實驗動物模型的分類與設(shè)計

實驗動物模型——

動物模型概述實驗動物學(xué)動物模型的概念實驗動物學(xué)動物模型：是指為闡明人類疾病的發(fā)生機理或建立預(yù)防、診斷和治療方法而制作的，具有人類疾病模擬表現(xiàn)的實驗動物。動物模型的意義實驗動物學(xué)1)人類的替難者，避免了在人身上進(jìn)行實驗所帶來的風(fēng)險和危害（外傷、中毒、腫瘤）。2)縮短研究周期，提供發(fā)病率低、潛伏期長和病程長的疾病材料。3)可控制各種實驗條件，排除其它影響因素，對單一病因進(jìn)行研究，增加方法學(xué)上的可比性。4)可按研究者的需要獲得實驗材料。5)有助于更全面地認(rèn)識疾病本質(zhì)。按照系統(tǒng)范圍可分為：疾病的基本病理過程動物模型是指具有各種疾病共同的一些病理變化過程表現(xiàn)的動物模型。如：發(fā)熱、炎癥等。

這類動物模型是研究疾病激勵和藥物篩選的理想方法。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、消化等系統(tǒng)疾病相應(yīng)的動物模型。動物模型的分類動物模型的分類實驗動物學(xué)按產(chǎn)生原因可分為：誘發(fā)性動物疾病模型自發(fā)性動物疾病模型遺傳工程動物模型生物醫(yī)學(xué)動物模型動物模型的分類實驗動物學(xué)1)遺傳工程動物模型（基因修飾動物模型）是利用遺傳工程技術(shù)對動物基因進(jìn)行修飾，有目的的干預(yù)動物的遺傳組成，建立攜帶或缺失有特定基因的動物，導(dǎo)致動物新的生物性住的出現(xiàn)，形成新的可用于生命科學(xué)研究和其他目的的動物模型。

該模型飼養(yǎng)成本高，繁殖困難，重要用于基因功能或疾病機制的研究。動物模型的分類實驗動物學(xué)2)生物醫(yī)學(xué)動物模型利用健康動物的特定生物學(xué)特征，研究人類疾病相似表現(xiàn)的模型。

該模型與人類疾病存在一定差異，研究者應(yīng)加以分析比較，從中獲得有關(guān)材料。自發(fā)性動物模型一、自發(fā)性模型的定義

指不加任何人工誘發(fā)，在自然條件下動物自然產(chǎn)生的疾病，或者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。該模型主要用于病因?qū)W研究。自發(fā)性動物模型優(yōu)點：減少了人為的因素，更接近自然的人類疾病。在遺傳性疾病、免疫缺陷病、腫瘤等的研究上得到了廣泛應(yīng)用。缺點：種類有限，且改類模型的疾病發(fā)生、發(fā)展的時間參差不齊、試驗周期長，試驗所需動物數(shù)量多，耗費大。二、自發(fā)性模型的優(yōu)缺點自發(fā)性動物模型三、常見的自發(fā)性模型自發(fā)性腫瘤模型：C3H系小鼠乳腺腫瘤（自發(fā)率99-100%）AKR小鼠白血病（自發(fā)率76-90%）A系小鼠肺腫瘤（自發(fā)率90%）、胃腸道腫瘤（自發(fā)率100%）免疫缺陷動物模型裸小鼠（T淋巴細(xì)胞免疫缺陷，可用于腫瘤移植）SCID小鼠（聯(lián)合免疫缺陷）自發(fā)性動物模型三、常見的自發(fā)性模型其他糖尿病——KK小鼠、BBWistar大鼠肥胖癥大鼠、白內(nèi)障小鼠、高血壓大鼠、癲癇大鼠青光眼兔與人類疾病相似的心臟病的加拿大犬與兒童碳水化合物、氨基酸代謝失調(diào)相似的貓自發(fā)性高血壓和腦中風(fēng)大鼠誘發(fā)性動物模型一、誘發(fā)性模型的定義

通過使用物理、化學(xué)、生物等致病手段，人為地造成動物組織、器官或全身形成類似某種人類疾病的動物模型，在功能、代謝、形態(tài)結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生與人類疾病類似的改變。實驗動物學(xué)誘發(fā)性動物模型二、誘發(fā)性模型的優(yōu)缺點優(yōu)點：制作方法簡便，實驗條件可以人工控制，且重復(fù)性好，從而可以在短期內(nèi)獲得大量疾病模型樣品。主要用于傳染性疾病、免疫學(xué)、腫瘤學(xué)研究，以及藥物篩選和毒理學(xué)研究。缺點：誘發(fā)的疾病模型與自然產(chǎn)生的疾病在某些方面有所不同。而且有些人類疾病不能用人工方法誘發(fā)出來。實驗動物學(xué)誘發(fā)性動物模型三、誘發(fā)因素物理因素誘發(fā)：如手術(shù)致骨折、放射線復(fù)制放射病等?；瘜W(xué)因素誘發(fā)：化學(xué)致癌劑誘發(fā)各種腫瘤、

強酸強堿可致皮膚燒傷等。生物因素誘發(fā)：接種微生物使正常動物發(fā)生疾病。復(fù)合因素誘發(fā)：如豚鼠或大鼠慢性支氣管炎是由致病菌+寒冷共同作用產(chǎn)生的。實驗動物學(xué)誘發(fā)性動物模型四、常見的誘發(fā)性動物模型肝硬化（大鼠）——四氯化碳膽石癥（豚鼠）——高脂肪、高膽固醇飼料慢性胃炎（SPF小鼠、悉生仔豬）——幽門螺旋桿菌高血脂及動脈粥樣硬化——高脂肪、高膽固醇飼料腎炎（兔）——雞卵白蛋白慢性支氣管炎（小鼠）——化學(xué)物質(zhì)（SO2、Cl2、NH3）、煙霧、復(fù)合刺激（細(xì)菌加煙霧、細(xì)菌加寒冷）白內(nèi)障（大鼠）——含50%半乳糖全價營養(yǎng)飼料衰老或老年癡呆——D-半乳糖實驗動物模型——

動物模型的設(shè)計實驗動物學(xué)動物模型的設(shè)計原則1、相似性設(shè)計動物疾病模型的一個重要原則是所復(fù)制的模型應(yīng)盡可能近似于人類疾病的情況。老母豬的自發(fā)性冠狀動脈粥樣硬化是研究人類冠心病的理想模型。大鼠原發(fā)性高血壓就是研究人類原發(fā)性高血壓的理想模型；實驗動物學(xué)動物模型的設(shè)計原則2、重復(fù)性實驗動物學(xué)理想的模型應(yīng)是可重復(fù)、可標(biāo)準(zhǔn)化的。標(biāo)準(zhǔn)的動物、標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境、標(biāo)準(zhǔn)的飼養(yǎng)管理、標(biāo)準(zhǔn)的實驗器材、標(biāo)準(zhǔn)的實驗操作。動物模型的設(shè)計原則3、可靠性實驗動物學(xué)

復(fù)制的動物模型應(yīng)該力求可靠地反映人類疾病，即可特異性地、可靠地反映某種疾病或某種機能、代謝、結(jié)構(gòu)變化，應(yīng)具備該種疾病地主要癥狀和體征，經(jīng)化驗或X光照片、心電圖、病理切片等實證。動物模型的設(shè)計原則4、適用性和可控性實驗動物學(xué)

動物模型復(fù)制時應(yīng)盡量考慮到今后臨床應(yīng)用和便于控制其疾病地發(fā)展，以利于研究地開展。雌激素能終止大鼠和小鼠終止早期妊娠；但不能終止人的妊娠；因此，選用雌激素復(fù)制大鼠和小鼠終止早期妊娠的模型是不適用的。如：動物模型的設(shè)計原則5、易行性和經(jīng)濟(jì)性實驗動物學(xué)

動物經(jīng)濟(jì)且來源充足，便于轉(zhuǎn)運，易于關(guān)養(yǎng)。在同等條件下，優(yōu)先使用標(biāo)準(zhǔn)化的實驗動物。如：

靈長類動物與人最近似，復(fù)制的動物模型相似性好，但稀少昂貴；而很多小動物，如小鼠、大鼠等液可復(fù)制出十分近似的人類疾病模型，且廉價易得、便于飼養(yǎng)管理，因此可盡量采用。動物模型設(shè)計注意事項1、模型要盡可能再現(xiàn)所要求的人類疾病實驗動物學(xué)復(fù)制模型時必須強調(diào)從研究目的出發(fā)，充分了解所需動物模型的全部信息，分析是否能達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。誘發(fā)動脈粥樣硬化時；兔需要的膽固醇劑量比人要高很多，且病變部位和病理表現(xiàn)與人的差距比較大。如：避免選用與人類對應(yīng)器官相似性很小的動物疾病作為模型材料。動物模型設(shè)計注意事項2、注意所選用動物的實用價值實驗動物學(xué)所以：模型應(yīng)適用于多數(shù)研究者使用，容易復(fù)制，實驗中便于操作和采集各種標(biāo)本。首選飼養(yǎng)員比較熟悉的且便于飼養(yǎng)的動物作物研究對象，動物來源豐富，多胎分娩（有益擴大樣本和重復(fù)實驗）。慢性動物疾病模型，動物須有一定的生存期，便于長期觀察。動物模型設(shè)計注意事項3、環(huán)境因素對模型動物的影響實驗動物學(xué)所以：復(fù)制模型的成敗往往與環(huán)境的改變有密切關(guān)系。

擁擠、飲食改變、過度光照、噪音、屏障系統(tǒng)的破壞等，任何一項被忽視都可能給模型動物帶來嚴(yán)重影響。復(fù)制過程中固定、出血、麻醉、手術(shù)、藥物和并發(fā)癥等處理不當(dāng)，同樣會產(chǎn)生難以估量的惡果。要求盡可能使實驗動物模型處于最小的變動和最少的干擾中。動物模型設(shè)計注意事項4、不能盲目使用近交系動物實驗動物學(xué)盲目使用近交系動物會導(dǎo)致不能控制的因素進(jìn)入實驗。自發(fā)性糖尿病大鼠，如Wistar鼠，除具有糖尿病臨床特征外，還發(fā)現(xiàn)多種病理變化（甲狀腺炎、惡性淋巴瘤等），不能盲目使用。如：動物模型設(shè)計注意事項5、動物進(jìn)化的高級程度并不意味著所有器官和功能接近于人的程度實驗動物學(xué)

非人靈長類誘發(fā)動脈粥樣硬化時，病變部位經(jīng)常在小動物，即使出現(xiàn)在大動脈也與人類