實(shí)驗(yàn)動物學(xué)人類疾病動物模型

人類疾病動物模型

AnimalModelsofHumanDiseases學(xué)習(xí)內(nèi)容概念意義動物模型的分類疾病動物模型的設(shè)計原則疾病動物模型注意事項(xiàng)疾病動物模型舉例—腫瘤動物模型疾病動物模型舉例—粥樣動脈硬化學(xué)習(xí)要點(diǎn)人類疾病的發(fā)生發(fā)展十分復(fù)雜，許多研究不可能也不允許在人體上試驗(yàn)，要深入探討其機(jī)理及防治措施離不開動物實(shí)驗(yàn)。使用動物模型，是現(xiàn)代科技中一種便于認(rèn)識生命科學(xué)客觀規(guī)律的實(shí)驗(yàn)方法和手段。1、人類疾病動物模型概念

人類疾病動物模型是指生物醫(yī)學(xué)研究過程中所建立起來的具有人類疾病模擬表現(xiàn)的動物實(shí)驗(yàn)對象及相關(guān)實(shí)驗(yàn)材料。2、使用動物模型的意義（1）替代臨床上對外傷、中毒、腫瘤等研究不可能在人體重復(fù)進(jìn)行，許多科學(xué)數(shù)據(jù)絕不能通過使人遭受損害而收集；動物作為人類的替難者，可在人為設(shè)計的特定實(shí)驗(yàn)條件下反復(fù)觀察，并可處死動物取得所需動物組織、器官。避免了人體實(shí)驗(yàn)造成的風(fēng)險、危害和倫理問題。（2）可提供發(fā)病率低、潛伏期長和病程長的疾病材料臨床上遺傳性、免疫性、代謝性和內(nèi)分泌、血液等疾病發(fā)病率較低，可復(fù)制有關(guān)動物模型進(jìn)行研究。臨床上腫瘤、慢性氣管炎、動脈粥樣硬化等疾病，潛伏期長、病程長，可達(dá)數(shù)十年，在人體很難進(jìn)行3代以上的觀察，而動物可進(jìn)行幾十代的觀察。潛伏期長，病程長和發(fā)病率低的疾病

（3）可控疾病是復(fù)雜的，與病人的年齡、性別、體質(zhì)、遺傳、環(huán)境等均有關(guān)。復(fù)制動物模型時，可選擇相同品系、性別、年齡、體重的動物，同時微生物控制（感染病原體）、實(shí)驗(yàn)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)等也完全一致；因此可排除其它影響因素，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確更深入?？稍黾臃椒▽W(xué)上的可比性。（4）方便動物模型作為人類疾病的“復(fù)制品”，可按實(shí)驗(yàn)需要：樣品易得反復(fù)采集收集各種樣品；及時或分批處死動物收集標(biāo)本；分析實(shí)驗(yàn)簡化結(jié)果分析容易（統(tǒng)計）這是臨床難以辦到的。（5）利于更全面認(rèn)識疾病本質(zhì)某些病原體對人類和動物均易感，通過對人獸共患病進(jìn)行比較研究，可以充分認(rèn)識同一病原體在不同機(jī)體引起的損害，更全面地認(rèn)識該疾病的本質(zhì)。人獸共患病比較，研究疾病機(jī)理3、人類疾病動物模型分類：按產(chǎn)生原因分類：自發(fā)性動物模型(Spontaneousanimalmodel)

誘發(fā)性動物模型(Inducedanimalmodel)基因工程動物模型(Geneticallyengineeringanimalmodel)按系統(tǒng)范圍分類疾病的基本病理過程：炎癥，腫瘤，休克各系統(tǒng)疾病動物模型：心血管、呼吸、消化、職業(yè)病按模型種類分類整體動物、離體器官和組織、細(xì)胞株等3.1.自發(fā)性動物模型定義：是取自動物自然發(fā)生的疾病或由于基因突變的異常表現(xiàn)通過定向培育而保留下來的疾病模型。種類：突變系的遺傳疾病模型近交系的腫瘤疾病模型優(yōu)點(diǎn)：人為因素少，相似性高缺點(diǎn)：來源較困難，種類相對少3.1.1自發(fā)性高血壓大鼠

(spontaneouslyhypertensiverat,SHRRat)SHR大鼠

141/203mmHgHR390正常大鼠

84/121mmHgHR380（1）SHR大鼠來源:

1963,日本Okamoto,京都大學(xué)，用遠(yuǎn)交群京都Wistar大鼠培育成功。一只雄性,輕微高血壓；雌性,高血壓后代兄妹交配，選擇性狀高血壓（2）SHR大鼠特點(diǎn):①使用最廣泛的原發(fā)性高血壓動物疾病模型。②疾病模型慢性發(fā)病、穩(wěn)定遺傳。血壓變化曲線3.1.1自發(fā)性高血壓大鼠

(spontaneouslyhypertensiverat,SHRRat)SHR大鼠

141/203mmHgHR390正常大鼠

84/121mmHgHR380（1）SHR大鼠來源:

1963,日本Okamoto,京都大學(xué)，用遠(yuǎn)交群京都Wistar大鼠培育成功。一只雄性,輕微高血壓；雌性,高血壓后代兄妹交配，選擇性狀高血壓（2）SHR大鼠特點(diǎn):①使用最廣泛的原發(fā)性高血壓動物疾病模型。②疾病模型慢性發(fā)病、穩(wěn)定遺傳。血壓變化曲線6-8周前:高血壓前期收縮壓100-120mmHg12-14周：高血壓發(fā)展期14周后：血壓平穩(wěn)期

與人類一樣，雄性高血壓發(fā)展更快更嚴(yán)重。（2）SHR大鼠特點(diǎn):③癥狀可預(yù)測、可控，可避免危及生命的技術(shù)干預(yù)。環(huán)境和飲食因素可影響高血壓水平，限制熱量攝入可降低血壓。降SHR大鼠血壓的藥物，也可降高血壓人群的血壓。是篩選抗高血壓藥物合適的動物模型。④與SD或WKY大鼠相比，對γ-氨基丁酸（GABA）更敏感,此效應(yīng)由大腦血管緊張素系統(tǒng)介導(dǎo)。（2）SHR大鼠特點(diǎn):⑤表現(xiàn)胰島素抵抗，可作為胰島素抵抗和非肥胖高血壓的動物疾病模型。⑥相比于WKY大鼠，SHR大鼠腎小球數(shù)量少，但大小相似，導(dǎo)致腎小球體積減少，與腎臟在高血壓發(fā)病中具有重要作用的假說相符。⑦多動，可能會成為兒童多動癥的有用模型。（3）批評：這么多年的研究，對高血壓發(fā)病原因仍知之甚少。原因一，對高血壓前期大鼠的研究甚少原因二，從事和解釋適當(dāng)遺傳圖譜的研究困難SHR大鼠原發(fā)性高血壓動物疾病模型。WKY大鼠，選擇對照時，很多人選用SHR大鼠的來源品系——京都Wistar大鼠，(Wistar-Kyotorats,WKY).但是，認(rèn)為WKY是有用的對照大鼠的想法，都是基于所有的WKY都是單一的近交系的假設(shè)。事實(shí)上，SHR大鼠是經(jīng)過充足近交（20代以上）后，NIH才將其分送世界各地；而WKY在未完成充足近交之前，早在第6代，就分發(fā)出去了。目前命名為WKY的大鼠，可能并不算作是一個近交系。相應(yīng)地，WKY之間的生物學(xué)差異可能比SHR大。（4）對照品系的選擇WKYFIOURE1.BodyweightsofWKYfromTaconicFarms(opensymbols)andCharlesRiverLaboratories(solidsymbols)measuredinthreeseparatestudies.SquaresdenoteresultsofStudy1(nineratspervendor);triangles,Study2(sevenratspervendor);circles,Study3(nineratspervendor).Symbolsandtheirbracketsindicategroupmeans±SE.Ineachstudy,analysisofcovariancedemonstratedthattheslopesofthegrowthcurvesoftheratsfromthetwovendorsweresignificantlydifferent.FIGURE2.BodyweightsofSHRfromTaconicFarmsandCharlesRiverLaboratoriesmeasuredinthreeseparatestudies.SymbolsandstatisticalanalysisasinFigure1.Theslopesofthegrowthcurveswerenotsignificantlydifferent.比較來自美國兩個最大供應(yīng)商、處于相同代謝條件的SHR和WKY大鼠的生長率和血壓。WKY差異大，而SHR無差異。FIGURE3.Meanarterialpressuresofunanesthetized,unrestrainedWKYandSHRfromTaconicFarms(openbars)andfromCharlesRiverLaboratories(solidbars).Bloodpressuresweremeasuredat20weeksofageinnineWKYandnineSHRfromeachvendor.Verticalbarsandtheirbracketsindicategroupmeans±SE.ThepvalueindicatesastatisticaldifferencebetweengroupmeansbyStudent'sttest.TABLE1.Study-to-StudyVariabilityof10Physiologicalor

MetabolicCharacteristicsofSHRRelativetoThoseofWKY*

腦卒中易感性自發(fā)高血壓大鼠SHRSPSpontaneoushypertensionratsStrokeprone中風(fēng)抵抗SHR大鼠的最高血壓不超過200mmHgSHRSP血壓比SHR大鼠高40-50mmHg腦溢血或梗塞：超過100天雄性大鼠發(fā)病率82%，超過150天雌性大鼠發(fā)病率58%.Nomenclature:SHRSP/A3NCrl特點(diǎn)SHRSP大鼠自發(fā)中風(fēng)常見癥狀包括：應(yīng)激性增高好斗運(yùn)動障礙如爪子重復(fù)舉起、運(yùn)動失調(diào)、癱瘓

(Okamotoetal,1974).SHRSP大鼠中風(fēng)發(fā)病調(diào)節(jié)抗高血壓藥物可預(yù)防SHRSP中風(fēng)發(fā)病率可通過減少飲食、調(diào)節(jié)魚和蔬菜油的量進(jìn)行調(diào)整。過量食鹽攝取增加高血壓和并發(fā)癥的發(fā)生。

基本病理過程血栓形成是由于血管、血成分和血流速度異常導(dǎo)致的。(Virchow'striad)(1)血成分異常血纖維蛋白原水平異常(2)血腦屏障功能障礙SHRSP大鼠BBB通透性增加中風(fēng)后，血腦屏障功能障礙可能會增加大腦浮腫的形成。血管異常SHRSP大鼠出現(xiàn)側(cè)枝循環(huán)下降，及其他多種血管異常。內(nèi)徑吻合降低，SHRSP

33μm，WKY50μm。

(Coyle&Heistad,1987)SHRSP大鼠大腦中有多個缺血灶出現(xiàn)切面呈現(xiàn)：(1)額葉萎縮，側(cè)腦室稍擴(kuò)大(2)局部染色降低：

顯示腦組織有極小的梗塞或缺血性變化蓄積(3)與WKY大鼠相比，SHRSP大鼠大腦中，單位體積的神經(jīng)細(xì)胞數(shù)目降低。腦血管障礙應(yīng)用

研究下列疾病理想的動物模型:

中風(fēng) 注意力缺陷多動癥ADHD

AttentionDeficitHyperactivityDisorder，腎臟病變高血壓骨質(zhì)疏松不足飼養(yǎng)條件要求高價格高遺傳育種時間長容易變異或死亡，至今仍難以大數(shù)量使用3.1.2免疫缺陷動物定義：指由于先天性遺傳突變或用人工方法造成一種或多種免疫系統(tǒng)組成成分缺陷的動物。如裸小鼠（nude）和嚴(yán)重免疫缺陷小鼠(scid).為何裸小鼠能做人類腫瘤受體？因?yàn)槁闶鬅o胸腺，不能使T細(xì)胞正常分化，缺乏成熟T細(xì)胞的輔助、抑制及殺傷功能，因而細(xì)胞免疫力低下。B細(xì)胞正常但功能欠佳，免疫球蛋白主要是IgM。無接觸敏感性，無排斥反應(yīng)以及無移植物抗宿主反應(yīng)。嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷小鼠

（SeverCombinedImmunodeficientMice,SCIDmice）第16對染色體隱性基因突變此純合突變導(dǎo)致淋巴細(xì)胞抗原受體基因VDJ區(qū)域重排的重組酶活性異常，基因重排時斷裂無法正常連接影響B(tài)、T細(xì)胞的正常功能分化。嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷小鼠

（SeverCombinedImmunodeficientMice,SCIDmice）外觀體重與普通小鼠相同；淋巴器官小，脾臟小無白髓；對鼠肝炎，巴氏桿菌、卡氏肺囊蟲極易感染，感染后易發(fā)病死亡；缺乏功能性B、T細(xì)胞和Thy-1+樹突狀表皮細(xì)胞，對外來抗原無細(xì)胞和體液免疫；NK、LAK細(xì)胞功能正?；蛟龈?；SPF環(huán)境；存在滲漏現(xiàn)象：在青年期，免疫功能會有一定程度的恢復(fù)。不是遺傳性的，和小鼠年齡、品系、繁殖，以及環(huán)境有關(guān)。3.1.3快速老化小鼠

SAMP1TheSenescenceacceleratedmouse,SAMNineSenescenceacceleratedmouse

/

prone

(SAMP)strainsThreesenescenceacceleratedmouse

/

resistance

(SAMR)strains.TypeInbredStrainTJLMatingSysteSiblingxSiblingSpecieslaboratorymouseoriginateAKR/Jmice

GenerationF192(16-NOV-05)①StrainDetailsAKR/Jcrossed(?)withmiceofanunknownstrain,followedbysibmating②Appearance

Albino:a,B,c

3.1.3快速老化小鼠

SAMP1TheSenescenceacceleratedmouse,SAMSAM小鼠自然老化，因此與臨床表現(xiàn)相似分布廣泛，使用量大約占第八位。腫瘤研究，白血病發(fā)病率高。免疫學(xué)研究中，可作為Thy1.1(thetaAKR)抗原的來源。病毒為垂直傳染，反轉(zhuǎn)錄病毒AKV整合到基因級，并在小鼠各組織中表達(dá)。

病理表現(xiàn)4-6月齡后，SAM小鼠迅速表現(xiàn)出所有老化特征：

行動遲緩，活動減少 皮膚潰瘍 眼瞼病變，眼裂變,角膜潰瘍,白內(nèi)障 脊柱彎曲,老年性骨質(zhì)疏松 腦萎縮,學(xué)習(xí)與記憶缺陷 情緒異常日本學(xué)者發(fā)現(xiàn)，給予SAMP8小鼠10%紅色人參，可以刺激頜下腺生長因子的表達(dá)。3.2.誘發(fā)性動物模型定義：通過物理的、化學(xué)的和生物的致病因素作用于動物，造成動物組織、器官或全身一定的損害，出現(xiàn)某些類似人類疾病時的功能、代謝；或通過病毒使動物患相應(yīng)的傳染病。優(yōu)點(diǎn)：能在短時間內(nèi)復(fù)制出大量疾病模型，實(shí)驗(yàn)條件易控制，重復(fù)性好。缺點(diǎn)：和自然產(chǎn)生的疾病模型在某些方面存在一定差異。ICRSwiss,1926,美國Rockfeller研究所從瑞士引入白化小鼠培育成瑞士種Swiss小鼠。ICR,Hauschka用Swiss小鼠群以多產(chǎn)為目標(biāo)，進(jìn)行選育，InstituteofCancerResearcch分送各國飼養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，各國稱為ICR.

KM小鼠,

1944年3月17日,湯飛凡從印度Hoffkine研究所引進(jìn)Swiss小鼠，飼養(yǎng)在中國昆明中央防疫處.3.3.基因工程動物模型

主要是基因工程小鼠:小鼠基因組了解的很清楚，與人類基因最相似，在疾病表現(xiàn)上也與人類十分相似。小鼠體積小、生命周期短、繁殖快，操作方便。分類：

(1)轉(zhuǎn)基因小鼠(transgenicmice）

(2)基因敲除小鼠(geneknockoutmice）

(3)基因替換小鼠（geneknockinmice）FVB小鼠4、動物模型的設(shè)計原則(1)相似性和可比性(2)可重復(fù)性(3)可靠性(4)適用性和可控性(5)易行性和經(jīng)濟(jì)性(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。能夠找到與人類疾病相同的動物自發(fā)性疾病最好。如原發(fā)性高血壓大鼠就是研究人類原發(fā)性高血壓的理想模型小型豬自發(fā)性冠狀動脈粥樣硬化是研究人類冠心病的理想模型；自發(fā)性狗類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎與人類幼年型類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎十分相似，也是一種理想模型。(1)相似性：人工復(fù)制動物疾病模型時，要注意動物的選擇。例如，雞最適宜做高脂血癥的模型，因它它的血漿甘油三酯、膽固醇以及游離脂肪酸水平與人十分相似，低密度和極低密度脂蛋白的脂質(zhì)構(gòu)成也與人相似。其次，為了盡可能做到模型與人類相似，還要在實(shí)踐中對方法不斷加以改進(jìn)。(2)重復(fù)性：理想的動物模型應(yīng)該是可重復(fù)的，甚至是可以標(biāo)準(zhǔn)化的。如用狗做心肌梗死模型按理很合適因?yàn)樗墓跔顒用}循環(huán)與人相似而且在實(shí)驗(yàn)動物中它最適宜做暴露心臟的剖胸手術(shù).但狗結(jié)扎冠狀動脈后的結(jié)果差異太大不同狗同一動脈同一部位的結(jié)扎，其結(jié)果很不一致，無法預(yù)測，無法標(biāo)準(zhǔn)化。相反，大、小鼠、地鼠和豚鼠結(jié)扎冠脈的結(jié)果就比較穩(wěn)定一致可以預(yù)測，因而可以標(biāo)準(zhǔn)化。（3）可靠性：復(fù)制的動物模型應(yīng)該力求可靠地反映人類疾病可特異地、可靠地反映某種疾病或某種機(jī)能、代謝、結(jié)構(gòu)變化應(yīng)具備該種疾病的主要癥狀和體征經(jīng)化驗(yàn)或X光照片、心電圖、病理切片等證實(shí)。（4）實(shí)用性和可控性：復(fù)制動物模型時，應(yīng)盡量考慮到今后臨床應(yīng)用和便于控制其疾病的發(fā)展，以利于研究的開展。如雌激素能終止大鼠和小鼠的早期妊娠，但不能終止人的妊娠。選用雌激素復(fù)制大鼠和小鼠終止早期妊娠的模型不適用因?yàn)樵诖笫蠛托∈蠛Y選帶有雌激素活性的藥物時，常常會發(fā)現(xiàn)這些藥物能終止妊娠，似乎可能是有效的避孕藥，但一旦用于人則并不成功。（4）實(shí)用性和可控性：又如選用大小鼠作作實(shí)驗(yàn)性腹膜炎就不適用，因?yàn)樗鼈儗Ω锾m氏陰性細(xì)菌具有較高的抵抗力，很不容易造成腹膜炎。有的動物對某致病因子特別敏感，極易死亡，也不適用。（5）易行性和經(jīng)濟(jì)性：在復(fù)制動物模型時，所采用的方法應(yīng)盡量做到容易執(zhí)行和合乎經(jīng)濟(jì)原則。靈長類動物與人最近似，復(fù)制的疾病模型相似性好，但稀少昂貴。小動物如大小鼠、地鼠、豚鼠等，遺傳背景明確，體內(nèi)微生物可控、可復(fù)制出十分近似且穩(wěn)定的人類疾病模型。其年齡、性別、體重等可任意選擇，而且價廉易得、便于飼養(yǎng)管理，因此可盡量采用。動物選擇上要考慮易行性和經(jīng)濟(jì)性，模型復(fù)制方法、觀察指標(biāo)也都要注意這一原則。5、疾病動物模型的注意事項(xiàng)沒有一種動物模型能完全復(fù)制人類疾病，模型實(shí)驗(yàn)結(jié)論的正確性只是相對的，最終必須在人體身上得到驗(yàn)證。盡可能使模型動物處于最小的變動和最少的干擾之中；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；不能盲目使用近交系動物：查找文獻(xiàn)并咨詢動物實(shí)驗(yàn)所需動物和條件是否可行，了解前人所積累的經(jīng)驗(yàn)，避免低水平的重復(fù)或缺乏科學(xué)依據(jù)的盲動所造成人力物力的浪費(fèi)；7.疾病動物模型舉例1

7.1腫瘤動物模型癌癥成為第一位致死疾病死亡率最高的10種癌癥分別是肺癌、肝癌、胃癌、食道癌、結(jié)腸、直腸和肛門癌、白血病、乳腺癌、鼻咽癌、

宮頸癌、膀胱癌；

7.2腫瘤動物模型7.2.1自發(fā)性腫瘤動物模型C3H乳腺癌（100%）129小鼠（生殖細(xì)胞腫瘤）7.2.2誘發(fā)性腫瘤動物模型致癌物：黃曲霉素，甲基乙硝胺…7.2.3基因工程腫瘤模型癌基因高表達(dá)：k-ras敲除P53等抑癌基因（nature，1992）7.2.4人腫瘤移植動物模型K-Ras,P53-/-雙轉(zhuǎn)基因小鼠

K-Ras,P53-/-bitransgenicmiceinbackgroundsGenes&Development，20047.2.4.1人腫瘤移植瘤模型意義人腫瘤移植瘤模型在腫瘤基礎(chǔ)研究中的意義添加人為因子（致突變劑，癌基因，藥物等）觀察腫瘤病因及機(jī)理和治療。建立腫瘤細(xì)胞株：提供大量腫瘤組織供分析。腫瘤移植瘤模型在臨床腫瘤學(xué)中的意義診斷和預(yù)后:建立平行模型,明確診斷和跟蹤預(yù)后。個體化療有效試驗(yàn):對晚期和復(fù)發(fā)腫瘤有重要意義7.2.4.1人腫瘤移植瘤模型意義藥物有效的標(biāo)準(zhǔn)：腫瘤不生長；腫瘤生長緩慢；腫瘤長出后又消失；腫瘤無轉(zhuǎn)移；動物壽命延長。7.2.4.2人類腫瘤移植于動物的歷史免疫排斥問題眼前房,腦內(nèi)，地鼠的頰囊等免疫逃避部位免疫抑制劑、射線照射的使用裸鼠等自發(fā)免疫缺陷動物作為人類腫瘤受體7.2.4.3裸小鼠(NudeMice)與腫瘤移植模型1962,因無毛,最先在一非近交,白化封閉小鼠群中注意到1966,第11對染色體隱性突變,nude,nu基因和近交系小鼠交配獲得近交系裸鼠1968,nu/nu無毛以及胸腺缺陷,+/+和nu/+正常SPF環(huán)境.否則,2w,45%;25w,100%死亡1969,第一例人惡性腫瘤成功移植免疫機(jī)能低下，外界細(xì)菌和病毒侵染發(fā)病，需無菌或無特定病原體條件。其壽命與環(huán)境控制密切相關(guān)普通環(huán)境，存活14～30天SPF及無菌條件，壽命達(dá)1年以上，最長2年。成年，6－8周齡，較高水平的NK細(xì)胞幼鼠，3－4周齡，NK細(xì)胞活性低下年齡增長,裸鼠體內(nèi)正常T細(xì)胞會增加，接種腫瘤實(shí)驗(yàn)一般采用4-6周小鼠。用已建株的癌細(xì)胞系移植裸鼠移植成功率高于用人癌手術(shù)標(biāo)本移植。美國NCRGazdar，120例體外建立的肺癌細(xì)胞系的移植成功率高達(dá)90%新鮮肺癌實(shí)體瘤的裸鼠移植成功率只有40%。常用方法BALB/c-nu的胸腺昆明小鼠的胸腺胸腺殘留一些上皮樣細(xì)胞；外周血淋巴細(xì)胞減少。無接觸敏感性，無移植排斥，無移植物抗宿主反應(yīng)。B細(xì)胞數(shù)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IgG。

粒細(xì)胞功能較低，NK細(xì)胞活性高。腫瘤移植瘤模型制作方法腫瘤組織塊或腫瘤細(xì)胞皮下移植腹腔內(nèi)或腎包膜下移植原位移植原位移植瘤腫瘤組織：惡性程度：惡性和轉(zhuǎn)移復(fù)發(fā)瘤成功率較高種類：細(xì)胞系成功率>活檢標(biāo)本來源：淋巴瘤、骨腫瘤等難獲成功部位：腫瘤塊的外周部接種易成活裸鼠：遺傳背景：胰腺癌接種BALB/c成功，NIH系失敗性別：雌激素依賴性腫瘤接種雄鼠生長慢鼠齡：4-6周動物健康狀態(tài)移植瘤模型成功制作的影響因素：接種部位：原位移植成功率高，移植腫瘤與人類原發(fā)瘤相似。有些腫瘤需要接種在特定的部位（對雌激素依賴的人乳腺癌MCF-7細(xì)胞系，接種乳腺脂肪墊才能成活）。其他：環(huán)境：細(xì)菌病毒可以影響NK細(xì)胞活性；接種時間：越早越好，無菌操作7.2.3.4人腫瘤移植備選動物2

裸大鼠nuderat基本無毛，白，黑，黑白相間T細(xì)胞缺陷優(yōu)點(diǎn)：大T,B,NK,macrophage缺陷壽命較SCID短，4-6個月適合短期研究移植瘤成功率高Ighb

fromtheC57BL/KastrainScid：C.B-17mutantstrain.BALB/ccrossC57BL/KaBALB/cxC57BL/KabackcrosshomozygousC.B177.3.2.5人腫瘤移植備選動物3

嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷小鼠

SeverCombinedImmunodeficientMice,SCID第16對染色體隱性基因突變導(dǎo)致淋巴細(xì)胞抗原受體基因VDJ區(qū)域重排的重組酶活性異?；蛑嘏艜r斷裂無法正常連接，從而影響B(tài)、T細(xì)胞的正常功能分化。嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷小鼠

SeverCombinedImmunodeficientMice,SCID外觀體重與普通小鼠相同。淋巴器官小脾臟小無白髓對鼠肝炎，巴氏桿菌、卡氏肺囊蟲極易感染，感染后易發(fā)病死亡。SPF環(huán)境缺乏功能性B、T細(xì)胞和Thy-1+樹突狀表皮細(xì)胞，對外來抗原無細(xì)胞和體液免疫NK、LAK細(xì)胞功能正常或增高；存在滲漏現(xiàn)象：在青年期，免疫功能會有一定程度的恢復(fù)。不是遺傳性的，和小鼠年齡、品系、繁殖，以及環(huán)境有關(guān)。SCID小鼠特點(diǎn)腫瘤研究無免疫排斥，可作為多種細(xì)胞和組織的理想受體骨髓移植可移植惡性組織，用于人類癌癥研究免疫學(xué)研究將人的造血干細(xì)胞和免疫細(xì)胞移植于SCID小鼠，以重建人免疫系統(tǒng)，稱為人源化小鼠（SCID-humice）。用于人的免疫系統(tǒng)發(fā)育、淋巴細(xì)胞功能和自身免疫性疾病研究?？捎糜谥苽鋯慰寺】贵wSCID小鼠的主要應(yīng)用病毒感染性疾病許多病原體感染具有種屬特異性。HIV/AIDS

只感染人免疫系統(tǒng)細(xì)胞，不會感染小鼠免疫細(xì)胞SCID小鼠的主要應(yīng)用SCID-hu人源化小鼠已成功感染人免疫缺陷病毒(humanimmunodeficiencyvirusHIV)。人類免疫缺陷病毒縱切面的形象示意圖Prkdcscid,colonyofBALB/c-Ighb(C.B-17) NOD/Lt♀×

C.B-17-Prkdcscid

♂ ↓F1/N1Prkdcscid+♂

×

NOD/Lt♀10backcrossestoNOD/Lt

↓

N10

↓

b×

sinbreeding

homozygousPrkdcscid7.3.2.6人腫瘤移植備選動物4

Non-obesediabeticscidmiceNOD/SCID

NOD小鼠

Non-obesediabeticMice日本Shionogi實(shí)驗(yàn)室，用遠(yuǎn)交群

ICR小鼠，近交培育白內(nèi)障易感（CTS）系。F6,挑選無白內(nèi)障小鼠，近交培育空腹高血糖品系。F13,分兩系高血糖系：現(xiàn)在的NON(Non-ObeseNon-diabetic

）

正常血糖系：1974，F(xiàn)20,一只雌性小鼠出現(xiàn)明顯的胰島素依賴糖尿病insulin-dependentdiabetesmellitus

(IDDM

），伴發(fā)胰島炎。選育出NOD。僅限于日本。1980s早期進(jìn)入澳大利亞和美國。NOD/LtJ，NON/LtJNOD小鼠

Type1diabetes遺傳基礎(chǔ)：隱性多基因位點(diǎn)，包括H2和Thy1/Apoa1相關(guān)位點(diǎn)，有獨(dú)特的MHCII類分子單倍體型(H2g7=Kd,Aad,Abg7,Enull,Db)

。胰島細(xì)胞中I類主要組織相容性復(fù)合體蛋白過表達(dá)，表現(xiàn)胰島炎，T細(xì)胞介導(dǎo)的自身免疫性疾病。胰腺內(nèi)白細(xì)胞浸潤，導(dǎo)致胰β細(xì)胞壞死。NOD小鼠

Non-obesediabeticMice12周齡時胰島素含量顯著下降,表現(xiàn)高血糖癥狀。小鼠發(fā)病后，表現(xiàn)典型糖尿病生理生化特點(diǎn)：頻尿、多飲幾周內(nèi)血糖急劇升高（＞250mg/dL）

，再緩慢下降，但持續(xù)高于正常狀態(tài)體重暴跌，最后昏迷死亡。遺傳因素自身免疫性胰島炎（淋巴細(xì)胞浸潤）高血糖胰島β細(xì)胞脫顆粒，細(xì)胞變性、壞死內(nèi)源性胰島素分泌不足顯性糖尿病多器官損害糖、蛋白質(zhì)、脂類代謝異常某些代謝產(chǎn)物沉積淋巴管通透性增大、結(jié)構(gòu)改變血管（胸腺T細(xì)胞）NOD小鼠糖尿病:胰島炎、高血糖與淋巴管的相互關(guān)系研究1.Anatomiccharacteristics

發(fā)病NOD小鼠大約10周齡時發(fā)展為糖尿病。未觀察到自我緩解的情況發(fā)生。兩性別均發(fā)?。捍疲?0-80%雄，20-30%，發(fā)病延遲NOD小鼠的IDDM是多基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果。發(fā)病飼養(yǎng)環(huán)境,健康狀況,飲食都影響糖尿病的發(fā)展。不同實(shí)驗(yàn)室NOD小鼠發(fā)病率不同。同一實(shí)驗(yàn)室，不同時間發(fā)病率不同TheJacksonLaboratory‘s，90-100%超過30w，雌；40-60%，30-40w，雄。2006，females65%,males35%2008，females90%,males85%

無菌環(huán)境下，發(fā)病率大大提高。高蛋白飲食較低蛋白發(fā)病顯著提前，

NOD小鼠表現(xiàn)多種免疫異常

抗原遞呈細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)功能缺陷T淋巴細(xì)胞調(diào)節(jié)功能缺陷NK細(xì)胞功能缺陷巨噬細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子功能缺陷創(chuàng)口愈合功能下降III.ApplicationofNODmiceDevelopmentalBiologyResearch

LymphoidTissueDefects(hematopoieticdefects)

DiabetesandObesityResearchIsletTransplantationStudies

Type1Diabetes(IDDM)ImmunologyandInflammationResearch

Autoimmunity(Type1Diabetes)

SensorineuralResearch

VestibularandHearingDefects(Agerelatedhearingloss)

Db/db小鼠、KK小鼠；GK大鼠，ZDF大鼠

7.3.2.6人腫瘤移植備選動物4

Non-obesediabeticscidmiceNOD/SCIDT,B,NK,macrophage缺陷壽命較SCID短，4-6個月適合短期研究移植瘤成功率高糖尿病？NOD.CB17-Prkdcscid/J

①StrainDetails②Appearance:albinoTypeJAX?GEMM?Strain-CongenicTypeJAX?GEMM?Strain-MutantStrainTJLMatingSystemHomozygotexHomozygoteSpecieslaboratorymouseBackgroundStrainNOD/LtSzDonorStrainC.BKa-Ighb/IcrSz(C.B-17)H2Haplotypeg7GenerationN10F55(16-NOV-05)④NOD-scid

小鼠

缺乏功能性T、B細(xì)胞檢測不到IgM,IgG1,IgG2a,IgG2b,IgG3,和IgANOD/LtSz-Prkdcscid小鼠終生無胰島炎和糖尿病。⑤應(yīng)用

作為NOD/LtJ小鼠的無糖尿病對照品系。胸腺淋巴瘤使其在SPF條件下，生命期平均僅維持8.5個月。可作為異種移植的極好宿主。是無胰島炎的胰島來源。果蠅8例2-高脂血癥動物疾病模型

動脈粥樣硬化動物模型2006年11月30日根據(jù)世界衛(wèi)生組織兩位專家日前在新一期美國《科學(xué)公共圖書館·醫(yī)學(xué)》網(wǎng)絡(luò)期刊上公布的一項(xiàng)研究，從現(xiàn)在至2030年，心肌梗死、腦血管病、艾滋病和肺病將是導(dǎo)致人類死亡的4大主要疾病。豚鼠小型豬

其他大鼠小鼠兔8.1自發(fā)高脂血癥模型8.1.1 肥胖Zucker大鼠肥胖Zucker大鼠編碼瘦素受體的fa基因出現(xiàn)錯義突變，導(dǎo)致瘦素信號轉(zhuǎn)錄和傳導(dǎo)障礙。正常飲食下出生3到5周即出現(xiàn)明顯肥胖，同時還具有高甘油三脂血癥及高膽固醇血癥的特點(diǎn)。其血清VLDL和HDL水平較高，肝內(nèi)LDL受體表達(dá)下降.與人類脂蛋白譜相差較大且HDL濃度高于LDL，但高脂肪或高膽固醇飲食條件下LDL水平提高。8.1.2 LPL基因突變小鼠脂蛋白脂酶（lipoproteinlipase,LPL）催化CM和VLDL核心的TG分解為脂肪酸和單酸甘油酯，與脂質(zhì)代謝密切相關(guān)，其基因具有易突變和明顯多態(tài)性的特點(diǎn)。一種LPL基因突變小鼠，于14355bp處發(fā)生G→A轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致LPL分泌或活性降低，脂肪分解能力下降，表現(xiàn)出以TG水平升高為主要特征，同時存在LDL升高，HDL降低的高甘油三酯血癥[10]。8.1.3 ob/ob、db/dbob/ob小鼠是瘦素基因缺陷、db/db小鼠是瘦素受體基因缺陷導(dǎo)致的中等程度肥胖和高脂血癥的小鼠模型。8.1自發(fā)高脂血癥模型8.1.4渡邊兔渡邊兔（WHHL） 是LDLr單基因隱性突變純合子，其血漿TC、TG和磷脂自出生即異常升高（是普通家兔的十倍），HDL降低[22]，普通飲食即形成高膽固醇血癥和AS，血漿TC主要以LDL為主，其次是IDL，且臨床特征和病理變化與人家族性高膽固醇血癥非常相似。8.1自發(fā)高脂血癥模型LDL受體先天性缺陷兔：1974年渡邊從日本白色種兔發(fā)現(xiàn)一只高脂血癥，傳代篩選1979年成功。watanbleheritablehyperlipidemicrabbit，WHHLWHHL的LDL受體先天性缺陷，從出生時表現(xiàn)為高膽固醇血癥，幼齡時自發(fā)形成動脈硬化、心肌梗塞、黃色瘤，其癥狀與FH患者極其相似。WHHL是作為脂質(zhì)代謝、動脈硬化不可多得的模型，已被世界各地廣泛應(yīng)用于研究。8.1自發(fā)高脂血癥模型8.1.5豚鼠豚鼠性情溫順、易于飼養(yǎng)、采血量大，其血漿TC以LDL-C為主，血漿脂蛋白譜、血脂分解速率、調(diào)節(jié)脂蛋白代謝的酶類的表達(dá)和活性與人的情況相似。高脂飲食下，豚鼠體內(nèi)的膽固醇分解代謝關(guān)鍵酶CYP7A1無法高表達(dá)、活性不上調(diào)、肝內(nèi)ApoB/E受體受到抑制，使得膽固醇分解代謝受影響，同時肝內(nèi)游離膽固醇濃度的升高抑制了HMG-CoA還原酶活性，從而使ACAT活性隨膽固醇的增加而增加；同時LDL受體抑制，易形成高膽固醇血癥，表現(xiàn)為血清TG、TC、LDL-C，F(xiàn)FA明顯升高，血清HDL-C水平顯著升高，高密度脂蛋白亞型HDL3/HDL2的比值升高。8.1自發(fā)高脂血癥模型8.1.5豚鼠豚鼠對膽固醇的敏感性明顯高于大鼠。低膽固醇飼料誘導(dǎo)下的豚鼠血清TG、TC、LDL-C水平遠(yuǎn)高于高膽固醇飼料誘導(dǎo)下大鼠模型，且血清TG、TC、LDL-C水平的升高時間先于大鼠。豚鼠將脂肪酸作為優(yōu)先的能量來源，因此，相比于低糖高脂飼料，豚鼠在高糖高脂飼料下LDL值較高而甘油三酯、酮體和VLDL水平較低。另有實(shí)驗(yàn)對切除卵巢的豚鼠進(jìn)行高脂實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其可較好的模擬絕經(jīng)后婦女的脂蛋白代謝。8.1自發(fā)高脂血癥模型8.1.6豬豬的血脂構(gòu)成、脂質(zhì)代謝、對高膽固醇飲食反應(yīng)與人類接近，且可重復(fù)取血，這使豬成為研究高脂血癥的良好動物模型。任何品種、品系的小型豬均可用于AS研究。豬對飼料變化較其他動物更為敏感，形成的高脂血癥與人類相似。如貴州小香豬高脂血癥模型，飼喂高脂飲食后血漿TC、TG、LDL-C、HDL-C均明顯升高。現(xiàn)亦有針對轉(zhuǎn)基因小型豬的研究如將人類基因D374Y-PCSK9、ApoCⅢ導(dǎo)入小型豬內(nèi)，或敲除小型豬的ApoE基因。如體內(nèi)含有ApoCⅢ基因的小型豬體同非轉(zhuǎn)基因豬相比，具有血漿TG水平明顯升高，TC和HDL無明顯變化的特點(diǎn)[31]。8.1自發(fā)高脂血癥模型8.1.7其他長爪沙鼠的血漿TC以LDL為主，高脂飲食下血漿TC、LDL和HDL升高快速、明顯，且持續(xù)時間長，形成的高脂血癥穩(wěn)定。雞和鴿短期高膽固醇飲食可發(fā)生主動脈局部病變，可用于AS早期病變研究。金黃地鼠低膽固醇飲食時，短時間內(nèi)TG即開始升高，并趨于穩(wěn)定，且較好模擬人類膽固醇代謝等特點(diǎn)。8.1自發(fā)高脂血癥模型8.1.7其他beagle犬進(jìn)行造模，高脂飲食可使其甘油三酯和膽固醇顯著升高。但因?yàn)槿愂侨馐硠游?，其飲食?xí)慣使犬類形成高脂血癥相對較難。非人靈長類與人類基因同源性高、免疫反應(yīng)與人相似。恒河猴采用高脂飲食進(jìn)行喂養(yǎng)，4個月時，實(shí)驗(yàn)組與對照組相比體重?zé)o顯著差異，但TC、LDL-C呈顯著上升，TG降低，6個月時TC、LDL-C升高明顯，高脂飲食通過使動物脂質(zhì)代謝紊亂而建立模型，具有高TC血癥和高LDL-C血癥的特征。另有研究有酒癮的食蟹猴血脂代謝發(fā)生改變，對比正常飲食及控制飲酒的對照組，其血漿TG增高兩倍，TC升高，單位TG的α-生育酚下降，血漿apoCIII升高。也有通過向食蟹猴靜注鏈脲霉素建立的高脂血模型，具有高TG和低HDL血癥的特點(diǎn)。8.1自發(fā)高脂血癥模型8.2誘發(fā)型動脈粥樣硬化模型

8.2.1食餌性動脈粥樣硬化家兔：優(yōu)點(diǎn)：家兔對高脂膳食敏感性高，對外源性膽固醇吸收率高，對高脂血癥清除率低,家兔在高脂血癥一個月后可造成動脈內(nèi)皮損傷，2-3個月后可有AS斑塊。缺點(diǎn):家兔是草食動物,其脂代謝與人有很大不同，病變主要分布在胸主動脈、冠狀動脈小分支；而冠狀動脈大分支不出病灶。病灶主要是血源性巨噬細(xì)胞源性泡沫細(xì)胞。大鼠大鼠是目前研究高脂血癥最常用的動物，能較好地反映多種實(shí)驗(yàn)因素對脂質(zhì)吸收、分解及合成等代謝環(huán)節(jié)的影響，同時具有成本低、易于飼養(yǎng)、取血量大等優(yōu)點(diǎn)，因而被作為高脂血癥動物模型廣泛用于降脂藥物的研究。多通過高脂飲食或灌胃建立，大鼠表現(xiàn)血清TC水平顯著升高，HDL-C明顯降低，TG濃度升高，且SD大鼠的升高幅度明顯高于Wistar大鼠，提示SD大鼠可能是較好的高甘油三酯血癥模型。也有通過在食物中加入促進(jìn)肝臟合成膽固醇或甘油三酯物質(zhì)的方法，如加入L-蛋氨酸，或抑制甲狀腺功能的甲基硫氧嘧啶等，建立的高脂血癥大鼠TC、TG水平明顯升高。豬油含量的多少同高脂血癥形成存在正相關(guān),但抗甲狀腺類藥物在造模過程中容易造成肝臟及淋巴結(jié)損傷,增加死亡率，不符合正常代謝過程。另外大鼠的高脂血癥與人類高脂血癥的發(fā)病機(jī)制差異較大，如大鼠內(nèi)源性膽固醇合成量與人類差異較大，大鼠體內(nèi)膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)依賴HDL，人類體內(nèi)膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)則依賴LDL，且大鼠體內(nèi)膽固醇血漿清除率明顯高于人類。大鼠對攝入的高膽固醇食物不敏感，而且還可以通過減少自身肝臟合成膽固醇、并誘導(dǎo)膽固醇7A羥化酶（CYP7A1）表達(dá)上調(diào)，增加膽汁酸生成等途徑而使血漿脂蛋白保持穩(wěn)定，使用時應(yīng)注意。

小型豬用含1-2%Ch飼養(yǎng)，6個月即可形成AS病灶，其病變特點(diǎn)及分布都與人類相似,特別是在冠狀動脈可出現(xiàn)AS病灶。豬與人類在解剖、生理和代謝方面有許多共同之處，豬血漿脂蛋白和載脂蛋白結(jié)構(gòu)和生化代謝也與人類似。缺點(diǎn)：考慮分組和數(shù)量，費(fèi)用大。

大鼠、多數(shù)小鼠和狗只出高脂血癥和動脈內(nèi)皮細(xì)胞功能和形態(tài)學(xué)損傷，難以出典型的AS病灶，甚至脂紋難以出現(xiàn)。

8.2.2損傷動脈內(nèi)膜引起AS病灶形成1.機(jī)械損傷：導(dǎo)管法、空氣干燥法

2.化學(xué)損傷：靜注同型半胱氨酸3.免疫損傷：喂高膽固醇膳食同時，注射牛血清白蛋白，4.鈣超載：VD2灌胃4天+1.5%膽固醇+0.5%膽酸+0.2%丙基硫氧嘧啶，5.感染：感染肺炎衣原體或巨細(xì)胞病毒或皰疹病毒。8.3基因工程高脂血癥動物模型8.3.1APOE*3-Leiden轉(zhuǎn)基因小鼠APOE*3-Leiden（E3L）突變是一種人類罕見的APOE3基因顯性失活，與Ⅲ型高脂蛋白血癥有關(guān)。E3L轉(zhuǎn)基因小鼠是將人E3L突變基因?qū)隒57BL/6小鼠獲得，同時其轉(zhuǎn)基因構(gòu)建體中還引入了APOC1基因，通過降低脂類分解及LDLr和LRP對VLDL的攝取，來進(jìn)一步提高血漿脂質(zhì)水平。E3L小鼠有內(nèi)源性ApoE蛋白表達(dá)，但對含ApoE脂蛋白的清除率降低，且降低程度顯著低于ApoE-/-小鼠。與野生型小鼠相比，E3L小鼠血漿TG水平，正常飲食時顯著升高，高脂、糖和膽固醇飼料時達(dá)極顯著水平，且VLDL、LDL含量增加。8.3基因工程高脂血癥動物模型8.3.1APOE*3-Leiden轉(zhuǎn)基因小鼠由E3L、ApoE-/-、LDLr-/-小鼠血漿TC水平可知，E3L小鼠的高脂血癥比ApoE-/-

和LDLr-/-小鼠表現(xiàn)更溫和，且血漿TC和TG水平隨肝臟VLDL的生成變化明顯。小鼠正常飲食（mmol/L）高脂飲食（mmol/L）E3LApoE-/-LDLr-/-285≦25＞70＞25表1E3L和ApoE-/-、LDLr-/-小鼠的血漿TC水平變化8.3基因工程高脂血癥動物模型8.3.1APOE*3-Leiden轉(zhuǎn)基因小鼠另外值得一提的是，E3L小鼠對含脂、糖和膽固醇飼料高度敏感，其血漿脂質(zhì)水平可通過飼料中膽固醇和糖的含量來調(diào)節(jié)。影響CMs和VLDL生成的藥物或飲食會同樣改變小鼠血漿CH和TG水平，在這一點(diǎn)上，E3L小鼠比ApoE-/-和LDLr-/-敏感得多，降脂成分可使E3L小鼠膽固醇降低。8.3基因工程高脂血癥動物模型8.3.2ApoE-/-小鼠載脂蛋白E（ApoE）是一種強(qiáng)的細(xì)胞膽