动物模型的建立与应用

动物模型的建立与应用：动物模型的定义
动物模型（animal models）是指在生物医学研究中所建立的可模
拟人类疾病或异常功能状态的动物实验对象和材料。 The U.S. National Research Committee on Animal Models for
Research on Aging attempted to define the term “laboratory animal model” as “an animal model in which normative biology or behavior can be studied, or in which a spontaneous or induced pathological process can be investigated, and in which the phenomenon in one or more respects resembles the same phenomenon in humans or other species of animal”.
临床研究束服了医学的发展
在时间和空间上存在着局限性 在道义上和方法学上受到限制 难于研究发病率低、潜伏期长和病程长的疾病 病人本身条件差异大，样本采集困难
应用动物模型Hale Waihona Puke Baidu服了上述困难，推动了医学进步
18世纪以后医学知识的迅速增长主要归功于实验动物的应用,从 1901年开始，2/3的诺贝尔生理与医学奖的成果涉及应用实验动物的 研究。
动物模型的建立与应用：动物模型的分类
动物模型的分类
依据模型功能的分类 依据模型性质的分类 动物疾病模型的分类
动物模型的建立与应用：动物模型的分类
依据模型的功能：exploratory ；explanatory； predictive
探索性模型：用于探究生物学机制，探讨一个生物学机制是一个 正常的基础生物学现象还是与异常生物学功能相关。
特别提示
大多数诱发性疾病模型是部分性或同形性模型，因为即使以相 同的致病因素作用于动物，所获结果通常与人类对应的疾病也不尽 相同。几乎没有诱发性疾病模型能够完全模拟人类相应疾病的病因、 病程和病理。
诱发性疾病模型的关键是诱发性疾病（或异常）的病理和结果 与模拟人类疾病的情况相似。人类SARS冠状病毒可以致恒河猴发病， 但是其病变严重程度要明显轻，疾病的结局也显然不同。
动物模型的建立与应用：动物模型的定义
在生物医学研究中应用动物模型是利用不同种类动物之 间生物学现象的一致性。例如，我们希望测试在一种动物中 存在的某个系统，将获得的知识外推到另一种动物，而模拟 的目标通常为人类。 研究的焦点不是所用动物的情况，而 是这一动物生理学表现针对我们人类或其他动物种类的类推。 因此，在这种情况下称“人类模型”将会更正确。
自发性疾病模型的特点
自发性疾病模型通常是同源性模型，动物的疾病的表型表现与 相应的人类疾病相似。这种表型的相似性通常扩展到模型动物对 治疗的反应与人类患者相似。自发性动物模型在人类疾病治疗方 案的研发方面已经起到重要作用。
近交系小鼠的基因突变由于它们同时拥有相应的同类系或同 品系，从而提供了优异的对照。因为近交系小鼠的疾病通常为一 个受累基因或部位产生了变异，可同时研究与这些突变小鼠相同 的遗传背景的参照品系。
用于研究疾病的某些方面或用于疾病的治疗研究。
动物模型的建立与应用：动物模型的分类
动物疾病模型的分类
诱发性（实验性）疾病模型 Induced (experimental) disease models 自发性（遗传性）疾病模型 Spontaneous (genetic) disease models 基因工程动物疾病模型 Gene engineering animal disease models 阴性疾病模型 Negative disease models 罕见疾病模型 Orphan disease models
动物模型的建立与应用：自发性疾病模型
特别提示
受损的基因或基因序列常常导致其他基因的激活，从而动员代偿 代谢机制。这些代偿机制人类和动物模型之间可能不同。
多数情况下，具有自发性疾病的近交系动物的保种和繁殖困难， 价格较贵。
有些自发性疾病模型不便于应用。例如，利用近交系动物自发性 肿瘤模型进行治疗研究，常常要观察1年才有肿瘤发生，而且肿瘤发 生的时间、种类和发生部位在个体之间常不一致，往往难于确诊和 判定治疗效果。
动物模型的建立与应用：自发性疾病模型
自发性疾病模型：利用动物自然发生的遗传变异（突
变）作为人类疾病的模型。现在已经记载和保存了数百 个具有模拟人类相似疾病状态的遗传性异常的品种和品 系（see, e.g., http://www.jax.org）。典型例子：
自发性高血压大鼠 裸小鼠
动物模型的建立与应用：自发性疾病模型
动物模型的建立与应用：诱发性疾病模型
诱发性疾病模型：是指动物的疾病是健
康动物经实验因素诱发而成。典型例子： 药物性糖尿病模型 诱发性动脉粥样硬化模型 豚鼠支气管痉挛模型
动物模型的建立与应用：诱发性疾病模型
诱发性疾病模型的特点
模型复制时间短 实验条件便于控制 可根据研究需要进行设计或改进
动物模型的建立与应用：诱发性动物模型
动物模型的建立与应用
动物模型的定义 动物模型的分类
·按照模型功能的分类 ·按照模型性质的分类
·动物疾病模型的分类
-诱发性疾病模型
-自发性疾病模型 -基因工程动物模型
常用模型动物简介 ·免疫缺陷动物 ·悉生动物
肿瘤动物模型 ·动物移植性肿瘤
·人体肿瘤的异种移植
·动物原发性肿瘤
动物模型的建立与应用：动物模型的定义
解释性模型：用于探究一个更加复杂或更简单的生物学问题。解 释模型不是必须依靠应用动物，也可以是物理或数学的模型系统。
预言性模型：用于发现和评价治疗措施的影响，判断治疗措施是 否有效或评价某化合物是否有毒副作用。
动物模型的建立与应用：动物模型的分类
依据模型的性质：homologous； isomorphic； partial 同源性模型：动物的症状和疾病的过程与人类的相同。 同形性模型：动物的症状与人类相似，但其诱因不同。 部分性模型：虽然不能模拟人类疾病的全部过程，却可