常用疾病動物模型和醫(yī)學應用

關于常用疾病動物模型和醫(yī)學應用第一節(jié)疾病動物模型是醫(yī)學創(chuàng)新研究的工具1.概念

人類疾病動物模型（animalmodelofhumandisease)是醫(yī)學科學研究中建立起來的模擬人類疾病表現(xiàn)的動物，是研究人類疾病的常用手段和最為有效的實驗材料。2.意義為解決“醫(yī)學倫理學”限制提供科學的研究方法；為人類疾病的研究提供豐富的實驗材料；實驗條件可控，可分解研究因素；有助于全面了解疾病的本質(zhì)。第2頁,共49頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)心血管疾病動物模型1.動脈粥樣硬化（atherosclerosis,AS）動物模型(1)高脂飼養(yǎng)法建立AS模型1）材料與方法：

①大鼠飼喂含1%~4%膽固醇、10%豬油、0.2%甲硫氧嘧啶的高脂飼料，一個月后出現(xiàn)AS斑塊第3頁,共49頁，2024年2月25日，星期天②雄性小鼠C57BL/6J小鼠飼喂含2%~5%膽固醇、2%膽酸鈉、30%可可脂的高脂飼料，25周后全部小鼠在主動脈弓和近端冠狀動脈內(nèi)發(fā)生脂質(zhì)斑塊③兔每日喂服0.3g膽固醇,4個月可見AS斑塊第4頁,共49頁，2024年2月25日，星期天2）評價和應用：常用的實驗動物為家兔和大鼠。兔病變部位與人類病變的主要區(qū)別：①兔的病變主要在主動脈弓和心肌內(nèi)冠狀動脈，而人體的主要病變部位在腹主動脈和心肌外冠狀動脈；②兔無人體的并發(fā)癥，產(chǎn)生的損傷更類似于黃瘤病而不像人的AS;第5頁,共49頁，2024年2月25日，星期天(2)化學損傷法建立AS模型1）材料和方法：用3~4個月Wistar雄性大鼠，一次性腹腔注射維生素D60萬U/kg，注射3天后的內(nèi)皮細胞有短突起凸向官腔，細胞內(nèi)有大小不等的空泡，18天后有平滑肌增生，內(nèi)彈性膜斷裂，膠原纖維增多，34天后平滑肌細胞從彈性斷裂處伸入，有些平滑肌細胞成為泡沫細胞，整個病理變化過程與AS病理變化相似第6頁,共49頁，2024年2月25日，星期天2）評價和應用：

維生素D誘發(fā)動脈粥樣硬化主要是通過誘發(fā)破壞動脈管壁內(nèi)皮細胞的完整性，有利于血漿脂質(zhì)對管壁侵入和損傷，從而形成動脈硬化。該造模方法具有操作簡便、可靠、成功率高、成本低等優(yōu)點。對AS的發(fā)病機制及藥物療效評價等多方面具有廣闊前景。第7頁,共49頁，2024年2月25日，星期天2、高血壓（hypertensivedisease）動物模型(1)內(nèi)分泌型高血壓大鼠模型1）材料與方法：SD大鼠100~150克，3%戊巴比妥鈉腹腔注射，腹部正中切口進行左腎切除。術后大鼠用去氧皮質(zhì)酮醋酸鹽（DOCA）50mg/kg皮下注射，每日一次，每周給藥五天，共五周，同時飲用1%氯化鈉溶液，停止給藥后改普通飲水。給藥一周后，50%大鼠血壓升高，停藥后，約70%形成持久性高血壓，收縮壓大于160mmHg者供實驗使用。第8頁,共49頁，2024年2月25日，星期天2）評價和應用：

該模型為內(nèi)分泌性高血壓模型，是一種繼發(fā)性高血壓模型，與人類高血壓模型中的原發(fā)性醛固酮增多癥相似。所以可用于原發(fā)性醛固酮增多癥所知高血壓的研究。第9頁,共49頁，2024年2月25日，星期天（2）飲食誘導高血壓大鼠模型1）材料與方法：SD大鼠160~180克，飼喂含66%果糖、12%脂肪、22%蛋白質(zhì)的高果糖飼料，飲水含蔗糖10%。飼養(yǎng)四周后即可成模。2）評級和應用：該高血壓大鼠同時有胰島素抵抗及高胰島素血癥，故可廣泛用于高血壓合并胰島素抵抗的研究。第10頁,共49頁，2024年2月25日，星期天3.心肌缺血動物模型1）材料和方法：常用小型實驗動物為大鼠、兔，大型動物為犬、豬為主。造模方法：開胸法和不開胸法開胸法：利用結扎或電刺激的方法使冠狀動脈腔縮小或完全閉合；不開胸法：指介入栓塞，利用線栓或球囊深入到堵塞的冠狀動脈分支中，阻塞血管，使心肌缺血或梗死。第11頁,共49頁，2024年2月25日，星期天評價模型的主要指標：①心電圖表現(xiàn)為明顯的S-T段抬高和（或）伴有T波倒置。②TTC染色，梗死部位為蒼白。第12頁,共49頁，2024年2月25日，星期天2）評價和應用：中國小型豬心臟及冠脈系統(tǒng)的的解剖生理特點與人類相似,優(yōu)于其他動物。其模型更加符合臨床特點。通過心導管介入，送入栓子，栓塞動脈阻斷血管，造成心肌梗死，其病理過程與臨床相似，更適合研究之用。第13頁,共49頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)腫瘤動物模型一、自發(fā)性腫瘤模型實驗動物群中不經(jīng)有意識的人工實驗處置而自然發(fā)生的一類腫瘤稱之為自發(fā)性腫瘤。腫瘤實驗研究中，一般應當采用高發(fā)病率的實驗動物腫瘤模型作為研究對象，低發(fā)病率的腫瘤模型可作為對照組。第14頁,共49頁，2024年2月25日，星期天（一）近交系小鼠1、A和A/He系：雌性乳腺癌發(fā)病率為30%~80%。2、BALB/c系肺癌發(fā)病率雌性26%，雄性29%3、AKR高發(fā)白血病品系，淋巴性白血病發(fā)病率：雄性：76%~90%雌性68%~90%4、C3H系：乳腺癌發(fā)病率為97%，雌鼠乳汁中有乳腺癌致病因子。5、C58系高發(fā)白血病，淋巴性白血病發(fā)病率為95%6、129/terSv亞系睪丸畸胎瘤發(fā)病率為30%，多發(fā)于懷孕的12~13天。第15頁,共49頁，2024年2月25日，星期天（二）近交系大鼠1、ACI系雄性大鼠自發(fā)性腫瘤發(fā)病率：睪丸腫瘤46%，腎上腺腫瘤16%，腦腫瘤11%。2、F344乳腺癌自發(fā)率,雄鼠41%，雌鼠23%。腦垂體腺瘤雄鼠36%，雌鼠24%。睪丸間質(zhì)細胞瘤85%。第16頁,共49頁，2024年2月25日，星期天3、M520大于18日齡時，子宮癌12%~50）%，腎上腺髓質(zhì)瘤65%~85%，腦垂體瘤20%~40%.4、LOU/C系八月齡以上，自自發(fā)性漿細胞瘤，雄鼠30%，雌鼠16%。第17頁,共49頁，2024年2月25日，星期天二誘發(fā)性腫瘤模型（一）材料方法：1、甲基芐基亞硝胺誘發(fā)食管癌將原液配成0.05%~0.2%濃度的水溶液灌胃大鼠，劑量為1mg/kg,1次/日，27天左右出現(xiàn)食管乳頭狀瘤，至七個月誘發(fā)食管癌為53%。小鼠以每公斤體重0.25mg/d，灌胃一次，三個月后，全部小鼠出現(xiàn)胃乳頭狀癌，7~8個月后誘發(fā)前胃癌為85~100%。

第18頁,共49頁，2024年2月25日，星期天2、誘發(fā)鼻咽癌動物模型

常用大鼠鼻腔皮下注射硝基哌嗪（DNP）、二甲基膽蒽（MC）等誘癌劑。取體重120克左右大鼠，乙醚麻醉，從前鼻孔將含有特制的MC插入鼻腔注射。半年以上或者動物死亡時，鼻咽部做病理連續(xù)切片，發(fā)癌率可達60%以上。第19頁,共49頁，2024年2月25日，星期天4、大腸癌誘發(fā)動物模型（1）二甲肼（DMH）誘發(fā)小鼠大腸癌：用18~20g的KM小鼠,將DMH配成0.4%溶液，并用NaHCO3將PH值調(diào)到6.5-7.0，給小鼠頸部皮下注射DHM20mg/kg。連續(xù)注射20次，可發(fā)生大腸癌。第20頁,共49頁，2024年2月25日，星期天（2）甲基亞硝基胍（MNNG）誘發(fā)大鼠大腸癌

選用18周齡的Wister大鼠，雌雄不限，將MNNG用33%乙醇配成0.67%MNNG乙醇溶液。用磨平的腰椎穿刺針頭（長度16cm）由肛門插入大腸7~8cm（相當于結腸左曲處），每次注入0.3ml（相當于MNNG2mg）每周兩次，共25次大腸癌誘發(fā)率為93%，腫瘤密集于距肛門3~6厘米的結腸處。第21頁,共49頁，2024年2月25日，星期天5、子宮頸癌誘發(fā)腫瘤模型

雌性小鼠，以附有0.1mgMC的棉紗線結在動物不麻醉狀態(tài)下，借助于陰道擴張器及磨損的彎針，將線穿入宮頸。經(jīng)右宮角由背部穿出，使線結固定于宮頸口。線另一端固定于背部肌肉，縫合皮膚，掛線以后，同日開始連續(xù)注射青霉素2~3天，可誘發(fā)子宮癌。第22頁,共49頁，2024年2月25日，星期天2）評價和應用：（1）對可疑致癌因素進行驗證，體內(nèi)實驗中能否誘發(fā)腫瘤是環(huán)境因素致癌與否的最終確定指標。（2）誘發(fā)腫瘤的過程中可以觀察每個階段組織細胞的變化，為腫瘤的的發(fā)生發(fā)展機制研究提供了材料和方法。（3）在致癌物質(zhì)誘發(fā)腫瘤的過程中對腫瘤發(fā)生進行干預實驗是研究腫瘤預防和治療的方法。（4）是移植性腫瘤模型的瘤源。第23頁,共49頁，2024年2月25日，星期天三、移植腫瘤動物模型以胃癌原位移植為例1、細胞懸液接種法：材料方法:裸小鼠術前禁食12小時，按照每公斤體重1.2mg的劑量經(jīng)腹腔注射速眠新注射液麻醉，麻醉固定，消毒、腹正中切口，打開腹腔將小鼠的胃輕柔拉出，將培養(yǎng)好的胃癌細胞懸液接種至胃大彎前壁肌層至黏膜下，每只注射0.1ml。第24頁,共49頁，2024年2月25日，星期天2.組織塊移植法：（1）材料與方法：裸小鼠術前禁食12小時，按照每公斤體重1.2mg的劑量經(jīng)腹腔注射速眠新注射液麻醉，麻醉固定，消毒、腹正中切口，打開腹腔將小鼠的胃輕柔拉出，眼科剪劃傷大彎胃漿膜面，手術線將1.5×1.5×1.5mm的瘤組織塊穿透全層縫掛于胃壁上?？p合腹膜皮膚，精心飼養(yǎng)。第25頁,共49頁，2024年2月25日，星期天（2）評價與應用移植性腫瘤可以使一群動物帶有同樣的腫瘤，生長素率一致，個體差異較小，移植成功率近100%，可以連續(xù)傳代，對于宿主的影響也近乎一致。當前抗癌藥物篩選大多數(shù)選用移植性腫瘤模型。第26頁,共49頁，2024年2月25日，星期天第五節(jié)代謝性疾病動物模型一、肥胖癥動物模型

一般將超過標準體重20%成為肥胖癥，肥胖癥的發(fā)生與遺傳和環(huán)境因素有關。第27頁,共49頁，2024年2月25日，星期天（一）谷氨酸鈉（MSG）又到代謝性肥胖模型（1）材料方法：新生大鼠自出生當日開始，每天在頸背部皮下注射谷氨酸鈉3g/kg，連續(xù)5天。限每只母鼠喂養(yǎng)乳鼠4~6只，第二十一天后斷乳，并飼以營養(yǎng)飼料，至六周后出現(xiàn)進行性肥胖，5~6個月齡時，肥胖處于穩(wěn)定。第28頁,共49頁，2024年2月25日，星期天(2)評價應用：

MSG下丘腦神經(jīng)元系統(tǒng)受損，但“飽中樞”的腹側正中核并未受損，下丘腦弓狀核部位多巴胺系統(tǒng)受損，但其他兒茶酚胺系統(tǒng)未見受損。該模型所致肥胖與代謝異常有關，可用于研究內(nèi)分泌失調(diào)在肥胖中的作用和地位。第29頁,共49頁，2024年2月25日，星期天（二）金硫葡萄糖（GTG）誘導小鼠肥胖模型GTG腹腔注射成年小鼠，致小鼠“飽中樞”的腹側正中核受損，小鼠VMH的蒼白球的細胞、神經(jīng)纖維網(wǎng)和血管遭受破壞，引起肥胖。第30頁,共49頁，2024年2月25日，星期天（1）材料方法：體重20-24g雄性小鼠禁食16小時后，一次腹腔注射GTC800mg/kg在給GTC后兩周，其棕色脂肪組織的合成是對照組的兩倍，隨后降至正常水平第31頁,共49頁，2024年2月25日，星期天（2）評價應用：

GTC小鼠的顯著特點是肥胖和多食。GTC產(chǎn)生肥胖的主要原因是TG合成增加和脂肪酶活性降低。此種方法可用于探討中樞性肥胖機制。第32頁,共49頁，2024年2月25日，星期天二、糖尿病動物模型（一）手術性糖尿病模型的建立（1）材料方法：選取犬、家兔或大鼠。全部切除胰腺，可制成無胰腺型糖尿病動物模型。但需要補充外源性胰島素。第33頁,共49頁，2024年2月25日，星期天（2）評價應用：在行胰腺大部切除（一般80%~90%）后，殘存的胰島受到高糖飲食刺激后使胰島B細胞功能衰竭，形成永久性糖尿病。或者結扎胰管加高糖飲食，使胰島形成明顯的退行性變而形成糖尿病。第34頁,共49頁，2024年2月25日，星期天（二）化學物質(zhì)損傷性糖尿病動物模型的建立1、四氧嘧啶（AIX)誘發(fā)糖尿病動物模型。四氧嘧啶通過產(chǎn)生氧自由基兒破壞胰島B細胞，導致胰島素缺乏，引起高血糖。(1)材料方法：

Wister大鼠按120mg/100g體重腹腔注射AIX；或者按小鼠65~80mg/kg體重腹腔注射AIX。同時給予阿托品（32mg/kg）l連續(xù)5天，通過阻斷毒蕈堿傳遞來提高實驗性糖尿病的發(fā)生率，并使之維持糖尿病的癥狀。

第35頁,共49頁，2024年2月25日，星期天（2）評級應用：優(yōu)點：用藥量少、價廉?？焖俪赡＃赡Ｂ矢呷秉c：大劑量的AIX可導致大規(guī)模的肝腎組織中毒性損傷。使動物酮癥酸中毒死亡。第36頁,共49頁，2024年2月25日，星期天2、鏈脲佐菌素（streptozoticin,STZ）

STZ是目前使用最廣泛的糖尿病動物模型化學誘導劑，能干擾葡萄糖轉(zhuǎn)運，誘導葡萄糖激酶的功能，誘導DNA雙鏈斷裂。第37頁,共49頁，2024年2月25日，星期天（1）材料方法：是用小劑量STZ和福氏完全佐劑（CFA），正常飲食條件下，每只大鼠腹腔內(nèi)注射0.5mlCFA，次日按照25mg/kg體重，腹腔內(nèi)注射STZ溶液每周一次，連續(xù)三周重復上訴步驟，第三周成模率可達87.5%第38頁,共49頁，2024年2月25日，星期天（2）評價應用：

STZ價格較貴，但是模型穩(wěn)定，一般不表現(xiàn)自發(fā)性緩解。采用多次小劑量注射，與其他免疫藥聯(lián)用、與特殊膳食共同誘導等方法，均可有效模擬糖尿病的病程及發(fā)病原理，并井底動物的死亡率。第39頁,共49頁，2024年2月25日，星期天第六節(jié)免疫性疾病動物模型1、免疫功能低下癥動物模型

環(huán)磷酰銨（cyclophosphamide,Cy）是強免疫抑制劑，常作為抗癌藥物和免疫制劑在臨床廣泛使用，但在殺傷癌細胞的同時也明顯損害快速增殖的正常細胞。特別對免疫系統(tǒng)和造血功能產(chǎn)生嚴重的損害。環(huán)磷酰銨主要破壞DNA的結構和功能，進而抑制DNA復制和蛋白質(zhì)合成，抑制細胞分裂，致使免疫功能低下。第40頁,共49頁，2024年2月25日，星期天第六節(jié)免疫性疾病動物模型（1）造模方法：選用ICR小鼠，18±2g，雌雄兼用。將20只小鼠，按性別及體重隨機分成兩組，每組10只。正常對照組：生理鹽水50mg/kg行腹腔注射;模型組Cy50mg/kg，行腹腔注射。每天一次，連續(xù)兩天。第41頁,共49頁，2024年2月25日，星期天（2）評價應用：Cy組小鼠血清中IgM水平明顯降低，NK細胞活性下降。溶血素值下降，血清中IL-2含量明顯減少，CDt、CDF細胞數(shù)及CD4+/CD8+細胞比值明顯低于正常對照組?？捎糜谥兴帉τ谔岣呙庖吖δ艿拖掳Y研究。免疫調(diào)節(jié)作用的保健食品或者藥品的功效研究第42頁,共49頁，2024年2月25日，星期天2、猴誘發(fā)免疫缺陷動物模型（1）造模方法：健康成年恒河猴，經(jīng)體檢無SIV（simianimmunodeficiencyvirus）,猴逆轉(zhuǎn)錄D型病毒(SRV)和猴T淋巴細胞性白血病病毒(STLV).動物常規(guī)麻醉，毒株SIVImac251以3MID(3個100%猴感染劑量)經(jīng)經(jīng)脈注射感染動物。感染后2周，血漿病毒分離陽性。第43頁,共49頁，2024年2月25日，星期天（2）評價與應用：感染癥狀表現(xiàn)為：發(fā)熱，皮疹、腹瀉和外周淺表淋巴結腫大。最常見的并發(fā)癥為腹瀉。另外恒河猴感染SIVsm的實驗證明盡管該病毒不引起原有宿主的明顯疾病，但會引起另一種