实验动物学第九章人类疾病动物模型

缺点：这类模型与自然发生的动物疾病以及人 类疾病本身仍存在某些差异。另外，尚有不少人类 疾病至今未能用人工方法复制，需进一步研究。
应用：诱发性疾病动物模型在医学研究中应用 较广，适用于对各类疾病病因和发病机制的研究， 候选药物活性的筛选，特别在药理学、肿瘤学和临 床各学科已广泛被研究者所接受。
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诱发性疾病动物模型介绍 1.大鼠心肌梗死模型制作： 大鼠麻醉后固定，连接人工呼吸机和心电记录装置，开胸暴露心脏及大血管根部 ，切开心包，挤出心脏，在左冠脉前降支起始部缝针，回纳心脏入胸廓，收线打 结，止血后逐层关胸。分别于开胸后、缝针后、结扎后和关胸后四个点记录Ⅱ导 联心电图变化。术后2～6周，进行心电图、心功能以及组织病理学检查。 模型特征：ST段弓背向上抬高，QRS波群幅度降低；心功能显著下降；左室前壁 形成大量边界清楚的圆形梗死灶，梗塞区心肌大量坏死，坏死心肌结构紊乱，部 分梗塞区出现肉芽组织。心梗面积在冠脉结扎后6周时较2周时明显增加。 模型特点：该模型制作方法简单，成模动物心电图变化与临床相似，可作较长时 间观察。但大鼠冠脉侧枝循环丰富，模型变异性较大，实验所需标本量较多。
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1.物理因素 机械力所致颅脑损伤、骨折
气压变化所致高原病、潜水病
温度改变所致烧伤、冻伤、中暑
放射线所致免疫功能抑制
手术破坏或切除某些器官脏器 模型应用前必须预先摸索条件，应用时必须标 准化，统一实验因素，使模型具有重复性。
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2.化学因素 强酸强碱、重金属

有毒药物：环磷酰胺、庆大霉素等
化学致癌剂：二乙基亚硝胺（DEN）、二甲基胆蒽、黄 曲霉素等
营养素的过量或缺乏：
维生素、甘油三脂、胆固醇等 注意剂量的选择 3.生物因素 接种细菌、病毒、寄生虫、肿瘤组织
注意动物的易感性和临床表现的差异
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优点：制作方法简便，实验条件可人工控制， 且重复性好，从而可在短期内获得大量疾病模型样 品。
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2. 四氯化碳（CCl4）致肝纤维化模型
模型制作：成年雄性大鼠，按3ml/kg体重的剂量sc 60%CCl4 溶液，首剂加倍，每周2次， 共9周。造模期间，每日观察动物的一般情况，每周称重一次。造模过程中，动态抽取全 血制备血清作生化检测。造模毕，处死动物，摘取肝、脾等脏器称重，计算脏器系数， 并作组织形态学检查。
（2）完整性：能显示某种疾病从发病到转归的整个变化过程；
（3）可重复性：相近条件下，能够复制和再现；最好能在两种以上不 同种属动物上得到证实。 （4）规范性：在研制与复制过程中有基本同一的操作规程、技术参数 与观察指标等； （5）实用性：可应用于药物药效学和毒理学检测，对药物疗效和安全 性评价有实用价值；或可应用于医学实验研究，对临床诊治工作有 理论指导意义等； （6）易行性：能充分保障所需动物和试剂的来源，并做到制作方法简 便，仪器设备普及，造模价格适中。在同等条件下优先使用标准化 实验动物。
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五、人类疾病动物模型的分类 （一）按疾病动物模型制作方法的分类 诱发性疾病动物模型 突变系疾病动物模型 1.自发性疾病动物模型 2.人工致突变疾病动物模型 遗传工程动物疾病模型（基因修饰动物疾病模型）
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不同人类疾病动物模型的比较
诱发性疾病动物模型 制作原理 制作目的性 制作难度 大量使用 稳定遗传 建系保种 物理、化学、生物因素 诱导 明确 容易 随时可能 不可 无需 突变系疾病动物模型 自发产生或用人工致突 变技术 不明确 遗传工程疾病动物模型 遗传工程技术 明确
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三、应用疾病动物模型的意义 减少了在人身上进行实验所带来的风险； 缩短实验研究周期；
便于实验样品的收集；
便于研究结果分析；
可提供稀缺疾病的材料；
全面认识疾病的本质
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四、疾病动wenku.baidu.com模型的制作原则
制作一个好的动物模型除了模拟人的相应疾病表现外，还应掌 握以下原则：
（1）确定性：能通过各种观察指标得到明确诊断；
第九章
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
人类疾病动物模型
概述 诱发性疾病动物模型 自发性疾病动物模型 免疫缺陷动物模型 中医证候动物模型与辨证论治
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第一节
概
述
一、定义 模型（Model） 动物模型（Animal models） 人类疾病动物模型(Animal models of human diseases） 是指为生物医学研究和阐明人类疾病的病因、 发病机理，建立预防、诊断和治疗方法而制作的 具有人类疾病模拟表现的实验动物。
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20世纪60年代，动物模型开始作为专题进行开 发研究。 目前，疾病动物模型已经成为现代医学特别是药 效学、肿瘤学、免疫学以及临床实验医学深入发 展不可缺少的工具，且有良好的发展前景和很高 的实用价值。 可以说，一个好的疾病动物模型的建立可极大地 促进该疾病发病机理、诊断、预防及治疗研究的 进展以及相关新药开发的进程；而一种疑难病、 烈性传染病如无相应的动物模型，则是限制该病 深入研究的瓶颈。
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自发性疾病动物模型介绍
一、自发性糖尿病（spontaneous diabetes mellitus）动物模型 世界卫生组织（WHO）于1985年将糖尿病分为胰岛素依赖型（insulin dependent diabetes mellitus，IDDM）和非胰岛素依赖型（non insulin dependent diabetes mellitus，NIDDM）。目前已培育出上述两种类型糖尿 病的动物模型，其中以NIDDM动物模型居多。 1．db/db（Diabetes）小鼠 是由近交系C57BL/KS小鼠单隐性基因突变后培育而成，属NIDDM糖尿病模型。 该模型具有肥胖、胰岛素抵抗、高血糖、高胰岛素血症、高甘油三酯血症等 特征，临床症状包括肥胖、高血糖、糖尿、蛋白尿、烦渴、多尿，最后可因 酮尿而死亡。 2．ob/ob（Obese） 小鼠 常染色体隐性遗传，纯合子动物，表现肥胖、高血糖和高胰岛素血症，属 NIDDM糖尿病模型。该小鼠因Leptin（ob基因产物）缺乏引起肝脂肪生成和肝 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。
模型特点：该模型表现为胰岛素抵抗、高血糖等Ⅱ型糖 尿病的特征，但有时高胰岛素（RI）并不明显，故不适 宜于胰岛素增敏剂的研究。
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第三节
自发性疾病动物模型
定义：自发性疾病动物模型是指在自然情况下正常染色体上 的基因发生突变，或在繁育过程中隐性致病基因的暴露或多 疾病基因的重新组合，从而出现具有某种遗传缺陷或某种遗 传特点的动物，通过合理的遗传育种和检测手段加以定向培 育，保持其遗传性状，培育出有研究价值的突变系动物。
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动物模型评价的注意点 1.动物体毕竟不是人体的真实摹本，没有一种动物模型能 完全复制人类疾病的状况。模型实验只是一种间接性研究， 只可能在局部或几个方面与人类疾病相似。 2.对动物模型实验结果的评价应是相对的，不可绝对外推 的人身上。因此，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，即最标准的终极“模型”只能 是患者本身。复制过程中如出现与人类疾病不同的情况， 必须分析其差异的性质和程度，找出相平行的共同点，正 确评估哪些是有价值的内容。
自发突变不易发现，人 难，需有相应设施设备 工致突变检测建系工作 和熟练技术人员 量大 视种群大小 可 需要 比较局限 （遗传病、肿瘤、免疫 缺陷、代谢病等） 向实验动物公司定购 视种群大小 可 需要 比较广泛 （遗传病，肿瘤，免疫 缺陷病，代谢病，心血 管病，病毒性病等） 向实验动物公司定购
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疾病范围
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为什么要在动物身上进行试验？ 在人身上进行试验存在的问题 受伦理学的制约，许多实验不能直接在人体上进 行试验
以人本身作为实验对象来推动医学发展是缓慢的， 靠临床所积累的经验在时间和空间上都存在着局 限性
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二、疾病动物模型的发展史 人类用动物进行试验，最初主要是通过观察、比较动物与 动物之间以及动物与人之间在解剖结构和功能上的共同点 和差异点来认识人类自身。“健康”的动物实际上充当了 “健康”的人类模型。 疾病动物模型的发展可追溯到： 18世纪，英国医生詹纳（Edward Jenner）通过实验发现并 证实了给人接种牛痘可使之获得免疫来预防天花。 1876年，德国医生郭霍（Robert Koch）从病牛的脾脏中得 到了致炭疽病的细菌，并把它接种到大鼠身上，使大鼠相 互感染，最后又重新从大鼠身上分离获得相同的杆菌。 1884年，法国化学家和生物学家巴斯德（Louis Pasteur） 研制出狂犬病病毒疫苗后成功地在狗身上进行了试验。
广泛
模型来源
自己制作
（二）按照各系统疾病动物模型的分类 可分为呼吸系统疾病动物模型、消化系统疾病动物模 型……等。 （三）按照疾病基本病理过程动物模型的分类 可分为发热、炎症、休克、电解质紊乱、酸碱平衡障 碍、呕吐、腹泻动物模型……等。 （四）按照所用动物进行分类 例如小鼠模型、大鼠模型等。 （五）中医证候动物模型的分类 利用中医 “辨证论治”独特理论体系，在实验动物 身上复制不同的临床证候，以不同的证型表现出来，如八 纲辨证、脏腑辨证、气血津液辨证、六经辨证、六淫辨证、 卫气营血辨证动物模型等。
模型特征：注射CCl4后，模型动物活动逐渐减少，精神萎糜，毛发蓬乱无光泽，进食量减 少，体重增长减慢。在造模1周时，血清丙氨酸氨基转移酶（ALT）升高；3周时，肝脏开 始肿大，肝细胞出现大面积的脂肪变性；5周时，ALT，天冬氨酸氨基转移酶（AST）、透 明质酸（HA）同时升高，血清总蛋白（TP）、白蛋白（ALB）下降，球蛋白（GLO）增高 ，肝脏明显肿大，质较硬且脆，油腻感较重，肝实质内大量炎症细胞浸润，胶原纤维从 汇管区升始向实质延伸；7周时，肝细胞约半数细胞发生坏死，小部分视野中出现纤维包 裹形成假小叶；9周时，肝脏仍肿大变硬，但增大程度和肝重指数上升程度稍有下降，肝 细胞大部分发生变性坏死，胶原纤维包裹肝组织形成假小叶。 模型特点：首选雄性大鼠作为受试动物。皮下注射法虽成模率有所提高，且受干扰因素 影响相对较少，但成模时间较长。该模型致模机理明确、病变典型、操作简便，但造模 周期过长，动物死亡率较高，且停药后有一定自然恢复趋势。
自发性疾病动物模型是突变系疾病动物模型中的一种，后者 还包括人工用物理、化学方法致基因突变，导致动物出现异 常疾病表现，通过定向培育而保留下来的疾病模型。
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优点：
在一定程度上减少了人为的因素，因此更接近于自然发病的人类疾 病。 缺点: 1.自发突变自然发生率低，目前所有的自发性疾病动物模型数量有限； 2.发现和验证基因突变需要专业知识，培育费时，专业性强； 3.有的疾病动物难以饲养繁殖。 4.有的疾病没有自发性疾病动物模型 应该指出，很多自发性疾病动物在饲育过程中往往被当作为患病劣 质动物而淘汰，这是很可惜的。通过分析和定向培育，保留其疾病特征， 人们可能从中获得更多的疾病材料。
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3.Ⅱ型糖尿病模型 制作方法：成年大鼠，用含20%蔗糖和10%猪油的高糖高 脂饲料饲养，4周后按30mg/kg体重的剂量一次性ip或iv 链脲佐菌素（STZ）溶液。
模型特征：注射STZ后7、14、21d时，模型动物体重增长 曲线、血清胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂 蛋白（LDL）、空腹和餐后血糖（Glu）、糖化血红蛋白 （HbAlc）水平均明显升高，其中空腹血糖均值高于 6.78mmol/L。
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肿瘤病毒的发现：1911年，美国病理学家劳斯 (F. P. Rous)用鸡肉 瘤的无细胞滤液注射到健康鸡皮下，结果在接种部位出现新生肿瘤， 从而发现这种肿瘤具有“传染性”。随后的研究发现这种肿瘤是由病 毒引起的，这是病毒引起肿瘤理论的最早研究。---1966年诺贝尔生 理学或医学奖 致癌剂致癌的理论：1914年，日本科学家山极和市川用沥青长期涂抹 家兔耳朵成功诱发皮肤癌，进一步研究发现沥青中的3,4-苯并芘为化 学致癌物，从而证实了化学物质可以致癌的理论。 库鲁病病原的发现：20世纪50年代中期，美国科学家加德赛克 (Daniel Carleton Gajdusek)对发生在巴布亚新几内亚土著部落的库 鲁（Kuru）病进行研究，发现库鲁病是一种类似于人类克雅氏病的传 染病。美国科学家普鲁西纳(StanleyB.Prusiner)对库鲁病的病原体 作了进一步的研究，发现变异的普里昂蛋白(prion protein)才是库 鲁病的病原体，从而揭示了本病由朊蛋白（prion）感染因子所引起 的本质，这一发现对其他神经系统疑难杂症的解决提供了新的途径。 ---1976年和1997年诺贝尔生理学或医学奖
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第二节
一、定义
诱发性疾病动物模型
诱发性疾病动物模型（ experimental animal model ）又称为实验性动物模型，指通过运用物 理、化学、生物等致病因素人为作用于实验动物， 造成其组织、器官或全身的一定损害，出现某些 类似人类疾病的行为活动、体表症状、功能指标、 形态结构以及新陈代谢等方面的变化。