感动物与人类相似的疾病模型》。
(二)注意所选用动物的实用价值模型应适用于多数研究者使用,容易复制,实验中便于操作和采集各种标本。
同时应该首选一般饲养员较熟悉而便于饲养的动物作研究对象,这样,就无需特殊的饲养设施和转运条件,经济上和技术上容易得到保证。
此外,动物来源必须充足,选用多胎分娩的动物对扩大样本和重复实验是有益的。
尤其对慢性疾病模型来说,动物须有一定的生存期,便于长期观察使用,以免模型完成时动物已频于死亡或毙于并发症。
野生动物在自然环境中观察有助于正确评价自然发病率和死亡率。
但记录困难,在实验条件下维持有一定难度,且对人和家畜有直接和间接的威胁,使用时要特别加以注意。
因此,复制模型时必须注意动物种群的选择,要了解各类动物种群的特点和对复制动物的影响。
用于生物医学研究的动物种群,可按其遗传成分和其环境被研究人员控制的程度,分为三种基本类型:⑴实验室类型,它们可提供最大程度的遗传和环境操作;⑵家养类型,不论是乡村或城市饲养的,人类对其干扰的程度不同,且动物环境与人类环境可为能极为接近;⑶自然生态类型。
几乎没有人为的干扰。
可能某种动物(啮齿目、食肉目、兔形目)可按所有三类类型进行研究,这就增加了对环境和遗传因素作比较研究的可能性。
在选用三类动物种群复制动物模型时,必须了解它们各自的优点和缺点,可参考下表。
图表: 不同类型的动物种群的优点和缺点优点缺点(一)实验室种群1.连续饲养和记录1.生活于人工环境2.观察迅速2.标准日粮3.个体众多3.宿主体型大小和疾病的急性本质不太适用于临床或研究4.生命周期短4.一般涉及人工诱发的疾病5.标化的环境和/或遗传组成:近交、小鼠、大鼠、豚鼠、鸡6.在癌症研究领域中可用于传播性和移植性肿瘤7.有基本的生化、生理、病理资料(二)家养动物种群1.生活于与人类相似或相同的环境 1.饲养:空间、价格、管理、安全2.发病率常可比较 2.实验对象损失:屠宰3.可研究自然途径感染的自发性疾病 3.疾病记录和报导极有限4.短时间内经历疾病的全过程 4.可用的免疫学资料有限5.很适于临床研究6.有无限制的生前和死后标本7.可能进行传播研究8.在种群中疾病频率既有升高也有降低(三)野生动物种群1.容许估计自然条件下疾病的频率1.疾病记录和报告极有限2.揭示自然条件下的正常周期(非偶然的)2.关于模型动物的基本资料有限3.允许测定自然条件下的因素:3.难以在实验条件下饲养(1)预后(2)监测4.带有对家畜和人有潜在危险性的人畜互传疫病原(三)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。
(四)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70~90%。
利用近交系作动物模型时还必须认识到:1.动物形成亚系后不应该再视为同一品系。
要充分了解新品系的特征和背景材料。
2.即使作为已形成模型的品系,由于不适当的育种方法和环境改变,还可发生新的基因突变和遗传漂变;即存在着变种甚至断种的危险。
3.国外经常取用二种近交系的杂交一代(F1)作为模型。
其个体之间均一性好,对实验的耐受性强,又多少克服了近交系的缺点。
但盲目引进F1代动物对复制所要求的模型是缺乏意义的。
(五)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。