動物模型 的免疫缺陷動物課件.ppt

人類疾病動物模型 免疫缺陷動物 1 醫(yī)藥交流PPT 第二次實(shí)驗(yàn)課通知 時(shí)間 第一批15 12 313 30 15 50第二批15 12 1013 30 15 50地點(diǎn) 四號樓二樓實(shí)驗(yàn)室備注 1 帶實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) 2 穿實(shí)驗(yàn)服 3 簽到 2 足球場 六號樓 五號樓 四號樓 三號樓 老紅樓 一號樓 新教樓 二號樓 北 哦 還是老地方 3 15碩士C班 醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動物學(xué) 實(shí)驗(yàn)二 上 安排 4 13碩士C班 醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動物學(xué) 實(shí)驗(yàn)二 下 安排 5 實(shí)驗(yàn)動物服務(wù)領(lǐng)域 1 生命科學(xué)研究平臺 2 人類疾病動物模型 3 生物制品原料 4 生物監(jiān)測工具 5 轉(zhuǎn)基因動物生物發(fā)生器 6 異種器官移植供體 緒論回顧 6 第一節(jié) 人類疾病動物模型的定義和意義 7 醫(yī)藥交流PPT 一 定義人類疾病動物模型 animalmodelofhumandisease 是指醫(yī)學(xué)科學(xué)研究中建立起來的模擬人類疾病表現(xiàn)的動物或?qū)嶒?yàn)材料 或 在醫(yī)學(xué)研究中 在動物身上建立或形成類似人類疾病的動物 通過動物模型可以直接或間接反映疾病的發(fā)生和發(fā)展過程 在了解疾病的基礎(chǔ)上開創(chuàng) 改進(jìn)和優(yōu)化疾病的治療 8 二 使用人類疾病動物模型的意義1 避免直接實(shí)驗(yàn)可能造成的危險(xiǎn) 赫爾辛基 宣言 只有在動物實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上確認(rèn)有效果 才能以人作為無危害的受試者 9 2 提供發(fā)病率低 潛伏期長和病程長的疾病資料 3 增加方法學(xué)上的可比性 4 模型容易得到 制作 如放射性疾病 毒氣中毒 烈性傳染病 原發(fā)性高血壓等 10 三 動物疾病模型具有的特點(diǎn) 動物疾病表現(xiàn)應(yīng)與人類疾病相類似 動物能重復(fù)產(chǎn)生該疾病 最好能在2種以上動物體復(fù)制該病 實(shí)驗(yàn)動物合格 動物背景資料完整 生命周期要滿足實(shí)驗(yàn)需要 動物要價(jià)廉 來源充足 盡可能選用體型小的動物 如 SHR 自發(fā)性高血壓大鼠 麻風(fēng)病模型 犰狳 非洲綠猴 11 第二節(jié) 人類疾病動物模型的分類 12 一 醫(yī)學(xué)動物模型基本分類 1 誘發(fā)性動物疾病模型是指以物理 化學(xué) 生物學(xué)等致病手段 人為導(dǎo)致動物組織 器官或整體產(chǎn)生病變 成為人類疾病動物模型 即人為地誘發(fā)動物產(chǎn)生類似人類疾病模型 13 2 自發(fā)性動物模型是指 不加任何人工誘發(fā) 在自然條件下自然產(chǎn)生疾病的動物 由于基因突變的異常表現(xiàn) 通過遺傳育種保留下來的動物疾病模型 其中包括近交系的腫瘤疾病模型和突變系的遺傳性疾病模型 14 3 抗疾病型動物模型是指特定的疾病不會在某種動物身上發(fā)生 可借以探討何種因素使動物對該疾病有天然的抵抗力 15 4 生物醫(yī)學(xué)動物模型是指以動物正常的生物學(xué)特征來提供人類疾病相似表現(xiàn)的疾病模型 16 二 按系統(tǒng)范圍分類 1 反映疾病基本病理過程動物模型是指致病因素在一定條件下作用于動物后 在功能 代謝和形態(tài)結(jié)構(gòu)等方面出現(xiàn)的某些共同性改變的動物 17 2 各系統(tǒng)疾病動物模型是指與人類各系統(tǒng)疾病相應(yīng)的動物模型 如神經(jīng) 心血管 呼吸 消化 泌尿等系統(tǒng)疾病相對應(yīng)的動物模型 18 A 神經(jīng)系統(tǒng) 1 大鼠囊狀腦動脈瘤結(jié)扎大鼠頸總動脈 同時(shí)佐以脫氧皮質(zhì)酮和高滲鹽水處理 飼喂含有 氨基丙睛的飼料 復(fù)制而成 為研究人類腦動脈瘤與血液動力學(xué)的關(guān)系 病變的發(fā)展及發(fā)病機(jī)理提供有益的幫助 19 2 結(jié)扎大鼠中動脈的大鼠卒中模型結(jié)扎大鼠大腦中動脈 復(fù)制中風(fēng)模型其優(yōu)點(diǎn)是能產(chǎn)生非致命性的孤立性病灶損害 可提供長期的行為學(xué)和生物化學(xué)的研究 20 3 維生素A缺乏引起的兔腦積水模型選用雌性幼兔 飼以限制維生素A飼料 誘發(fā)兔腦積水 該模型優(yōu)點(diǎn)是易復(fù)制 易收集胎兔和新生兔的標(biāo)本樣品 通過血清維生素A的監(jiān)測 可控制血清中維生素A的濃度 有利進(jìn)行生化和形態(tài)學(xué)的研究 21 4 大鼠癲癇模型雌性WISTAR大鼠腹腔注射氯化鋰3mmol kg 24小時(shí)后按30mg kg體重分3次腹腔注射匹魯卡品 0 1 每次間隔10分鐘 可出現(xiàn)癲癇發(fā)作 持續(xù)發(fā)作1小時(shí)后 給予10mg kg安定注射即可終止 22 B 心血管疾病動物模型 1 動脈粥樣硬化兔 大鼠飼以高脂肪 高膽固醇飼料誘發(fā)動脈粥樣硬化的動物模型 給小型豬飼喂高脂肪 膽固醇飼料誘發(fā)動脈粥樣硬化病變 其解剖部位 病理特點(diǎn)均與人類相似 有時(shí)還伴有心肌梗塞 23 2 心肌缺血和心肌梗塞 電刺激法 雄性成年免麻醉后 用弱 強(qiáng)刺激 弱為0 8 1 6毫安 強(qiáng)為4 6毫安 交替刺激右側(cè)下丘腦背側(cè)核 復(fù)制心肌缺血?jiǎng)游锬Ｐ?藥物法 給大鼠 兔注射異丙腎上腺素 犬靜脈給予麥角新鹼制備冠狀動脈痙攣模型 冠狀動脈阻斷法 應(yīng)用大鼠 犬麻醉后 分離冠狀動脈套上自制的冠狀動脈壓迫環(huán) 制備心肌缺血和心肌梗死模型 24 3 自發(fā)性高血壓大鼠目前 應(yīng)用最廣泛的是日本學(xué)者培育的突變系SHR SpontaneousHypertensionRat 大鼠 該鼠自發(fā)性高血壓的變化與人類原發(fā)性高血壓相似 并且可產(chǎn)生腦血栓 梗塞 出血 腎硬化 心肌梗死和纖維化等變化 25 在SHR的基礎(chǔ)上 又培育了兩個(gè)亞系SHRSP和SHRSR 前者出生后 除出現(xiàn)嚴(yán)重高血壓外 90 以上患腦卒中 腦出血和腦栓塞 SHRSR則是抗腦卒中的自發(fā)性高血壓大鼠 而WKY為SHR二品系最好的對照品系動物 26 WISTAR fromUSA Kyoto Japan YamariSHRWKYSHRSRSHRSPSHRSR抗卒中高血壓大鼠SHRSP高卒中高血壓大鼠WKY對照品系 27 4 飲食誘導(dǎo)大鼠高血壓模型體重160 180gSD大鼠 飼喂含66 果糖 12 脂肪 22 蛋白質(zhì)的高果糖飼料 飲水為10 蔗糖水 4周后可誘導(dǎo)高血壓 28 C 呼吸系統(tǒng) 1 慢性支氣管炎和肺炎應(yīng)用SO2 煙霧 甲醛蒸氣 辣性氣體等制備誘發(fā)性猴 兔 大鼠 小鼠的慢性支氣管炎動物模型 29 D 消化系統(tǒng) 1 先天性高膽紅素血癥模型 已發(fā)現(xiàn)非洲嚙齒類胃潰瘍 地鼠的肝淀粉樣變 羊和大鼠的先天性高膽紅素血癥動物模型 尤其是South downe變種羊 因其先天性肝臟攝取有機(jī)陰離子缺陷 膽紅素 造成血中未結(jié)合的膽紅素增高 30 E 泌尿系統(tǒng) 1 誘發(fā)性腎小球腎炎模型 給兔 貓 狗注射異種抗腎血清 細(xì)菌抗原與腎組織復(fù)合抗原 以及抗原抗體誘發(fā)動物腎小球腎炎模型 31 F 內(nèi)分泌與代謝 1 手術(shù)糖尿病模型 自從德國的WonMening將犬作胰腺全切除術(shù) 造成糖尿病后 陸續(xù)報(bào)道貓 大鼠 兔 豬 猴等切除80 一90 胰腺 并受到高糖飲食刺激后 引起永久性糖尿病 32 2 遺傳性及自發(fā)性糖尿病 kk小鼠由日本雜種小鼠交配得來的遺傳性糖尿病小鼠 其生物特性類似ob小鼠 屬先天遺傳缺陷性小鼠 C57BL ks小鼠是一種具有db基因的近交小鼠 其表現(xiàn)多食肥胖及血糖升高 類似人類中年肥胖合并糖尿病 33 中國地鼠 黑線倉鼠 有50 自發(fā)產(chǎn)生糖尿病 屬多基因遺傳 病鼠耐糖曲線類似人類 型非胰島素依賴性糖尿病 34 腫瘤動物模型 1 自發(fā)性腫瘤模型 近交系小鼠 129 terSv睪丸畸胎瘤發(fā)病率30 AKR淋巴性白血病發(fā)病率 76 90 68 90 C3H乳腺癌發(fā)病率97 乳汁中有乳腺癌致病因子 BALB c肺癌發(fā)病率 29 26 近交系大鼠 F344乳腺癌發(fā)病率 41 23 白血病24 甲狀腺瘤22 睪丸間質(zhì)細(xì)胞瘤85 LOU C8月齡以上自發(fā)漿細(xì)胞瘤 30 16 ACI雄性自發(fā)腫瘤 睪丸瘤46 腎上腺瘤16 腦腫瘤11 35 腫瘤動物模型 2 誘發(fā)性腫瘤模型 甲基芐基亞硝胺誘發(fā)大鼠食管癌 甲基硝基亞硝基胍誘發(fā)大鼠腺胃癌 硝基哌嗪等誘發(fā)大鼠鼻咽癌 二甲肼誘發(fā)小鼠大腸癌 36 腫瘤動物模型 3 移植性腫瘤模型將人類腫瘤移植到動物體內(nèi) 經(jīng)傳代后 成活率 生長速度 荷瘤壽命 侵襲和轉(zhuǎn)移等生物學(xué)特性穩(wěn)定 原位移植 肺 肝臟 腎臟 卵巢等異位移植 皮下移植 37 四 設(shè)計(jì)動物模型的注意事項(xiàng) 1 盡可能重視 類似于人類疾病 的模型 2 注意選用標(biāo)準(zhǔn)化和實(shí)用價(jià)值高的動物 生活在標(biāo)準(zhǔn)化的環(huán)境內(nèi) 有清楚的遺傳背景和微生物學(xué)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn) 具有較強(qiáng)的敏感性 較好的重復(fù)性和反應(yīng)均一性的特點(diǎn) 有嚴(yán)格的飼養(yǎng)規(guī)程 易獲取大樣本實(shí)驗(yàn)和觀察 38 3 慎重選用近交系 4 注意環(huán)境因素對模型動物的影響 39 第三節(jié) 免疫缺陷動物模型 40 醫(yī)藥交流PPT 實(shí)驗(yàn)動物遺傳學(xué)分類回顧 近交系動物 INBREDSTRAIN 封閉群動物 CLOSEDCOLONY 突變系動物 MUTANTSTRAIN 雜交F1動物 HYBRIDANIMAL 雜種動物 MONGRALANIMAL 41 人類疾病動物模型分類回顧 誘發(fā)性動物模型自發(fā)性動物模型抗疾病型動物模型生物醫(yī)學(xué)動物模型 42 一 免疫缺陷動物的定義 免疫缺陷動物是指由于先天性遺傳突變 或用人工方法 培育一種或多種免疫功能缺陷的動物 免疫缺陷動物開創(chuàng)了腫瘤學(xué) 免疫學(xué) 細(xì)胞生物學(xué)的新的里程碑 43 二 免疫功能缺陷動物的分類 按免疫功能缺陷的種類常分為 1 T 淋巴細(xì)胞功能缺陷動物 裸小鼠 裸大鼠 裸牛 裸豚鼠等 2 B 淋巴細(xì)胞功能缺陷動物 CBA N小鼠 Arabin馬和Quarter馬等馬屬動物 3 NK細(xì)胞功能缺陷動物 Beige小鼠 4 聯(lián)合免疫缺陷動物 SCID小鼠等人工定向培育的多種免疫功能缺陷動物 基因符號 nu Rnu 基因符號 Xid 基因符號 bg 基因符號 scid 44 按免疫缺陷程度分為 1 單缺陷動物 裸小鼠 裸大鼠 裸牛 裸豚鼠 CBA N小鼠 Beige小鼠等 2 雙缺陷動物 T B淋巴細(xì)胞缺陷小鼠 SCID小鼠 等 3 多重缺陷動物 三缺陷動物 45 三 免疫缺陷動物歷史 裸小鼠 19世紀(jì)50年代先后發(fā)現(xiàn)無毛小鼠 并知其后代也屬無毛遺傳 1907年Campbell證實(shí)無毛性狀為隱性突變 1962年Flanagan用全同胞B S近交 Nu Nu 繁殖后代 形成了最早的裸鼠群體 46 1968年P(guān)antelouris首次報(bào)告無胸腺 即先天缺陷T淋巴細(xì)胞 至此受到廣泛重視 1975年首臺無菌隔離器問世 裸小鼠能夠正常生長和繁殖 同年 丹麥人Rygaard首次將人結(jié)腸癌移植到裸鼠獲得成功 1973年起 每隔三年舉行一次裸鼠國際會議 后改名為 免疫缺陷動物實(shí)驗(yàn)國際會議 47 四 常見的免疫缺陷動物 1 裸小鼠是指先天性無胸腺 且無被毛的小鼠 簡稱為裸小鼠 其突變基因?yàn)槁慊?符號為 nu 是一個(gè)隱性突變基因 位于小鼠的第11號染色體上 目前 此基因已導(dǎo)入到不同品系的小鼠中 常見的有BALB c nu C3H nu C57BL 6 nu等 48 49 50 51 裸鼠的解剖生理特點(diǎn) 毛囊發(fā)育不良 外觀上看幾乎沒有被毛 故稱 裸鼠 無毛 無胸腺 僅有胸像殘跡或異常的胸腺上皮 故不能分泌胸腺素 不能使T細(xì)胞正常分化 而T細(xì)胞是移植排異的主要細(xì)胞 有較高的NK細(xì)胞數(shù)量和活性 無胸腺 因?yàn)镮gG的產(chǎn)生需要T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的參與 其免疫球蛋白主要是IgM 只有極少量的IgG 52 自發(fā)腫瘤現(xiàn)象罕見 可能與NK細(xì)胞的活性高有關(guān) 無自發(fā)腫瘤 裸鼠易患鼠肝炎和病毒性肺炎 易感染 純合裸鼠母性極差 且受孕率低 乳房發(fā)育不良 通常以純合雄鼠與帶有nu基因的雜合雌鼠 nu nu nu 可獲1 2裸鼠 雌性不育 裸鼠需飼養(yǎng)在屏障環(huán)境中 生活環(huán)境要求高 53 裸鼠的應(yīng)用 1 腫瘤學(xué) 2 微生物學(xué) 3 免疫學(xué) 4 寄生蟲學(xué) 5 遺傳學(xué) 6 皮膚病 7 臨床醫(yī)學(xué) 54 裸鼠的繁育方式 1 nu nu nu nu 2 nu nu nu 3 nu nu 4 nu nu nu 55 nu nu nu nu nu 56 近交系裸鼠的保持和生產(chǎn)過程 1 保持原種近交系 B S 2 導(dǎo)入裸基因 3 反復(fù)自交 回交 4 約8 10代獲得與原近交系背景一致的裸鼠 5 nu nu nu 57 舉例 BALB c BALB c nu 1 BALB cB S 2 BALB c nu nu nu nu 3 反復(fù)自交 回交 nu nu 自交 回交 nu nu nu 4 約8 10代后獲得與BALB c背景一致的BALB c nu 此時(shí)裸鼠繁育采用 nu nu nu 58 封閉群裸鼠的保持和生產(chǎn)過程 59 2 裸大鼠1953年 英國科學(xué)家首次在大鼠中發(fā)現(xiàn)一種外觀與裸小鼠相似 只是被毛不像裸小鼠那樣全無 通過解剖和免疫學(xué)檢查發(fā)現(xiàn) 無胸腺 缺乏T細(xì)胞功能 B細(xì)胞功能正常 NK細(xì)胞活力增強(qiáng) 繁殖方式與裸小鼠相同 且能接受異種組織和細(xì)胞移植 基因符號 Rnu 60 3 Beige bg 小鼠為NK細(xì)胞活性缺陷的突變系小鼠 bg是隱性突變基因 位于第13號染色體上 純合的小鼠 bg bg 被毛完整 但毛色變淺 耳廓和尾尖色素很淡 這種小鼠其內(nèi)源性NK細(xì)胞功能缺陷 純合bg基因降低殺菌活性 bg對化膿性細(xì)菌感染非常敏感 對各種病原因子也都較敏感 bg小鼠必須在屏障環(huán)境中才能較好的生存 繁殖時(shí)可采用純合子的親本 61 4 SCID小鼠SCID小鼠的全稱為 重癥聯(lián)合免疫缺陷 SevereCombinedImmunoDeficiencyMice 小鼠 其突變點(diǎn)在16號染色體上 為單基因突變 突變基因符號為 scid 當(dāng)其純合時(shí) 性狀表現(xiàn)為淋巴細(xì)胞抗原受體基因編碼順序異常 造成T B淋巴細(xì)胞不能分化為特異性的淋巴細(xì)胞 目前已有多種不同品系的SCID小鼠 62 SCID小鼠的生物學(xué)特征 外觀與普通小鼠無異樣 但其胸腺 脾 淋巴結(jié)等免役器官的重量不到正常小鼠的30 其胸腺多為脂肪組織包圍 沒有皮質(zhì)結(jié)構(gòu) 僅殘存的髓質(zhì) 外周白細(xì)胞較少 淋巴細(xì)胞僅占總數(shù)的10 20 正常小鼠為70 63 SCID小鼠需在屏障環(huán)境 空氣潔凈度1萬級以下 中 方能存活一年以上 其繁殖生產(chǎn) 以近交系繁殖方式進(jìn)行 產(chǎn)子率和離乳率均低于正常小鼠 64 5 人工定向培育的多聯(lián)免疫缺陷型小鼠目前 常見的三種小鼠的三個(gè)隱性免疫基因 即NK細(xì)胞缺陷的Beige基因 T細(xì)胞缺陷的nu基因和B細(xì)胞缺陷的Xid基因 可將它們雜交 回交 篩選出T B NK細(xì)胞三聯(lián)免疫缺陷小鼠 這種小鼠對于實(shí)驗(yàn)性的腫瘤移植和免疫功能的研究有著極