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历史沿革人类疾病的动物模型概念人类疾病动物模型意义人类疾病的动物模型的原则人类疾病的动物模型的分类常用动物模型的复制方法移植瘤模型成功制作的影响因素历史沿革历史沿革无无论是是现代医学,代医学,传统医学医学还是蒙医,藏医等是蒙医,藏医等发展展之路都凝集着之路都凝集着动物模型的功物模型的功绩。古代医学古代医学发达的中国、印度、埃及、古希腊、达的中国、印度、埃及、古希腊、古古罗马等都曾有使用等都曾有使用动物模型的物模型的记载。古埃及古埃及为保存尸体制作木乃伊保存尸体制作木乃伊时首先使用猫、蛇和昆虫等首先使用猫、蛇和昆虫等制成制成动物木乃伊。物木乃伊。公元前公元前310250年,埃拉吉斯塔特(年,埃拉吉斯塔特(Erasistatus)通)通过猪猪的的实验确定了气管是呼吸通道,肺是呼吸空气的器官。确定了气管是呼吸通道,肺是呼吸空气的器官。哈哈维(WilliamHarvey)通)通过对狗、蛙、蛇、狗、蛙、蛇、鱼等等动物模物模型的研究型的研究发现了血液循了血液循环,证实了机体血液循了机体血液循环的的现象。象。巴甫洛夫通巴甫洛夫通过大量大量动物模型的复制,物模型的复制,对心心脏生理、消化生生理、消化生理、高理、高级神神经活活动之方面作出了重大之方面作出了重大贡献献。人人类疾病的疾病的动物模型概念物模型概念人人类疾病疾病动物模型(物模型(Animal models of Animal models of human diseaseshuman diseases)是指生物医学研究中建立)是指生物医学研究中建立的具有人的具有人类疾病模疾病模拟表表现的的动物物实验对象和材象和材料。料。人人类疾病疾病动物模型意物模型意义1.1.避免了人体避免了人体实验造成的造成的风险和和伦理理问题。 如急性、慢性呼吸系如急性、慢性呼吸系统疾病,用疾病,用动物替代人做物替代人做实验对象,在象,在设计条件下反复条件下反复观察和研究。察和研究。2.2.利于研究利于研究发病率低,病程病率低,病程长的疾病;的疾病;遗传性、免性、免疫性、代疫性、代谢性、内分泌、血液等疾病在性、内分泌、血液等疾病在临床上床上发病率病率较低,如:再生障碍性低,如:再生障碍性贫血、血、肿瘤、慢瘤、慢支、支、动脉粥脉粥样硬化等)。硬化等)。3.3.可可严格控制格控制实验条件,增加方法学上的可比性;条件,增加方法学上的可比性;4.4.样品收集方便,结果分析容易。样品收集方便,结果分析容易。5.5.比比较人畜共患病病原体人畜共患病病原体对人与人与动物病物病变的异同,更加全面的异同,更加全面了解疾病性了解疾病性质。人人类疾病的疾病的动物模型的原物模型的原则 1 1相似性。相似性。 2 2重复性。重复性。 3 3可靠性。可靠性。 4适用性和可控性。适用性和可控性。5易行性和易行性和经济性。性。1 1相似性:相似性: 复制的复制的动物模型,目的在于从中找出可以推广(外推)物模型,目的在于从中找出可以推广(外推)应用于人用于人类的有关的有关规律;其次,复制的律;其次,复制的动物模型物模型应尽可能尽可能近似人近似人类疾病的情况,最好能找到与人疾病的情况,最好能找到与人类疾病相同的疾病相同的动物物自自发性疾病模型。性疾病模型。 如:已如:已发现老雌性猪自老雌性猪自发性冠状性冠状动脉粥脉粥样硬化硬化是研究人是研究人类冠心病的理想模型。冠心病的理想模型。原原发性高血性高血压大鼠是研究人大鼠是研究人类原原发性高血性高血压的理想模型,的理想模型, 与人与人类完全相同的完全相同的动物模型物模型毕竟是少数,往往需要人竟是少数,往往需要人工加以复制。因此,首先要注意工加以复制。因此,首先要注意动物的物的选择,以及,以及临床症床症状、状、发病机理的相似性。病机理的相似性。 如,小如,小鸡最适宜做高脂血症的模型,因它的血最适宜做高脂血症的模型,因它的血浆甘油三甘油三酯、胆固醇胆固醇以及以及游离脂肪酸游离脂肪酸水平与人十分相似,低密度和水平与人十分相似,低密度和极低密度脂蛋白的脂极低密度脂蛋白的脂质构成也与人相似。构成也与人相似。2 2重复性:理想的模型重复性:理想的模型应是是规范、准确地重复再范、准确地重复再现。影响影响动物模型的因素很多,其中主要是物模型的因素很多,其中主要是动物因素物因素(品种、品系、年(品种、品系、年龄、性、性别、健康等)和、健康等)和环境因素境因素(饲养养环境、境、实验环境、境、实验控制条件等),是控制条件等),是动物模型重物模型重现的可靠保的可靠保证。此外,。此外,实验方法步方法步骤、实验者的操作技者的操作技术熟熟练程度等。要求尽可能一致。程度等。要求尽可能一致。3 3可靠性:复制的可靠性:复制的动物模型物模型应力求近似人力求近似人类疾病,疾病,并可特异的反并可特异的反应某种疾病或某种功能、代某种疾病或某种功能、代谢、结构构变化,以及复制化,以及复制该疾病的主要症状和体征,并疾病的主要症状和体征,并经实验室室检查或或X X线照片、心照片、心电图、病理切片等、病理切片等证实。 如:如:铅中毒可用沙鼠作中毒可用沙鼠作为动物模型,物模型, 而不而不选用用大鼠,因大鼠,因为沙鼠只有在沙鼠只有在铅中毒才会出中毒才会出现相相应的的肾病病变,而大鼠容易犯地方性肺炎及,而大鼠容易犯地方性肺炎及进行性行性肾病病(自(自发性的)。性的)。4适用性和可控性:复制适用性和可控性:复制动物模型物模型应考考虑临床床应用用和易于控制其疾病的和易于控制其疾病的发展,以利于展,以利于进行研究。行研究。5.5.易行性和易行性和经济性性人人类疾病的疾病的动物模型的分物模型的分类一、按一、按产生原因分生原因分类二、按系二、按系统范范围分分类三、按模型种三、按模型种类分分类四、中医四、中医药体系分体系分类(一)(一)动物模型复制按物模型复制按产生原因分生原因分类1自发性动物模型自发性动物模型(spontaneousanimalmodel)2诱发性性动物模型物模型(inducedanimalmodel)3抗疾病型动物模型(抗疾病型动物模型(Negativeanimalmodel)4.生物医学动物模型(生物医学动物模型(Biomedicalanimalmodel)1. 1.自自发性性动物模型物模型( (spontaneousanimalmodel) )定定义:是指:是指实验动物未物未经任何人工任何人工处置,在自然条件下置,在自然条件下发生的生的的疾病或由于基因突的疾病或由于基因突变的异常表的异常表现,通,通过定向培育而保留下来定向培育而保留下来的的动物模型。物模型。主要包括:主要包括:近交系的近交系的肿瘤疾病模型瘤疾病模型,C3HC3H小鼠:乳腺小鼠:乳腺肿瘤自瘤自发率率为80- 100%80- 100%;卵巢癌:;卵巢癌:DBADBA小鼠自小鼠自发率率为55.5%55.5%。 突突变系的系的遗传疾病模型疾病模型,如:自,如:自发性高血性高血压大鼠,自大鼠,自发性糖性糖尿病地鼠,自尿病地鼠,自发性糖尿病小鼠性糖尿病小鼠KKAyKKAy小鼠(小鼠(5 5周周龄非空腹血糖可非空腹血糖可达达17mmol/L17mmol/L)、青光眼兔、肥胖症小鼠。)、青光眼兔、肥胖症小鼠。优点点: 人人为因素少,相似性高。因素少,相似性高。缺点缺点:来源:来源较困困难,种,种类相相对少。少。自自发性高血性高血压大鼠大鼠(spontaneously hypertensive rat, SHR Rat)SHR Rat 5周龄血压可达周龄血压可达150mmHg。141/203 mmHgHR 390 Normal Rat 121/ 84 mmHgHR 3802.2.诱发性性动物模型(物模型(实验性性动物模型)物模型) 定定义: 通通过物理、化学和生物等致病因素作用于物理、化学和生物等致病因素作用于动物,造成物,造成动物物组织、器官或全身一定的、器官或全身一定的损害,害,并出并出现某些某些类似人似人类疾病疾病时的功能、代的功能、代谢或形或形态结构方面的改构方面的改变,以供研究用。,以供研究用。优点点:能在短:能在短时间内复制出大量疾病模型,内复制出大量疾病模型,实验条件易控制,重复性好。条件易控制,重复性好。缺点缺点:和自然:和自然产生的疾病模型在某些方面存在一生的疾病模型在某些方面存在一定差异。定差异。诱发性性动物模型的方法:物模型的方法:物理因素:射物理因素:射线诱发肿瘤瘤化学因素:化学因素:链脲佐菌素(佐菌素(STZSTZ)可)可诱发糖尿病,糖尿病,CCL4CCL4可可诱发大鼠肝硬化模型。大鼠肝硬化模型。生物因素:生物因素:HBVHBV诱发肝癌。肝癌。复合因素:高糖高脂复合因素:高糖高脂饮食食诱发动脉粥脉粥样硬化模型硬化模型 定定义:是指特定的疾病不会在某种:是指特定的疾病不会在某种动物身上物身上发生,从而可以用来探生,从而可以用来探讨为何何这种的种的对该疾病疾病有天然的抵力。有天然的抵力。 如哺乳如哺乳动物均易感染血吸虫病,但洞庭湖物均易感染血吸虫病,但洞庭湖流域的流域的东方田鼠方田鼠却不能复制虫病,因而可用于却不能复制虫病,因而可用于血吸虫感染的机制和抗病的研究。血吸虫感染的机制和抗病的研究。3 3抗疾病型抗疾病型动物模型物模型 4 4生物医学生物医学动物模型物模型 定定义:是指利用健康:是指利用健康动物的生物特征来通物的生物特征来通过人人类疾病相似表疾病相似表现的疾病模型。的疾病模型。 如:兔甲状腺旁分布如:兔甲状腺旁分布较分散,摘除甲状腺不影分散,摘除甲状腺不影响甲状旁腺功能,是摘除甲状腺响甲状旁腺功能,是摘除甲状腺实验较理想的理想的动物模型。物模型。 (二)、按系统范围分类(二)、按系统范围分类1疾病的基本病理疾病的基本病理过程程动物模型物模型如如发热、炎症、休克、炎症、休克、电解解质紊乱等紊乱等2各系各系统疾病疾病动物模型物模型1.1.整体整体动物:是常用的疾病模型,也是研究人物:是常用的疾病模型,也是研究人类疾疾病机制常用的的手段。病机制常用的的手段。 2.2.离体器官和离体器官和组织 3.3.细胞株和数字模型胞株和数字模型(三)、按模型种(三)、按模型种类分分类(四)、按中医药体系分类(四)、按中医药体系分类 阴虚动物模型阴虚动物模型阳虚动物模型阳虚动物模型气虚动物模型气虚动物模型血虚动物模型血虚动物模型脾虚动物模型脾虚动物模型肾虚动物模型肾虚动物模型厥脱证动物模型厥脱证动物模型注意事项注意事项(一)注意模型要尽可能再(一)注意模型要尽可能再现所要求的人所要求的人类疾病疾病(二)注意所(二)注意所选用用动物的物的实用价用价值(三)注意(三)注意环境因素境因素对动物模型的影响物模型的影响(四)不能盲目地使用近交系(四)不能盲目地使用近交系动物,不然会物,不然会导致不致不能控制的因素影响能控制的因素影响实验(五)(五)动物物进化的高化的高级程度不意味着其器官和功能程度不意味着其器官和功能接近于人。接近于人。(六)正确(六)正确评估估动物疾病模型物疾病模型影响动物模型的因素影响动物模型的因素(一)(一)动物因素物因素对动物模型复制的影响物模型复制的影响(二)(二)环境因素境因素对动物模型复制的影响物模型复制的影响(三)(三)实验技技术因素因素对动物模型复制的影响物模型复制的影响(四)(四)营养因素养因素对动物模型复制的影响物模型复制的影响(一)动物因素对动物模型复制的影响(一)动物因素对动物模型复制的影响1动物种物种类的影响的影响2动物品系的影响物品系的影响3年年龄和体重的影响和体重的影响4性性别因素的影响因素的影响5生理状生理状态和健康因素的影响和健康因素的影响 不同种属的哺乳不同种属的哺乳动物在解剖、生理特征和物在解剖、生理特征和对各种因素的反各种因素的反应上各有不同。上各有不同。 如研究醋酸棉酚如研究醋酸棉酚对雄性雄性动物生殖功能的影响物生殖功能的影响时,小鼠,小鼠对醋酸很不敏感,不宜醋酸很不敏感,不宜选用,而大鼠、豚鼠用,而大鼠、豚鼠对其非常敏感,宜其非常敏感,宜选用。用。 呕吐呕吐实验:大鼠、小鼠、豚鼠、兔:大鼠、小鼠、豚鼠、兔对催吐催吐药不不产生反生反应,而猫、犬和人而猫、犬和人则容易容易产生呕吐。生呕吐。 1.1动物种物种类对动物模型复制的影响物模型复制的影响1.21.2动物品系物品系对动物模型复制的影响物模型复制的影响 同一品种不同品系同一品种不同品系动物,由于物,由于遗传差异性,不差异性,不同的个体在同的个体在遗传、表型上都有一定差异性。、表型上都有一定差异性。 如:如:DBA/2DBA/2小鼠小鼠100%100%的可的可发生听原性生听原性癫痫发作,作,而而C57BLC57BL小鼠小鼠根本不出根本不出现该反反应。1.31.3年年龄和体重和体重对动物模型复制的影响物模型复制的影响 根据根据实验要求要求选取相取相应的年的年龄和体重和体重动物,一般物,一般动物物实验设计应选成年成年动物。物。1.41.4性性别因素因素对动物模型复制的影响物模型复制的影响 许多多实验证明,不同性明,不同性别动物物对同一同一药物敏感物敏感性差异性差异较大。大。 如如: :麦角新碱麦角新碱对5-65-6周的雄性大鼠有周的雄性大鼠有镇痛效果而痛效果而对雌性雌性则没有没有镇痛效果。痛效果。1.5 1.5 生理状生理状态和健康因素的影响和健康因素的影响 生理状生理状态如如怀孕、哺乳期孕、哺乳期时,对外界因素作用外界因素作用的反的反应性常性常较未未怀孕、哺乳的孕、哺乳的动物有物有较大差异。大差异。 动物在体温升高的情况下物在体温升高的情况下对解解热药比比较敏感,敏感,而而对体温正常体温正常时则不敏感。不敏感。 健康因素:是否有潜在的病毒、健康因素:是否有潜在的病毒、细菌感染等。菌感染等。如:如:(二)(二)实验技技术对复制复制动物模型的影响物模型的影响1 1实验季季节:不同季:不同季节,动物的机体反物的机体反应性有一定的改性有一定的改变。以。以辐射效射效应为例,家兔例,家兔对辐射敏感性在春夏两射敏感性在春夏两季升高,而秋冬两季季升高,而秋冬两季则降低。降低。2 2昼夜不同昼夜不同时间的影响:大、小鼠在白天的影响:大、小鼠在白天辐射敏感性降射敏感性降低(死亡低(死亡较少,少,LD50/30LD50/30较高,体重下降高,体重下降较少)而少)而晚上晚上则升高。升高。3 3麻醉深度的影响:麻醉深度要适度、恒定,不要麻醉深度的影响:麻醉深度要适度、恒定,不要过深、深、过浅。浅。4 4手手术技巧的影响:即是操作技技巧的影响:即是操作技术的熟的熟练程度。程度。5 5实验给药的影响:的影响:给药的途径、制的途径、制剂、剂量等。量等。6 6对照照组对造模的影响。造模的影响。(三)环境因素和营养因素对复制动物模型的影响三)环境因素和营养因素对复制动物模型的影响光照光照饲料料噪音噪音饮水水温度温度营养水平养水平湿度湿度氨氨浓度度气流速度气流速度常用动物模型的复制方法常用动物模型的复制方法一、一、肿瘤瘤动物模型物模型二、消化系二、消化系统疾病疾病动物模型物模型三、呼吸系三、呼吸系统疾病疾病动物模型物模型四、心血管系四、心血管系统疾病疾病动物模型物模型五、泌尿系五、泌尿系统疾病疾病动物模型物模型六、神六、神经系系统疾病疾病动物模型物模型七、造血系七、造血系统疾病疾病动物模型物模型八、八、内分泌及代内分泌及代谢性疾病模型性疾病模型九、九、骨骼系骨骼系统疾病疾病动物模型物模型十、十、皮肤疾病皮肤疾病动物模型物模型十一、五官科常十一、五官科常见动物模型物模型十二、十二、妇产科疾病科疾病动物模型物模型十三、儿科疾病十三、儿科疾病动物模型物模型十四、十四、传染性疾病染性疾病动物模型物模型十五、寄生虫病十五、寄生虫病动物模型物模型十六、普通外科手十六、普通外科手术动物模型物模型十七、十七、创伤动物模型物模型十八、中医症候十八、中医症候动物模型物模型肿瘤瘤动物模型的复制方法物模型的复制方法一、一、诱发性性肿瘤瘤动物模型物模型 a. a. 化学法化学法 b. b. 生物生物 c. c. 物理法物理法二、二、动物自物自发性性肿瘤模型瘤模型 三、基因工程三、基因工程肿瘤模型瘤模型 癌基因高表达:癌基因高表达:k-rask-ras 敲除敲除P53P53等抑癌基因(等抑癌基因(naturenature,19921992) 四、人四、人肿瘤移植瘤移植动物模型物模型1诱发性肝癌性肝癌动物模型物模型有多种致癌物:有多种致癌物:黄曲霉素,甲基乙硝胺介介绍其中的一种其中的一种药品:黄曲霉素品:黄曲霉素动物:大鼠物:大鼠途径:途径:饲料中拌喂料中拌喂浓度:度:0.0110.015PPM时间:6个月个月诱发率:率:80%2动物自发性肿瘤模型动物自发性肿瘤模型自自发性性肿瘤在小鼠中瘤在小鼠中较多多主要部位:乳腺、肺、肝、造血主要部位:乳腺、肺、肝、造血组织等,以乳腺最等,以乳腺最多,多,C3H小鼠,其乳腺小鼠,其乳腺肿瘤自瘤自发率率达达80-100%。129小鼠(生殖小鼠(生殖细胞胞肿瘤)瘤)3 3 基因工程基因工程动物模型物模型基因工程小鼠主要是基因工程小鼠主要是: :小小鼠鼠基基因因组了了解解的的很很清清楚楚,与与人人基基因因相相同同最最多多,在在疾疾病表病表现型上小鼠与人型上小鼠与人类也十分相似。也十分相似。小鼠体小鼠体积小、生命周期短、繁殖快,操作方便。小、生命周期短、繁殖快,操作方便。分分类: (1)(1)转基因小鼠基因小鼠(transgenic mice(transgenic mice) (2)(2)基因敲除小鼠基因敲除小鼠(gene knockout mice(gene knockout mice) (3)(3)基因替基因替换小鼠(小鼠(gene knockin micegene knockin mice)常见的移植瘤(动物及人类的)动物模型建立方法动物物:动物物类瘤株要移植到相瘤株要移植到相应品系的品系的动物体内,物体内, 而人而人类的的肿瘤瘤株瘤瘤株则应移植至免疫缺陷移植至免疫缺陷动物体内,如裸鼠、物体内,如裸鼠、SCIDSCID小小鼠、鼠、NOD-SCIDNOD-SCID小鼠等。小鼠等。材料材料:肿瘤瘤组织块或或细胞胞悬液。液。移植途径移植途径:异位移植异位移植(皮下、(皮下、肾包膜下或静脉注射)、包膜下或静脉注射)、 器官原位移植器官原位移植(肝、胃、(肝、胃、结肠、乳房、乳房垫、肾包膜下等)包膜下等) 移植瘤模型成功制作的影响因素:肿瘤组织:恶性程度:恶性和转移复发瘤成功率较高种类:细胞系成功率活检标本来源:淋巴瘤、骨肿瘤等难获成功部位:肿瘤块的外周部接种易成活动物的选择(裸鼠)遗传背景:胰腺癌接种BALB/c-nu成功,NIH系失败性别:雌激素依赖性肿瘤接种雄鼠生长慢鼠龄:4-6周动物健康状态接接种种部部位位:原原位位移移植植成成功功率率高高,移移植植肿瘤瘤与与人人类原原发瘤瘤相相似似。有有些些肿瘤瘤需需要要接接种种在在特特定定的的部部位位(对雌雌激激素素依依赖的的人人乳乳腺腺癌癌MCF-7 细胞胞系系,接接种种乳乳腺腺脂脂肪肪垫其其成成瘤瘤率率较高)。高)。其他:其他:环境:境:细菌病毒可以影响菌病毒可以影响NK细胞活性。胞活性。接种接种时间:越早越好:越早越好无菌操作无菌操作人人肿瘤移植瘤模型意瘤移植瘤模型意义人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.肿瘤长出后又消失;4.肿瘤无转移;5.动物寿命延长。皮下移植瘤模型The nodules in the lung and the tumors collected from the thoraxA549裸小鼠原位接种的模型大鼠walk256转移性肺癌常见的诱发性消化系统疾病动物模型常见的诱发性消化系统疾病动物模型1.化学损伤性肝纤维化动物模型的建立动物:wistar大鼠,体重130g左右。药物:硫代乙酰胺腹腔注射或方法:硫代乙酰胺:第一次按20mg/100g体重,第二次12mg/100g体重,每周两次。成膜时间:约8周2.2.四四氯化碳(化碳(CCl4CCl4)诱发肝硬化肝硬化动物物模型模型动物:wistar大鼠,雄性,180200g药物:四氯化碳40%50%(CCl4)植物油溶液0.3ml/100g方法:首剂量加倍,每周两次,皮下注射。第二周,隔日以20%30%酒精1ml灌胃,饲料为常规饲料0.5%胆固醇。时间:10周左右(4-6周可以达到肝纤维化)成活率:60%80%呼吸系呼吸系统疾病疾病动物模型物模型1.肺气肿动物模型制作方法:雾化吸入法。动物:家兔1.82.0kg或大鼠180200g药物:50%猪胰弹性蛋白酶或50%木瓜蛋白酶给药:经超声雾化器雾化后经管道送入雾化箱(自制),每周一次,共三次。末次吸入后1个月即可时间:7周2.肺水肿动物模型 方法:生理方法:生理盐水注射法水注射法 动物:家兔或狗物:家兔或狗 药物:生理物:生理盐水水 给药:静脉快速:静脉快速输入大量生理入大量生理盐水,按水,按40ml/kg40ml/kg体重体重/ /分分钟 时间:达到:达到动物血量物血量1 11.51.5倍倍时即可即可发生肺水生肺水肿3.肺纤维化模型方法:有创器官给药法动物:大鼠、小鼠、兔药物:博来霉素给药途径:经气管给药,小鼠按(2,3.5,5mg/kg)。大鼠常用剂量为5mg/kg6-7,兔为8mg/kg8。时间:4周不同剂量博莱霉素致小鼠肺纤维化模型的比较。中国组织工程研究与临床康复第13卷第7期20090212出版参考文献:陶章,李惠萍。心血管系统疾病动物模型心血管系统疾病动物模型动脉粥脉粥样硬化硬化动物模型物模型20062006年年1111月月3030日根据世界日根据世界卫生生组织两位两位专家日前在新一期美家日前在新一期美国国科学公共科学公共图书馆医学医学网网络期刊上公布的一期刊上公布的一项研究,从研究,从现在至在至20302030年,心肌梗死、年,心肌梗死、脑血管病、艾滋病和肺病将是血管病、艾滋病和肺病将是导致人致人类死亡的死亡的4 4大主要疾病。大主要疾病。1.自发动脉粥样硬化模型LDL受体先天性缺陷兔:1974年渡边从日本白色种兔发现一只高脂血症的变种,经传代筛选于1979年获得成功。这种兔被名命为“watanbleheritablehyperlipidemicrabbit,WHHL”,WHHL的LDL受体先天性缺陷,从出生时表现为高胆固醇血症,幼龄时自发形成动脉硬化、心肌梗塞、黄色瘤,其症状与FH患者极其相似。WHHL是作为脂质代谢、动脉硬化不可多得的模型,已被世界各地广泛应用于研究。WHHL的高胆固醇血症,动脉硬化,黄色瘤等症状同FH患者症状十分相似。差异:高胆固醇血症并发高甘油三酯血症-可能是人与兔种系差异异种杂交体没有发生高胆固醇血症-可能是生活环境不同所引起的2 2 诱发型型动脉粥脉粥样硬化模型硬化模型食饵性动脉粥样硬化家兔:优点:家兔对高脂膳食敏感性高,对外源性胆固醇吸收率高,对高脂血症清除率低,家兔在高脂血症一个月后可造成动脉内皮损伤,2-3个月后可有动脉粥样硬化(AS)斑块。缺点:家兔是草食动物,其脂代谢与人有很大不同,病变主要分布在胸主动脉、冠状动脉小分支;而冠状动脉大分支不出病灶。病灶主要是血源性巨噬细胞源性泡沫细胞。食饵性动脉粥样硬化家兔:优点点:家家兔兔对高高脂脂膳膳食食敏敏感感性性高高,对外外源源性性胆胆固固醇醇吸吸收收率率高高,对高高脂脂血血症症清清除除率率低低, , 家家兔兔在在高高脂脂血血症症一一个个月月后后可可造造成成动脉脉内内皮皮损伤,2-32-3个个月月后后可可有有ASAS斑斑块。缺缺点点: : 家家兔兔是是草草食食动物物, , 其其脂脂代代谢与与人人有有很很大大不不同同,病病变主主要要分分布布在在胸胸主主动脉脉、冠冠状状动脉脉小小分分支支; 而而冠冠状状动脉脉大大分分支支不不出出病病灶灶。病病灶灶主主要要是是血血源源性性巨巨噬噬细胞源性泡沫胞源性泡沫细胞。胞。兔的常用配方(兔的常用配方(仅供参考):供参考): 胆固醇胆固醇0.5%-3%0.5%-3%、猪油、猪油4%-8%4%-8%、蛋黄粉、蛋黄粉5%-10%5%-10%, 11。其余。其余为基基础饲料,料,按配方加工成按配方加工成颗粒粒饲料。高脂喂养料。高脂喂养2-42-4月成膜(月成膜(ASAS)。)。 (高脂喂养加免疫(高脂喂养加免疫损伤法)胆固醇法)胆固醇0.05%-1%+0.05%-1%+牛血清白蛋白牛血清白蛋白250mg/kg250mg/kg(一次(一次性静脉注射),高脂喂养性静脉注射),高脂喂养4 4周成膜(周成膜(ASAS)2.2. (高脂喂养加球囊(高脂喂养加球囊损伤)胆固醇)胆固醇1.0%1.0%、猪油、猪油6%6%【3 3】 一般高血脂模型,喂养高脂一般高血脂模型,喂养高脂饲料料4 4周成膜,周成膜,动脉粥脉粥样硬化模型要喂养硬化模型要喂养8-128-12周。周。小型猪用含1-2%Ch饲养,6个月即可形成AS病灶,其病变特点及分布都与人类相似,特别是在冠状动脉可出现AS病灶。猪与人类在解剖、生理和代谢方面有许多共同之处,猪血浆脂蛋白和载脂蛋白结构和生化代谢也与人类似。缺点:考虑分组和数量,费用大。大鼠、多数小鼠和狗只能出现高脂血症和动脉内皮细胞功能和形态学损伤,难以出现典型的AS病灶,甚至脂纹难以出现。 损伤动脉内膜引起脉内膜引起ASAS病灶形成病灶形成1)机械)机械损伤:导管法管法、空气干燥法、空气干燥法2)化学)化学损伤:静注同型半胱氨酸静注同型半胱氨酸3)免疫)免疫损伤:喂高胆固醇膳食同喂高胆固醇膳食同时,注射牛血清白蛋白,注射牛血清白蛋白,4)钙超超载:VD2灌胃灌胃4天天+1.5%胆固醇胆固醇+0.5%胆酸胆酸+0.2%丙基硫丙基硫氧氧嘧啶,5)感染:)感染:感染肺炎衣原体或巨感染肺炎衣原体或巨细胞病毒或疱疹病毒。胞病毒或疱疹病毒。3.基因工程高脂蛋白血症动物模型3.1转apoE-Leiden 基因小鼠基因小鼠荷荷兰有一个高脂蛋白血症家系,呈有一个高脂蛋白血症家系,呈显性性遗传。病人胆固醇(。病人胆固醇(CHCH)和甘油三)和甘油三酯(TGTG)都增高,早)都增高,早发冠心病。在冠心病。在ApoEApoE基因基因编码第第120120126126氨基酸的基因氨基酸的基因缺失,称缺失,称ApoE 3-Leiden ApoE 3-Leiden 。19931993年年报告:从先告:从先证者切下者切下apoEapoE基因和在肝基因和在肝细胞内所有必胞内所有必须的的调节元件,元件,克隆后制成克隆后制成DNADNA溶液,通溶液,通过原核注射技原核注射技术获得的得的转基因小鼠,常基因小鼠,常规食物就食物就有高胆固醇和高甘油三脂,但无病灶。喂高有高胆固醇和高甘油三脂,但无病灶。喂高CHCH和高和高FATFAT,CHCH可达可达404060mmol/L,60mmol/L,整个主整个主动脉脉树ASAS病灶从泡沫病灶从泡沫细胞胞组成的脂肪条成的脂肪条纹到到纤维斑斑块、钙化病灶都有。化病灶都有。apoE基因敲除小鼠的特性基因敲除小鼠的特性非高脂喂养亦出病灶。易发部位:整个血管树8周:最早发现有泡沫细胞;15周:有纤维斑块;20周:有典型斑块(纤维粥样斑块)。2000年KnowlesJW等发现apoE基因敲除后C57小鼠比FVB小鼠发生动脉粥样硬化的倾向更明显。(Plump AS,1992). Piedrahita JA,19923.2 LDL-3.2 LDL-受体基因敲除小鼠受体基因敲除小鼠低脂饮食,胆固醇为正常二倍,多在中密度脂蛋白和低密度脂蛋白,不足以引起病灶。高脂喂养,胆固醇达1500mg,有巨大的脂肪条纹病灶,还有病灶有细胞外脂质核,纤维斑块。uIshibashiS,1993参考文献参考文献实验动物与物与实验医学医学,陈系古,潘系古,潘兴华主主编,云南科技出版社,云南科技出版社,2004。实验动物学物学,邹移海,徐志移海,徐志伟,苏钢强主主编,北京:科学出版社,北京:科学出版社,2004。实验动物学物学,郝光荣主,郝光荣主编,上海:第二,上海:第二军医大学出版社,医大学出版社,2002。实验动物学物学,罗满林,林,顾为望主望主编,北京:中国,北京:中国农业出版社,出版社,2002。中国中国实验动物信息网物信息网 lascn广广东省省实验动物信息网物信息网jax.org/Pubmed血管内膜损伤动物模型血管内膜损伤动物模型动动物:物:物:物:250250250250300g300g300g300g大鼠大鼠大鼠大鼠方法一:手方法一:手方法一:手方法一:手术术分离血管(分离血管(分离血管(分离血管(动动脉或静脉),欲致内膜脉或静脉),欲致内膜脉或静脉),欲致内膜脉或静脉),欲致内膜损伤损伤段两段两段两段两头头阻断,抽空阻断,抽空阻断,抽空阻断,抽空积积血后,用氮气吹血后,用氮气吹血后,用氮气吹血后,用氮气吹该该段血管。段血管。段血管。段血管。方法二:手方法二:手方法二:手方法二:手术术分离分离分离分离动动脉血管,根据血管直径,脉血管,根据血管直径,脉血管,根据血管直径,脉血管,根据血管直径,选择选择相相相相应规应规格的格的格的格的介入用球介入用球介入用球介入用球导导管管管管,排空气囊,插入血管内,充气后抽出;根据要求排空气囊,插入血管内,充气后抽出;根据要求排空气囊,插入血管内,充气后抽出;根据要求排空气囊,插入血管内,充气后抽出;根据要求损伤损伤的程度不同,的程度不同,的程度不同,的程度不同,可以一次或多次反复。(可以一次或多次反复。(可以一次或多次反复。(可以一次或多次反复。(球囊球囊球囊球囊损伤损伤法法法法)心脏缺血和心肌梗塞动物模型冠脉冠脉动脉阻断法:脉阻断法:结扎法的扎法的部位部位是是 1.1.大、小鼠大、小鼠:一般:一般选择在左心耳与肺在左心耳与肺动脉脉 圆锥之之间,平左心耳下,平左心耳下缘的冠状的冠状动脉左脉左前降支近段;前降支近段;2.2.兔兔: 体重体重2 23kg3kg,手,手术时,宜低位,宜低位结扎其左前降支和左冠状扎其左前降支和左冠状动脉旋支;脉旋支;3.3.犬犬:体重:体重101025kg25kg,手,手术时,开胸,开胸结扎左前降支第三分支根部或采用前降支根扎左前降支第三分支根部或采用前降支根部和根部下部和根部下约5mm5mm处双重双重结扎。扎。大鼠大鼠心心脏缺血模型缺血模型 心肌缺血结果图 模型操作图 沁尿系统疾病动物模型慢性肾功能衰竭动物模型一、一、肾切除动物模型:采用5/6肾切除(5/6nephrectomy,5/6NT)的方法可建立伴有慢性肾功能衰竭的肾间质纤维化动物模型。(二期法)动物:大鼠手术第一步:切除左肾的上下级各1/3,明胶海绵压迫切面止血。第二步:左肾手术1周后,行二期手术,同样方法切除右肾。慢性慢性肾功能衰竭功能衰竭动物模型物模型动物:大鼠,体重物:大鼠,体重药物:物:嘌呤霉素呤霉素给药:皮下注射,:皮下注射,1.5mg/100g1.5mg/100g体重,每天一体重,每天一 次,次,连续1010天。天。二、二、药物法(物法(嘌呤霉素)呤霉素)神经系统疾病动物模型神经系统疾病动物模型局灶性局灶性脑缺血模型缺血模型动物:大鼠手术:开颅手术:电凝法、烧烙法、结扎大脑中动脉法颈外动脉机械阻断法(栓塞法)此法可以做到缺血再灌注的要求造血系统疾病动物模型造血系统疾病动物模型再生障碍性贫血动物模型(诱发动物再障模型)动物:家兔药物:苯给药:0.51.0ml/kg/日,每周三次,皮下注射时间:连续1020周,导致造血干细胞受损而引起再障。一、四氧一、四氧嘧啶致糖尿病大鼠模型致糖尿病大鼠模型动物:大鼠物:大鼠药物:四氧物:四氧嘧啶方法:四氧方法:四氧嘧啶用注射用水或生理用注射用水或生理盐水配制成水配制成1%1%3%3%溶液(新溶液(新鲜配制)配制) 尾静脉注射:大鼠空腹尾静脉注射:大鼠空腹12h12h按四氧按四氧嘧啶303040mg/kg40mg/kg体重尾静脉体重尾静脉1 1次注次注射,射,稳定两周后可作定两周后可作为成功模型。成功模型。 腹腔注射:腹腔注射:120mg/kg120mg/kg体重腹腔体重腹腔连续注射两天,注射两天,100%100%成模。成模。内分泌及代内分泌及代谢性疾病性疾病动物模型物模型糖尿病动物模型二二、链脲佐菌素(STZ)诱导)的大鼠糖尿病模型动物:SPF级的SD或wister大鼠,雄性,实验性1型的体重:200-240g,实验性II型的动物体重:150-180g)。1.0%STZ的配制:链脲佐菌素配制要现配现用,在冰浴、避光条件下溶解于0.1mmol/L枸橼酸-枸橼酸钠缓冲溶液中,浓度为1.0%。糖尿病模型建立的步糖尿病模型建立的步骤(给药剂量及途径)量及途径) 1.实验性性1型糖尿病型糖尿病注射注射STZ前前动物禁食物禁食12h-16h(在注射的前一天的晚上(在注射的前一天的晚上8:00至第至第二天早上),二天早上),经腹腔或静脉腹腔或静脉单次注射次注射链脲佐菌素,大鼠:佐菌素,大鼠:50-60mg/kg。饲养管理养管理注射注射STZ后放回后放回笼内,内,6h后自由后自由进食,食,饲养在养在SPF环境境并并观察。察。血糖血糖测定定注射注射STZ72h后,断尾取血后,断尾取血测定空腹血糖,定空腹血糖,测试前禁食前禁食不禁水不禁水6h(最好早上(最好早上7:00开始禁食)开始禁食) 2.2.实验性性2 2型糖尿病型糖尿病购买回来的回来的动物适养一周。物适养一周。 高脂喂养高脂喂养 按配方按配方高脂高脂饲料或高糖高脂料或高糖高脂饲料料饮食食4 4周周, 随机抽取随机抽取动物物测定定血脂,了解血脂情况。血脂,了解血脂情况。 注射注射STZ STZ 注射前注射前动物禁食物禁食12h-16h12h-16h(在注射的前一天的晚上(在注射的前一天的晚上8:008:00至第二天至第二天早上),早上),经单次腹腔注射次腹腔注射( (大鼠,大鼠,30-40 mg /kg)30-40 mg /kg)或多次静脉注射(大鼠:或多次静脉注射(大鼠:20-25mg/kg20-25mg/kg【1 1】,1 1次次/d/d,连续2d2d)STZ STZ 溶液;溶液; 饲养养观察察 腹腔注射腹腔注射STZSTZ后,放回后,放回笼内,内,6h6h后自由后自由进食,食,饲养养观察。察。 血糖血糖测定定 注射注射STZ 72hSTZ 72h后,断尾取血后,断尾取血测定空腹血糖,定空腹血糖,测试前禁食不禁水前禁食不禁水6 6 h h(最好早上(最好早上7:007:00开始禁食)。开始禁食)。骨骼系统疾病动物模型一、长骨干骨折动物模型动物:狗、山羊、兔等方法:暴露股骨后,用线锯、骨凿均可造成骨折模型,骨缺损模型制作方法与骨折制法相似。二、卵巢切除二、卵巢切除诱导大鼠骨大鼠骨质疏松模型疏松模型动物:雌性物:雌性wistar大鼠,体重大鼠,体重300g。方法(手方法(手术切除切除发):双):双侧卵巢手卵巢手术切除法切除法时间:1个月以上,可以借助个月以上,可以借助X光判定骨光判定骨质疏松模型的成功与否。疏松模型的成功与否。动物:物:35004000g白色家兔白色家兔药物:煤焦油物:煤焦油方法:煤焦油原液隔日涂于家兔耳廓内方法:煤焦油原液隔日涂于家兔耳廓内侧,连续10次,再次,再饲养养10天天时间:共:共30天天皮肤病动物模型痤疮动物模型痤疮动物模型五官科常见疾病动物模五官科常见疾病动物模半乳糖性白内障动物模型半乳糖性白内障动物模型动物:物:wistar大鼠,大鼠,3-4周周龄药物:物:D半乳糖、氧化半乳糖、氧化钾方法:方法:50%D半乳糖生理半乳糖生理盐水水5mg当量当量氯化化钾,大鼠腹腔,大鼠腹腔注射注射7.5mg/kg/日、共两周日、共两周妇产科疾病动物模型妇产科疾病动物模型胎儿宫内生长迟缓动物模型(部分结扎子宫动脉法)动物:兔物:兔方法:妊娠方法:妊娠7天的兔,手天的兔,手术暴露双暴露双侧子子宫角,将角,将3/0钢丝线平行放置一平行放置一侧子子宫动脉中,用脉中,用3/0丝线结扎扎该动脉及脉及钢丝,然后抽出,然后抽出钢丝。时间:孕后:孕后21天天处死死动物取出胎儿,物取出胎儿,经称量即可判定,亦可在此期称量即可判定,亦可在此期间进行行相关相关实验。儿科疾病动物模型儿科疾病动物模型纤维素素D D缺乏性佝缺乏性佝偻病病动物模型物模型动物:喂以缺物:喂以缺维生素生素D的的饲料配方,料配方,钙、磷的含量根、磷的含量根据据实验设计来确定,来确定,饲养于避光养于避光环境境时间:成模于一个月左右(其:成模于一个月左右(其严重程度可随着重程度可随着时间的延的延长而加重)而加重)传染性疾病动物模型传染性疾病动物模型病毒性肝炎病毒性肝炎动物模型(甲、乙、丙型物模型(甲、乙、丙型)动物:物:狨猴、黑猩猩等猴、黑猩猩等致病途径:口服、静脉注射目的型病毒培养液致病途径:口服、静脉注射目的型病毒培养液时间:三五即可(取决于病毒毒力,:三五即可(取决于病毒毒力,暨动物的体物的体质等)等)寄生虫病动物模型寄生虫病动物模型疟原虫原虫动物模型(人物模型(人疟动物模型)物模型)动物:夜猴、松鼠猴、物:夜猴、松鼠猴、狨等。等。致模方法:将一定量致模方法:将一定量红内期原虫内期原虫经静脉注入静脉注入时间:一周以上。:一周以上。普通外科手术动物模型普通外科手术动物模型犬短犬短肠综合症模型合症模型动物:犬物:犬手手术:可根据造模目的不同,:可根据造模目的不同,选择切除和保留的切除和保留的肠段及其段及其长度。度。一般小一般小肠长度度应少于少于100cm创伤动物模型创伤动物模型1.烧伤动物模型物模型体表性体表性损伤吸入性吸入性损伤2.复合复合伤动物模型物模型放射性放射性损伤光光辐射致射致伤复合复合伤(放(放烧、烧冲)冲)冲击伤动物模型冲击伤动物模型闭口致口致伤开放致开放致伤局部冲局部冲击致致伤单纯液液压或或负压伤等多种等多种中医症候群动物模型中医症候群动物模型血瘀血瘀动物模型物模型动物:兔物:兔药品:品:10%高分子右旋糖高分子右旋糖酐方法:方法:10%高分子右旋糖高分子右旋糖酐、5ml/kg体重,每日两次,体重,每日两次,连续2天天免疫缺陷免疫缺陷动物模型物模型定定义:是指由于先天性:是指由于先天性遗传突突变或用人工或用人工诱导方法建立的一种或方法建立的一种或多种免疫系多种免疫系统组成成分缺陷的成成分缺陷的动物。物。免疫缺陷免疫缺陷动物模型及其物模型及其应用用1.T淋巴淋巴细胞缺陷胞缺陷动物模型物模型2.B淋巴淋巴细胞缺陷胞缺陷动物模型物模型3.严重重联合免疫缺陷小鼠(合免疫缺陷小鼠(SCID小鼠)小鼠)4. NOD/SCID(非肥胖糖尿病非肥胖糖尿病/重症重症联合免疫缺陷合免疫缺陷)小鼠小鼠T T淋巴淋巴细胞缺陷胞缺陷动物模型物模型胸腺缺陷,免疫功能胸腺缺陷,免疫功能丧失失表表现为体表无毛、裸体,用体表无毛、裸体,用“nu”表示裸基因符号。表示裸基因符号。代表代表动物主要有裸小鼠、裸大鼠。物主要有裸小鼠、裸大鼠。裸小鼠是(裸小鼠是(1966年在年在苏格格兰被被发现(系自(系自发突突变)发育育迟缓,抵抗力差;,抵抗力差;应在在SPF环境下境下饲养;养;由于裸鼠由于裸鼠T淋巴淋巴细胞缺陷,无移植排斥反胞缺陷,无移植排斥反应,故广泛,故广泛应用于免疫学、用于免疫学、肿瘤学和疾病瘤学和疾病发生机理的研究。生机理的研究。裸小鼠(裸小鼠(Nude MiceNude Mice)与)与肿瘤移植模型瘤移植模型第第11对染色体基因突变对染色体基因突变和近交系小鼠交配获得近交系裸鼠和近交系小鼠交配获得近交系裸鼠无毛以及胸腺缺陷无毛以及胸腺缺陷SPF环境环境BALB/c-nuBALB/c-nu的胸腺的胸腺昆明小鼠的胸腺昆明小鼠的胸腺胸腺残留一些上皮胸腺残留一些上皮样细胞;外周血淋巴胞;外周血淋巴细胞减少。胞减少。无接触敏感性,无移植排斥,无移植物抗宿主反无接触敏感性,无移植排斥,无移植物抗宿主反应。B细胞数量正常但功能有缺陷,合成的免疫球蛋白主要是胞数量正常但功能有缺陷,合成的免疫球蛋白主要是IgM,只有少量,只有少量IgG。 粒粒细胞功能胞功能较低,低,NK细胞活性高胞活性高。人人肿瘤移植与裸大鼠瘤移植与裸大鼠nude ratnude rat基本无毛,白,黑,黑白相基本无毛,白,黑,黑白相间T细胞缺陷胞缺陷优点:大点:大特性和用途:特性和用途:皮肤皮肤肿瘤、皮肤癌瘤、皮肤癌中枢神中枢神经系系统肿瘤瘤整形外科研究整形外科研究B B淋巴淋巴细胞缺陷胞缺陷动物模型物模型v该模型代表模型代表动物是物是CBA/N小鼠,其小鼠,其B淋巴淋巴细胞功能胞功能缺陷缺陷。v对胸腺依胸腺依赖抗原缺乏抗体反抗原缺乏抗体反应。v血清中血清中IgG3、IgM低下。低下。v该模型是研究模型是研究B淋巴淋巴细胞的胞的发生、功能与异生、功能与异质性最理想的性最理想的动物模型。物模型。vCBA/N小鼠的免疫缺陷是由于存在于小鼠的免疫缺陷是由于存在于X 染色体上的性染色体上的性遗传基因基因xid所引起。所引起。CBA/N 小鼠可作小鼠可作为人的湿疹血小板减少多次感染人的湿疹血小板减少多次感染综合症的模型合症的模型动物。物。 严重重联合免疫缺陷小鼠(合免疫缺陷小鼠(SCIDSCID小鼠)小鼠)v1983年由美国年由美国费城城FoxChase癌症研究中心首次癌症研究中心首次发现的自的自发性突性突变个体。个体。v血清中缺乏免疫球蛋白。血清中缺乏免疫球蛋白。v病理学表病理学表现为淋巴淋巴组织重度淋巴重度淋巴细胞减少。胞减少。vT、B淋巴淋巴细胞功能缺失,同胞功能缺失,同时自然自然杀伤细胞胞(NK细胞胞)功能低下。功能低下。vSCID为隐性突性突变基因,位于基因,位于16号染色体。号染色体。v用于免疫细胞分化和功能的研究。用于免疫细胞分化和功能的研究。v用于用于HIVHIV的致病性研究,如获得性免疫缺陷综合症的致病性研究,如获得性免疫缺陷综合症(AIDS)(AIDS)v用于研究人类免疫系统的发育过程,制备单克隆抗体;用于研究人类免疫系统的发育过程,制备单克隆抗体;v组织器官研究、肿瘤学研究;组织器官研究、肿瘤学研究;v广泛应用于人类生理学、病理学、免疫学和血液病学等方面的研究。能广泛应用于人类生理学、病理学、免疫学和血液病学等方面的研究。能接受人体正常组织的移植而成为一种嵌合体小鼠(即接受人体正常组织的移植而成为一种嵌合体小鼠(即SCID-huSCID-hu模型)。进模型)。进行人体免疫功能重建和肿瘤学方面的研究。行人体免疫功能重建和肿瘤学方面的研究。严重联合免疫缺陷小鼠的应用严重联合免疫缺陷小鼠的应用NOD-SCID(Non-obesediabeticscidmice)小鼠小鼠是在是在SCID(重症重症联合免疫缺陷合免疫缺陷)小鼠的基小鼠的基础上与非肥胖性糖尿病小鼠上与非肥胖性糖尿病小鼠(NOD/Lt)品系回交的免疫缺陷鼠。品系回交的免疫缺陷鼠。NOD/SCID小鼠既有先天免疫缺陷小鼠既有先天免疫缺陷,又有又有T和和B淋巴淋巴细胞缺乏胞缺乏,各种各种肿瘤瘤细胞可以植入胞可以植入,且且较少少发生排斥反生排斥反应及移植物抗及移植物抗宿主病宿主病(GVHD)。为T、B、NK细胞缺陷的胞缺陷的严重重联合免疫缺陷合免疫缺陷动物模型。物模型。寿命寿命较SCID短,短,4-6个月,适合短期研究。个月,适合短期研究。移植瘤成功率高。移植瘤成功率高。常用于常用于肿瘤、免疫学、胚胎干瘤、免疫学、胚胎干细胞、艾滋病及肝炎的研究。胞、艾滋病及肝炎的研究。转基因基因动物物概述概述v是是继基因工程基因工程发展起来的新展起来的新兴生物技生物技术v是胚胎工程和基因工程是胚胎工程和基因工程结合的合的产物。物。v是研究外源基因在整体是研究外源基因在整体动物中表达物中表达调控控规律的技律的技术。v目前,目前,应用用动物物转基因技基因技术已建立了已建立了许多理想的多理想的人人类疾病疾病动物模型。物模型。概念概念转基因基因动物(物(Transgenic animals): 是通是通过基因工程基因工程对DNA进行体外操作,添加或行体外操作,添加或删除一个特殊的除一个特殊的DNA序列,然后序列,然后导入早期的胚胎入早期的胚胎细胞中,所胞中,所产生生遗传结构得以修构得以修饰的的动物,其物,其结构的性状可以构的性状可以遗传给后代,并能后代,并能稳定定遗传,由此,由此获得的得的动物称物称为转基因基因动物。物。原理v将改建后的目的基因(基因将改建后的目的基因(基因组片段)用片段)用显微注射微注射法注入法注入实验动物的受精卵物的受精卵v将将该受精卵再植入受体受精卵再植入受体动物的物的输卵管卵管( (或子或子宫) )中中v发育成携育成携带外源基因的外源基因的转基因基因动物物. .基本方法基本方法v显微注射法微注射法v反反转录病毒病毒载体介体介导法法v胚胎干胚胎干细胞介胞介导法法v精子介精子介导法法转基因基因动物的制作方法物的制作方法显微注射技微注射技术1.1.采取受精卵采取受精卵 采取受精卵的方法有:采取受精卵的方法有:获得自然排卵的受精卵法得自然排卵的受精卵法激素激素诱导排卵法:孕排卵法:孕马血清促性腺激素(血清促性腺激素(PMSG,腹腔注,腹腔注射射5IU,48-54h后,再腹腔注射人后,再腹腔注射人绒毛膜促性腺毛膜促性腺激素激素HCGHCG于于同一同一单位体内。位体内。采取未受精卵,在体外受精的方法采取未受精卵,在体外受精的方法2.2.向受精卵雄性原核注入向受精卵雄性原核注入DNADNA溶液溶液 通通过微分干涉微分干涉显微微镜观察受精卵,会看到两个大的原核。察受精卵,会看到两个大的原核。两个核不就即可融合,接着核膜消失。雄性原核要比雌性两个核不就即可融合,接着核膜消失。雄性原核要比雌性原核能容原核能容纳更多的更多的DNADNA溶液,一般都是想雄性原核注入溶液,一般都是想雄性原核注入DNADNA溶液。溶液。雄雄原原核核注注射射转基基因因小小鼠鼠3.3.向假妊雌小鼠移植向假妊雌小鼠移植 (1)(1)制作假妊小鼠制作假妊小鼠( (预先先结扎雄性鼠的扎雄性鼠的输精管精管, ,而后交而后交配配, ,但未受精但未受精) )(2)(2)将将导入入DNA的的受精卵移植到假妊母体的受精卵移植到假妊母体的输卵管卵管( (借用外科手借用外科手术技技术完成)完成)4.4.转基因基因动物的物的检测出生小鼠具有出生小鼠具有( (携携带) )外源基因者外源基因者仅占占 20%-30%.20%-30%.以以Southern blot Southern blot 印迹法或印迹法或PCRPCR法法对( (携携带) )外源基外源基因因进行分析,以此行分析,以此对转基因小鼠基因小鼠进行行鉴定。定。转基因基因动物的物的应用用(1)提高提高动物物优良性状良性状, ,改善改善动物物产品品质量量(2)(2)动物抗病育种物抗病育种(3)(3)生生产药用蛋白用蛋白(4)(4)生生产人用人用营养保健养保健( (医医疗) )品品(5)(5)生生产可用于人体器官移植的可用于人体器官移植的动物器官物器官(6)(6)建立建立诊断断, ,治治疗人人类疾病及新疾病及新药筛选的的动物模型物模型世界首只世界首只转基因基因猴2000年,美国科学家培育出了世界上首只转基因猴。这是世界上首次培育成功转基因灵长类动物,此项成果将为人类最终战胜糖尿病、乳腺癌、帕金森氏症和艾滋病等顽症提供帮助。中国完成世界首例中国完成世界首例转基因克隆兔基因克隆兔实验左左为克隆兔,右克隆兔,右为代孕兔。代孕兔。 2007年年,我国完成的世界首例我国完成的世界首例转基因克隆基因克隆兔。兔。实验兔含有外源的兔含有外源的绿色色荧光蛋白基因,光蛋白基因,证明其明其为转基因克隆兔。基因克隆兔。 谢谢
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