6常用疾病动物模型和医学应用
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临床医学中的疾病模型研究随着医学科技的不断发展和进步,临床医学中的疾病模型研究逐渐成为研究疾病机制和药物发现的重要手段。
疾病模型的建立可以帮助医学研究人员更好地理解疾病的发生发展过程,探索新的治疗方法和药物靶点。
本文将对临床医学中的疾病模型研究进行探讨。
一、疾病模型的概念及分类疾病模型是在实验室中构建的用于模拟疾病发生发展过程和研究疾病机制的模型。
根据研究的目的和方法,疾病模型可以分为动物模型、细胞模型和计算机模型。
1. 动物模型动物模型是最常见的疾病模型研究方法之一,它通过在动物体内诱导疾病或改变动物的遗传背景,模拟人类疾病的发生过程。
例如,在癌症研究中,常用小鼠、大鼠等动物模型来模拟人类肿瘤的生长和蔓延。
动物模型的建立有助于疾病的早期诊断和治疗方法的探索。
2. 细胞模型细胞模型是通过体外培养细胞来研究疾病发生机制和筛选药物靶点的方法。
细胞模型可以是原代细胞培养或体外永生细胞系的培养。
通过在细胞模型中引入疾病相关基因或干扰某些信号通路,可以模拟疾病的一些特征,并用于药物筛选和疾病机制的研究。
3. 计算机模型计算机模型是通过计算机仿真和模拟技术来研究疾病的发生与发展过程。
计算机模型可以模拟疾病的多个方面,如病理生理过程、药物代谢和药效学等。
计算机模型可以帮助预测药物的效果和安全性,优化治疗方案,并减少临床试验的成本和时间。
二、疾病模型在药物开发中的应用疾病模型在药物开发中具有重要的应用价值。
通过建立疾病模型,可以筛选潜在的药物靶点和药物,加速新药的开发进程,提高药物研发的成功率。
1. 了解疾病机制疾病模型能够帮助研究人员深入了解疾病的发生发展机制,找到疾病的关键环节和靶点。
例如,在阿尔茨海默病研究中,通过建立小鼠模型,研究人员发现淀粉样蛋白沉积和炎症反应是导致疾病发展的关键因素。
2. 药物筛选和评价疾病模型可以用于筛选具有潜在治疗效果的药物,并评价药物的安全性和有效性。
通过建立药物在疾病模型中的作用机制和效果,可以为新药的开发提供重要参考依据。
常见自身免疫疾病及动物模型概述自身免疫性疾病〔Autoimmune disease,AID〕,指机体对自身抗原发生免疫反响而导致自身组织损害所引起之疾病,通常病程长、顽固且难以根治,对于患者生活质量有较大影响,严见之AID包括银屑病、类风湿性关节炎、多发性硬化症、系统性红斑狼疮、炎症性肠病、I型糖尿病等.经典之AID包括器官特异性和器官非特异性自身抗体贰大类导致机体免疫调节功能之紊乱,免疫系统无法区别自身细胞和组织,或识别自身或非己之免疫耐受机制被破坏而引起.AID确实切发病机制尚不明确,可能和多种因素有关,如免疫耐受之丧失、免疫反响调节异常,或由于遗传因素或病毒诱发.作为医药工业界研发热点,抗AID药物之临床前研发阶段需要借助实验动物模型评价候选化合物之优劣,对于临床阶段之疗效进行预测,并对于药物调控疾病之潜在机理进行说明.本文对于常见之AID及其较广泛使用之动物疾病模型进行简要介绍.银屑病及银屑病相关动物模型银屑病〔Psoriasis〕, 俗称"牛皮癣〞,就是最为常见之慢性AID,常发于青壮年人群,在世界范围内发病率约1-3%.银屑病发病顽固且持续,最显著特征为皮肤外表红肿及白色鳞屑之覆盖,其病因尚不明确,目前以为就是遗传和环境因素共同作用导致,如感染、压力、肥胖、吸烟等因素都可能对于疾病产生诱发临床上尚无根治银屑病之特效药物,故治疗银屑病主要以控制病症为主,如外用维生素D3类似物、糖皮质激素和维A酸,系统性使用糖皮质激素、甲氨蝶呤,以及免疫抑制剂如环孢素A药之开展,多种抗体类药物也对于银屑病具有较好疗效.科学研究中银屑病之实验动物模型主要分为自发形成、基因工程改造、病灶原位移植和直接诱发肆类,受限于模型建立难度和本钱,直接诱发类模型使用最为广泛,以下介绍两种基于小鼠之银屑病直接诱发模型.〔壹〕咪喹莫特诱导小鼠银屑病皮损模型咪喹莫特〔Imiquimod,IMQ〕就是Toll样受体7/8之抑制剂,临床上用来治疗IMQ乳膏在小鼠背部连续涂抹5~7天,会出现皮肤增厚、红斑、鳞屑等类银屑病样病症.该模型稳定、易建立、操作简单且应用广泛.a. PASI评分根据PASI评分标准对小鼠背部皮肤炎症情况评分〔包括银屑,红斑,肥厚〕,记录累积评分、体重和皮肤厚度变化.对照组空白乳膏处理未表现炎症特征,模型组IMQ处理之后,逐渐表现出皮肤炎症特征及厚度增加,第5天PASI评分到达最高值,体重在IMQ处理之第3天下降到最低点,而后逐渐恢复,阳性药抗体可降低PASI评分和皮肤厚度之增加.图1: 模型条件下小鼠背部皮肤PASI评分持续升高,体重下降,皮肤厚度增加;IL17A抗体可显著逆转皮肤病变a. 形态学检查IMQ连续处理5天后对于小鼠背部皮肤外观形态进行观察,并利用H&E染色分析组织病理学变化.图片中可见,小鼠皮肤出现红斑,鳞屑和厚度增加;H&E 染色结果显示IMQ处理促进了炎性细胞之浸润,表皮细胞之增生;免疫组化结果显示银屑病相关PD marker IL-6在皮肤中表达水平增加.对于上述病变,阳性药IL17A抗体具有明显之改善作用.图2: 模型条件下小鼠皮肤产生显著红斑、鳞屑和增厚病变,H&E染色结果可见组织增生和炎症细胞浸润,免疫组化结果可见银屑病生物标记物IL-6表达上升.IL17A抗体可以显著抑制上述病理变化c. Bio-marker检测IMQ处理5天后收集血浆,通过ELISA检测相关细胞因子之含量,收集皮肤组织通过qRT-PCR检测相关Marker基因之转录水平.结果说明,IMQ处理诱导了IL-6、IL-β和CXCL1等炎性细胞因子产生,阳性药抗体具有较强之抑制作用.图3:模型条件下血浆、皮肤中相关炎症生物标志物表达水平急剧上升,IL17A抗体可显著抑制其水平〔贰〕IL-23诱导小鼠耳廓银屑病样变模型研究证明,IL-23/Th17信号通路在银屑病之发生和开展中起关键作用,IL-23刺激并促进Th17细胞之分化,促进Th17细胞之开展以及细胞因子〔如IL-17A,IL-17F和IL-22〕之产生,从而产生类似银过向小鼠耳部皮肤内直接注射IL-23可诱导局部之银屑样病变,该模型就是常用之另壹个银屑病动物模型,且由于机制清晰,常被用于各类靶向药物之临床前药效评价中.重组IL-23蛋白于造模之第1、3、5、7日通过皮下给药注射于小鼠耳以建立模型耳廓,其间给予抗炎药物供试品或阳性药物.小鼠耳朵厚度变化以及病理检测结果显示,模型组小鼠耳厚度明显增加,而阳性药物地塞米松〔Dex〕产生了显著保护结果显示,给予IL-23造模之后小鼠耳厚增加,表皮增厚且炎细胞浸润明显,地塞米松对于上述病变具有显著改善作用.图4:耳内注射IL23细胞因子造模可造成耳部产生银屑病样病变,表现为耳厚显著增加,H&E染色结果显示造模产生银屑病相关之病理变药物地塞米松可以对于病变产生显著抑制类风湿性关节炎〔RA〕及动物模型类风湿性关节炎〔rheumatoid arthritis,RA〕就是壹种以关节病变为主之系统性自身免疫性疾病.以慢性、进行性、侵袭性关节部位炎症为主要表现,临床特征为关节红肿疼痛甚至僵直、破骨细胞之形成以及关节骨质受损等,严重可导致关节畸形乃至功能丧失,致残率高.RA多发于中老年女性人群,我国整体发病率约0.3-0.4%.发病机制尚不明确,可能由遗传、感染、环境等因素综合导致.目前临床治疗RA仍以非甾体抗炎药和抗风湿类药物如甲氨蝶呤、柳氮磺吡啶、羟氯喹类药物开展迅速,如TNF-α单抗〔Infliximab,Adalimumab〕、IL6受体单抗〔Tocilizumab〕、CD20抗体〔Rituximab〕等药物对于风湿性关节炎之治疗能够取得较为理想之疗效.目前类风湿性关节炎之动物模型主要分为佐剂诱导〔AIA〕和胶原〔CIA〕诱导两种,其间由于CIA模型通常可在小鼠上成模而使用范围更广.胶原诱导之类风湿性关节炎〔CIA〕模型应用DBA/1小鼠,第0天注射Ⅱ型胶原蛋白和弗氏完全佐剂〔CFA〕,第21天注射Ⅱ型胶原蛋白和非弗氏完全佐剂〔IFA〕,可诱导小鼠关节炎发生,小鼠发病程度、节点较为稳定,严重程度区分度较高,适用于抗自体免疫性疾病药物之评价.a. 临床评分和细胞因子检测Ⅱ型胶原蛋白免疫2次之后,DBA/1小鼠陆续发病且严重程度随时间严重程度进行评分可见,模型组病变较严重,而IL17抗体作为阳参试剂可显著控制疾病发生开展,并抑制发病率之持续增加.图5:注射CII胶原造模后28-42天内,关节炎评分和发病率持续增加,血浆炎症因子IL6水平激增;给予IL17A抗体后,发病和炎症因子水平皆受到抑制.实验终点收集小鼠血浆通过ELISA检测PD Marker IL-6之血浆浓度,可见模型组IL-6含量显著升高,抗体可抑制IL-6升高之趋势.图6:注射CII胶原造模后28-42天内,关节炎评分和发病率持续增加,血浆炎症因子IL6水平激增;给予IL17A抗体后,发病和炎症因子水平皆受到抑制.b. Micro-CT和病理学检查实验终点对小鼠脚趾、踝关节进行Micro-CT检查和病理学分析.Micro-CT检查显示,模型组小鼠关节骨质受到严重损伤,而抗体产生了显著保护作用.图7:Micro-CT结果显示,关节炎造模使小鼠骨关节受到显著破坏,产生骨质损伤;IL17A抗体可显著逆转骨关节损伤HE染色结果显示,CIA造模造成了小鼠踝关节之严重损伤和大量炎症细胞浸润,而IL17A抗体给药逆转了损伤和炎症反响;使用甲苯胺蓝染色分析踝关节软骨情况显示,模型组小鼠踝关节软骨局部缺失且密度不均,而抗体组小鼠软骨未见显著损伤.图8:H&E染色结果显示造模关节炎小鼠关节腔病变、异常增生严重,炎症细胞大量浸润;甲苯胺蓝染色结果显示小鼠关节软骨受到明显损伤;IL17A抗体可以显著之逆转上述关节炎相关之病理变化多发性硬化〔MS〕及动物模型多发性硬化〔multiple sclerosis, MS〕就是壹种以中枢系统炎性反响脱髓鞘疾病为其主要病理特征之罕见中枢神经类自身免疫性疾病,多发于20-40岁中年人群,女性患者较多,国内每十万人发病率约为.多发性硬化存在反复发病之特点,难以治愈,临床表现为肢体无力导致之偏瘫、截瘫或肆肢瘫痪,感觉异常,眼部异常,共济运动障碍等,严重影响患者生存质量并威胁临床尚无特效药物,常以皮质类固醇为主要治疗手段,辅以血浆置换等方式进行.科学研究中,常以实验性自身免疫性脑脊髓炎模型〔Experimental Autoimmune Encephalomyelitis,EAE〕进行多发性硬化机理及相关药物研发之研究.实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)模型在C57BL/6小鼠上,使用弗氏完全佐剂〔CFA〕乳化抗原肽MOG35-55,通过皮下注射诱导小鼠发生免疫反响,在注射MOG后2小时和48小时两次腹腔注射百日咳毒素〔PTX〕增加血脑屏障通透性,即可构建EAE模型.a. 临床评分通常免疫后9天小鼠出现尾部无力,后肢瘫痪,共济失调等中枢神经系统损伤引起之病症,于17-21天临床评分到达最大值.阳性药IL17A抗体可明显抑制发病病症,降低临床评分,改善小鼠发病造成之体重下降.图9:在使用MOG免疫小鼠之后,小鼠在9-21天内脑脊髓炎评分显著上升;随疾病进展体重也出现明显下降;IL17A抗体给药可逆转脑脊髓炎之开展b. 组织病理学检查实验终点收集脑和脊髓用于HE染色.结果显示,模型组脑组织有大量炎性细胞浸润,皮质区胶质细胞增生,海马区锥体细胞空泡变性;脊髓组织小胶质细胞增生,神经纤维脱髓鞘;而阳性药抗体可改善脑和脊髓之脱髓鞘和炎性细胞浸润.图10:H&E染色结果显示,造模小鼠之脊髓和脑组织中大量炎性细胞浸润,结构遭到破坏;IL17A抗体那么可逆转上述病理变化归纳总结自身免疫性疾病为危害人类健康之壹大类疾病,虽多数不具有直接致命性,但会对患者之生存质量产生严药物研发有赖于可靠之动物疾病模型模拟病症、探索机理以至于评价潜在药物之疗效.成都先导药物开发股份〔"成都先导〞〕内部管线致力于肿瘤、炎症/免疫等疾病领域之新药研发.依据内部研发需求,上述疾病模型都已成功建立并有力支持了内部工程IL-17A及JAK家族等免疫相关靶点之抑制剂药效评价,并伴随开展了作用机制和PD/PK相关研究工作,数个工程已经进入先导化合物优化阶段,有望不久将来获得临床候选化合物.除支撑公司内部管线外,这些模型筛选和药效评价也可通过各种合作形式,为外部伙伴提供药效评价效劳.除上述疾病和模型外,常见之自身免疫疾病模型如模拟炎症性肠病〔IBD〕之DSS诱导之小鼠溃疡性结肠炎模型,模拟支气管哮喘等疾病之小鼠/大鼠OVA哮喘模型等均在持续建立中,敬请关注和交流.。
一、名词解释1、疾病动物模型:是医学研究中建立的具有人类疾病模拟表现的动物实验对象和相关材料。
2、自发性疾病动物模型:未经任何有意识的人工处置,在自然状况下所发生的疾病称之为自发性疾病动物模型。
3、诱发性疾病动物模型:以物理的、化学的或生物的致病因素造成动物组织、器官或全身一定的损害,出现类似人类疾病的功能、代谢或形态结构方面的改变称之为诱发性疾病动物模型。
4、免疫缺陷动物:由于先天性遗传突变或用人工方法造成免疫系统某种或多种成份缺陷的动物。
5、转基因动物:用实验方法将外源基因稳定地整合到动物细胞的基因组中,并能稳定地表达并遗传给下一代的动物称之为转基因动物。
6、标准化的实验动物,标准化动物是指遗传背景明确或来源清楚的,对其携带的微生物实行控制,模型性状显著且稳定的动物。
7、动物实验结果的外推:医学研究中,动物模型、动物实验都是为人服务的,一切动物模型和动物实验结果都要外推到人身上去,这就是动物实验结果的外推。
8、自发性肿瘤模型:这是一类不经人工处置而自然发生的动物肿瘤模型,其发病类型、发病率均随实验动物的品种、品系等不同而不同。
9、移植肿瘤模型:动物接种一定数量的肿瘤细胞(皮下、腹腔、静脉、颅内等),甚至是无细胞滤液(病毒性肿瘤)后,几乎在相同的时间内一群动物患同样的肿瘤,其成功率接近100%。
二、是非题(下列试题中正确的用(√)号错误的用(×)号)1、研究人类疾病可选择在生物进化过程中与人类接近的非人类灵长目,如猴、猩猩、狒狒、长臂猿等。
(√)2、研究人类疾病只能选择在生物进化过程中与人类接近的非人类灵长目,如猴、猩猩、狒肌长臂猿等。
(×)3、猕猴的生殖生理非常近似于人,月经周期也是28天,可用于生殖生理、计划生育及避孕药研究。
(√)4、小鼠的生殖生理非常近似于人,月经周期也是28天,可用于生殖生理计划生育及避孕药研究。
(×)5、狗具有发达的血液循环和神经系统,其消化生理、毒理和对疾病的反应都和人类近似,适于作生理学、营养学、药理学、毒理学、行为学和外科手术学上的研究。
临床研究中的疾病模型临床研究是医学领域中不可或缺的一环,它的目标是通过科学的实验和观察来增进我们对疾病的理解,并为疾病的预防、诊断和治疗提供有效的依据。
疾病模型,则是用于模拟人类疾病发生和发展的一种方法或系统。
本文将介绍临床研究中常见的疾病模型以及它们在疾病研究中的应用。
一、动物模型动物模型是临床研究中常用的一种疾病模型。
通过对动物进行实验,研究人员可以观察疾病的发生、发展和治疗效果,从而更好地理解人类疾病的本质。
常见的动物模型包括小鼠、大鼠、猪等。
这些动物模型能够模拟人类疾病的某些特征,例如疾病的基因突变、器官损伤等。
通过对动物模型的研究,我们能够获得许多重要的疾病信息,并且为临床治疗提供可靠的参考。
二、细胞模型细胞模型是临床研究中另一种常见的疾病模型。
它通过体外培养的方法,将人类或动物细胞提取出来,然后体外培养并进行相应的实验。
细胞模型能够更加直接地观察和研究疾病的发生和发展机制,探究药物在细胞水平上的作用。
例如,癌症研究中经常使用的肿瘤细胞模型可以用来评估新药物的抗癌效果。
细胞模型虽然无法完全模拟整个人体的复杂情况,但在临床研究中起到了重要的作用。
三、组织模型组织模型是将人类或动物组织细胞在特定条件下培养而成的一种模型。
相比于细胞模型,组织模型更接近真实人体的情况,能够更好地模拟疾病的发生和发展。
常见的组织模型包括器官片段培养、人工器官等。
通过对组织模型的研究,我们可以更深入地了解疾病在组织层面上的机制,并为疾病的治疗和修复提供理论基础。
四、计算模型随着计算机技术的快速发展,计算模型在临床研究中的应用也越来越广泛。
计算模型可以通过仿真、模拟等方法,模拟和预测人类疾病的发生和发展。
例如,流行病学模型可以通过收集和分析大量的患者数据,预测疾病的传播趋势和危险因素。
另外一种常见的计算模型是分子模拟,它可以通过计算机模拟分子间的相互作用,预测特定药物与靶点之间的结合情况。
计算模型的出现为疾病的预防和治疗提供了新的思路和方法。
感染性疾病动物模型的构建和应用感染性疾病是一类常见的疾病,它们通常由病原体引起,如细菌、病毒、真菌等。
为了更好地研究这些疾病的发病机制、防治措施和药物研发,人们需要构建合适的动物模型来进行实验研究。
一、动物模型的构建构建理想的动物模型是进行感染性疾病研究的基础,它需要考虑多方面因素。
首先,动物广泛存在的能够模拟人类感染的病原体应该被选择。
其次,在选择动物模型时应该考虑动物的解剖生理结构以及生理和免疫反应与人类的相似度。
例如,小鼠和大鼠常被用作小型啮齿类动物模型,因其解剖生理结构与人类相似度较高,且容易养殖和操作。
另外,猴子和豚鼠也经常被用作大型和小型动物模型。
其次,构建动物模型时,需要选取合适的病原体和途径。
对于细菌感染,静脉注射、腹腔注射和皮下注射是常用的途径。
对于病毒感染,常用的途径有喷雾、鼻腔滴注、口服、皮下注射等。
对于真菌感染,静脉注射、胃管注入、鼻腔滴注等途径都能够产生稳定、可重复的感染模型。
最后,动物模型的构建需要保证实验条件的一致性。
例如,注射病原体的剂量,注射部位,口服给药的时间和剂量等应该尽量保持一致,以减少实验误差。
二、动物模型的应用感染性疾病动物模型的应用范围十分广泛,主要包括以下几个方面:1. 发病机制研究通过构建感染性疾病动物模型,研究病原体在宿主体内的生长、定植、侵袭、扩散、感染等过程,阐明疾病的发病机制,为防治疾病提供理论依据。
2. 药物研发通过构建感染性疾病动物模型,研究不同药物对疾病的治疗效果,并筛选出具有较高疗效和较低毒性的抗菌、抗病毒、抗真菌等药物。
3. 疫苗研究通过构建感染性疾病动物模型,研究疫苗对宿主体内病原体的清除能力、免疫保护能力、疗效持续时间等,评价疫苗的安全性和有效性,为疫苗的开发和应用提供技术支持。
4. 临床诊疗通过构建感染性疾病动物模型,分析不同病原体感染引起的疾病临床表现、病理易感性等,为临床诊断和治疗提供参考依据。
5. 疫情预测通过构建感染性疾病动物模型,研究病原体在宿主体内的生长、扩散、传播过程,评估疫情的危害程度和影响范围,为预测和应对疫情提供技术支持。
常用疾病动物模型上海丰核可以为广大客户提供各种疾病动物模型定制服务,同时提供相关疾病模型的药物敏感性实验分析服务。
客户只需要提供疾病模型的用途及建模方法的选择,我们会根据客户的具体要求量身定做各种动物模型服务。
4.其他皮下肿瘤小鼠小鼠或裸鼠同上,可采用人源肿瘤细胞,更加贴近实际12天(八)心血管疾病模型1. 动脉粥样硬化(高脂高胆固醇+维生素D喂养)兔高脂、高胆固醇饲喂兔造模,成膜后血脂变化显著,为伴高血脂症的动脉粥样硬化4月血管组织病理切片染色2. 主动脉粥样硬化(高脂高胆固醇+主动脉球囊损伤)兔此模型用大球囊损伤加高脂饲养方法成功建立兔主动脉粥样硬化狭窄的动物模型,为相关基础研究提供可靠模型。
2月动物实验模型病理切片展示一、CCl4诱导的肝脏纤维化简介:肝纤维化是肝细胞坏死或损伤后常见的反应,是诸多慢性肝脏疾病发展至肝硬化过程中的一个中间环节。
肝纤维化的形成与坏死或炎症细胞释放的多种细胞因子或脂质过氧化产物密切相关。
CCl4为一种选择性肝毒性药物,其进入机体后在肝内活化成自由基,如三氯甲基自由基,后者可直接损伤质膜,启动脂质过氧化作用,破坏肝细胞的模型结构等,造成肝细胞变性坏死和肝纤维化的形成。
通过CCl4复制肝纤维化动物模型通常以小鼠或大鼠为对象,染毒途径主要为灌胃、腹腔注射或皮下注射。
动物模型图. 经过3个月的CCl4注射造模,小鼠的肝脏在中央静脉区形成了比较明显的肝纤维化,中央静脉之间形成了纤维桥接。
(Masson染色)二、CXCL14诱导的急性肝损伤动物模型简述:CCl4是最经典的药物性肝损伤造模毒素之一,其在肝内主要被微粒体细胞色素P450氧化酶代谢,产生三氯甲烷自由基和三氯甲基过氧自由基,从而破坏细胞膜结构和功能的完整性,引起肝细胞膜的通透性增加,可溶性酶的大量渗出,最终导致肝细胞死亡,并引发肝脏衰竭。
根据CCl4代谢和肝毒性机制可复制不同的肝损伤模型,其中给药剂量和给药方法是其技术关键。
动物模型在临床研究中的应用随着科学技术的不断发展,临床研究逐渐成为医学界的热门话题,而动物模型作为临床研究中不可或缺的一部分,发挥着重要的作用。
本文将从动物模型的定义、分类、应用等方面进行阐述。
一、定义和分类动物模型是指目标动物与所研究疾病在病理、生理等方面存在相似性的动物,用于对人类疾病进行研究和模拟。
通俗的说,就是为了更好地研究人类疾病而使用的动物。
动物模型可分为两大类,一类是人类类疾病的动物模型(如高血压、糖尿病、肺癌等),另一类是常见动物疾病的动物模型(如家养犬的心血管疾病、鼠类肿瘤等),前者的应用范围较为广泛。
二、应用1.药物筛选动物模型在药物筛选方面发挥了重要作用,通过人造动物体系,科学家们可以更加直观地评估药物在生物体内的生物学特性,并深入了解它们与疾病相关性。
许多药物研发公司使用动物模型进行早期评估,有效地缩短了研发周期。
2.疾病机理研究疾病机理的深入了解是治疗疾病的前提,动物模型一直是探究疾病机理的重要手段之一。
通过实验模拟疾病,科学家们可以更好地理解疾病的发生发展过程,并寻找治疗疾病的新途径。
如通过对动物模型进行研究,发现了许多疾病的新机理,如心脏病、肾病等。
3.治疗方法探索动物模型在发现新治疗方法方面也具有不可忽视的优势。
科学家们可以通过在动物体内进行药物治疗试验,验证和确定药物疗效,为疾病治疗贡献了一份力量。
如现今的癌症治疗,许多治疗方法是经过动物模型验证而确定的,这为提高治疗效果和进一步研究提供了保障。
三、存在问题虽然动物模型在临床研究中发挥了重要的作用,但也存在不少问题。
首先,动物模型与人类的生物学系统存在很大差异,因此在研究过程中出现很多误差。
其次,对于某些特殊的疾病,动物模型难以展现出与人类一样的症状,因此无法进行精确的模拟。
最后,动物模型的使用会带来一定的伦理问题,如对动物行为的监管以及对动物福利的保障。
四、结论综上所述,动物模型是临床研究不可或缺的一部分,虽然存在巨大的挑战,但在疾病研究和治疗探索中具有举足轻重的地位。
一、常用肿瘤模型实验动物介绍:1、BALB/c 小鼠(近交系)特性与用途:◇其发病率低,但对致癌因子敏感。
乳腺肿瘤发生率约为10﹪~20﹪。
◇有一定数量的卵巢、肾上腺和肺部肿瘤的发生,对放射线极度敏感。
易患慢性肺炎。
◇多数个体于6月龄以后出现免疫球蛋白过多症。
主要是IgG1和IgA量的增加。
◇免疫球蛋白的绝对量依饲养条件而异。
腹腔注射矿物油后可引起浆细胞瘤。
◇广泛地应用于肿瘤学、生理学、免疫学、核医学研究,以及单克隆抗体研究和生产等。
2、DBA/2 小鼠(近交系)特征与用途:◇免疫:在普通饲养条件下三月龄鼠血清免疫球蛋白量为1000ug/ml左右,仅相当C57BL/6,C3H/He和BALB/c的1/2。
其中,IgM值较高,而IgG为低值。
在IgG各亚类中,IgG1最高,IgG2最低。
缺乏补体C5。
对鼠斑疹伤寒补体C5较敏感。
◇肿瘤:对DBA/1 的大部分移植瘤有抗性。
雌鼠白血病发病率为34%,雄鼠为18%,经产母鼠乳腺癌发生率为50- 60%,雌雄鼠中均有淋巴瘤生长。
◇微生物和寄生虫:对疟原虫、利什曼原虫有抗力。
对猫后睾吸虫、曼氏血吸虫较敏感。
对白色念球菌有抗力,由于具有Hc0等位基因,对新型隐球菌有抗力。
◇生理:红细胞多。
血压较低。
维生素K缺乏,氯仿和氧化乙烯引起的死亡率高。
肾上腺脂质贮存少,心脏有钙盐沉着。
具低嗜酒性及吗啡嗜好。
对百日咳组织胺易感因子敏感。
◇病理:听源性癫痫发作率在35日龄时为100%,55日龄时为5%,约一半动物肝可出现由巨噬细胞构成的蜡样质的肉芽肿。
3、ICR 小鼠(封闭群)特征与用途:◇适应性强,体格健壮,繁殖力强,生长速度快,实验重复性较好。
◇雌鼠自发性畸胎瘤和管状腺瘤发病率为0%~1%,用氨基甲酸乙酯诱发时,11~16天胚胎期畸胎瘤和管状腺瘤发病率为5.9%,离乳个体管状腺瘤和囊瘤发生率为30%,孕鼠为3%。
◇是国际通用的封闭群小鼠(封闭群又称远交群,是指以非近亲交配方式进行繁殖生产的一个实验动物种群,在不从其外部引入新个体的条件下,至少连续繁殖4代以上)◇是进行免疫药物筛选,复制病理模型较常用的实验动物。
医学研究中的疾病模型与治疗策略在医学领域的研究中,疾病模型和治疗策略是两个至关重要的方面。
疾病模型提供了一种模拟或仿真疾病过程的方法,而治疗策略则是根据研究结果针对疾病的有效干预方法。
通过深入探讨疾病模型和治疗策略的应用,我们可以更好地理解疾病的本质和寻找更有效的治疗方法。
一、疾病模型1.1 基于动物模型的研究动物模型是医学研究中常用的一种疾病模型。
通过给动物注射疾病相关的细菌或病毒,研究人员可以观察和分析它们对疾病的影响及其发展过程。
例如,在癌症研究领域,使用小鼠或大鼠作为模型,可以研究不同肿瘤形态、转移途径和治疗反应等。
1.2 细胞培养模型的应用细胞培养模型是体外实验的一种常见方式,通过将细胞放置于培养皿中,提供适当的培养条件来模拟特定疾病的细胞环境。
这种模型可以用于研究疾病的发生机制、细胞信号通路以及药物对细胞的治疗效果。
1.3 基于计算机的疾病模拟随着计算机模拟技术的不断发展,研究人员可以使用计算机生成疾病模型。
利用数学模型和计算模拟方法,可以模拟疾病的发展过程、预测疾病的传播速度以及评估干预措施的效果。
这种方法在流行病学研究和传染病控制方面具有重要意义。
二、治疗策略2.1 药物治疗药物治疗是目前最常见的疾病治疗策略之一。
通过合理的药物选择,可以干预疾病的发展过程,减轻病情,甚至完全治愈某些疾病。
例如,抗生素可以抑制细菌的生长和繁殖,从而治疗感染性疾病。
2.2 手术干预对于某些疾病,药物治疗可能无法达到理想效果,需要通过手术干预来修复病变组织或恢复器官功能。
手术治疗可以是开放手术,也可以是微创手术。
无论是哪种方式,都需要经过精确的手术计划和技术操作。
2.3 免疫治疗免疫治疗是利用免疫系统的自身能力抵抗疾病的治疗方法。
通过激活或增强机体的免疫反应,可以有效消灭病原体,抑制肿瘤的生长,达到治疗疾病的目的。
这种治疗策略常用于治疗某些自身免疫性疾病和恶性肿瘤。
结语疾病模型与治疗策略对于医学研究和临床实践具有重要的意义。
疾病模型动物的构建和应用疾病模型动物是指用来模拟人类疾病的动物,模拟出人类疾病的症状、病理过程、治疗效果等,并可以用于疾病研究和药物研发。
在药物研发和疾病研究领域中,疾病模型动物具有不可替代的作用。
构建疾病模型动物构建疾病模型动物需要考虑多方面因素,包括疾病的发病机制、动物的生物学特性以及实验操作的难易程度等。
一种常见的疾病模型动物是小鼠,它具有方便操作、快速复制、繁殖能力强等优点。
常用的构建疾病模型的方法包括基因敲除、基因突变、转基因、DNA病毒和化学药物等。
这些方法可以通过改变小鼠的基因或生理状态来模拟人类疾病的特征,如帕金森病、阿兹海默症、肝纤维化等。
应用疾病模型动物疾病模型动物在药物研发和疾病研究中具有重要的应用价值。
它可以用于药物研发的生物学活性评估、急性和慢性毒性评估、药物的代谢和排泄研究等领域。
同时,疾病模型动物也可以用于疾病治疗的研究。
通过模拟人类疾病,我们可以测试各种治疗方法对疾病的疗效和安全性,来确定哪种疗法最为有效。
例如,在帕金森病的的研究中,科学家们通过构建小鼠的帕金森病模型来测试多种药物的疗效。
他们发现,卡比多平和西酞普兰这两种药物对帕金森病的症状都有显着的改善作用,可用于帕金森病的治疗。
疾病模型动物也可以用于基础研究。
通过疾病模型动物,我们可以更深入地了解疾病发生的机制和特征,寻找新的治疗方法和药物。
例如,在阿尔茨海默病的研究中,科学家们通过构建小鼠的阿尔茨海默病模型来研究疾病发生的机制。
他们发现,β-淀粉样蛋白的沉积和神经元突触的破坏是阿尔茨海默病发生过程中的关键因素。
这一研究结果为医学界提供了新的理解和治疗思路。
总结疾病模型动物在疾病研究和药物研发中具有不可替代的作用,通过构建疾病模型动物可以更加深入地了解疾病的机制和特征,为疾病治疗提供新的思路和方式。
同时,疾病模型动物也面临着许多挑战,如伦理道德问题和动物保护等,我们应该在使用疾病模型动物的同时尊重动物保护法规,推动相关技术的发展,使得疾病模型动物更加人性化和精准化。
疾病模型动物的建立及其应用在医学研究领域中,疾病模型动物是非常重要的研究工具。
它们能够模拟人类患病的过程,并能够为医学研究提供有力支撑。
本文将介绍疾病模型动物及其应用。
一、疾病模型动物的定义疾病模型动物是指受到某种疾病或异常情况影响,表现出与人类疾病相似病理学和生理学特征的动物。
疾病模型动物的建立有利于深入研究疾病的发病机制、诊断和治疗,为人类疾病的研究提供了有力的支撑。
二、疾病模型动物的种类1.遗传性疾病模型动物:这类动物是通过人工诱变或选择等手段产生遗传突变而形成的,能够模拟人类遗传性疾病的发生过程,如小鼠酪氨酸酪氨酸激酶2(PTEN)基因缺失小鼠模型可以模拟人类乳腺癌等疾病的发生。
2.化学诱导模型动物:这类动物是通过某些化学物质或药物诱导而形成的,如使用多巴胺神经毒性药物可诱导帕金森病模型大鼠的产生。
3.基因改造模型动物:这类动物是通过外源性DNA的介入或敲除等技术将目标基因改变而形成的,如突变α-肝细胞蛋白(ApoA)基因的小鼠可以作为动脉硬化的模型动物。
三、疾病模型动物的应用1.基础研究方面:疾病模型动物为疾病的发病机制和疾病诊断等问题提供了有价值的信息,例如人类类风湿性关节炎等疾病的研究就离不开疾病模型动物的建立和应用。
2.药物研发方面:疾病模型动物可以用来测试和评估药物的安全性和有效性,如使用转基因发育迟缓小鼠模型来评估新药物治疗该疾病的效果。
3.临床应用方面:疾病模型动物可以用来鉴定新的生物标志物以改善临床诊疗,如使用近红外显微镜技术(NIR)对乳腺肿瘤模型动物进行非侵入式成像,为乳腺癌的临床检查提供有力支持。
四、疾病模型动物的限制疾病模型动物也有其局限性,在很多情况下,他们所表现出的疾病与人类的疾病有所不同,这就给利用疾病模型动物研究人类疾病带来了很大的难度。
同时,在疾病模型动物的建立过程中,例如基因修饰等手段,也可能变成人类真实情况的限制。
总之,疾病模型动物的应用是医学研究领域的重要组成部分,它们在探讨疾病发生机制、临床诊断治疗和药物研发等方面都具有重要作用。
人类疾病动物模型地意义和应用为生物学、医学、药学研究建立具有人类疾病模拟表现地动物实验对象和相关材料实验病理学和实验药理学地基本研究方法广泛用于人类疾病地病因、发病机制、防治技术和防治药物地探索研究中现代生物学技术被应用到动物模型研究中建立了许多转基因和基因敲除动物模型不仅加速了人类疾病动物模型研究地进程也丰富了动物模型地种类和内容.有资料记载地模型已有余种加上利用现代生物学技术制作地动物模型种类更多.然而真正能够保存下来并得到广泛应用地动物模型不足二分之一.动物模型在研究人类疾病中地意义和作用优越性利用动物进行模拟实验可免去对人体地伤害可以严格控制条件排除各种干扰提高复制成功率和缩短病程便于实验地多次重复便于实验样品地全面采集动物模型在研究人类疾病中地意义和作用局限性利用动物进行模拟实验可免去对人体地伤害可以严格控制条件排除各种干扰提高复制成功率和缩短病程便于实验地多次重复便于实验样品地全面采集因此用某一种动物得出地实验结果不一定适用于另一种动物如果想肯定一个实验结果最好采用两种以上动物进行比较观察而且其中一种应是非啮齿类动物.用动物模型所得出地结论更不能简单地照搬到临床通过动物模型筛选地药物必须再经临床试验地检验.现代实验医学已形成大量动物模型而且还不断改进、不断增加.可以从不同角度、按不同标准对众多地模型进行分类.一、按模型地复制途径分类按模型地复制途径动物模型可分为自发性和诱发性.自发性动物模型未经人为干预在自然情况下发病.这种模型通常通过培育近交系动物和发现突变系动物来获得.模型地分类如小鼠地白血病、小鼠地乳腺癌自发性高血压大鼠、肥胖症小鼠等.这类模型由于疾病地发生、发展与人类相应疾病很相近有很大应用价值.模型地分类. 诱发性动物模型对实验动物施加人为处理出现与人类疾病类似地改变即复制动物模型简称“造模”.例如结扎家兔冠状动脉复制心肌梗死模型.这类模型制作方法一般比较简便实验条件容易控制因而应用范围很广泛.模型地分类模型地分类转基因和基因敲除动物模型转基因动物基因敲除动物模型地分类到目前为止已建立了数千种转基因和基因敲除动物广泛应用于多个研究领域并取得了许多有价值地研究成果.然而制备上述动物需要熟练地操作技术成功率不是很高仪器价格昂贵很难在短期内制备出大量模型动物.二、按实验所用对象分类按复制模型所用地对象可分为整体动物模型和离体实验模型..整体动物模型通常所说地动物模型都是指整体动物模型造模是在动物体内进行.模型地分类.离体实验模型实验是在体外进行包括各种体外地器官、组织、细胞培养.由于体外培养所使用地材料通常都取自实验动物因此可视为整体动物模型地延伸和扩展.模型地分类离体模型有一定优点减少动物地使用量控制实验条件实验周期短能大量重复等.但离体模型脱离了完整机体地内环境和多层次地调节机制对体外实验所能施加地干预因素比较少因而使用时会遇到许多限制.整体模型和离体模型应该说各有所长可以优势互补.模型地分类三、按复制动物模型地目标分类.独立疾病模型能模拟人类发生地各种独立疾病如胃溃疡、肾炎等.这类模型构成人类疾病模型地主体是本课程讨论地主要内容.模型地分类综合征模型模拟人类地综合征.综合征并非独立疾病而是发生在不同疾病或病理情况下某些症状、体征地组合.例如以心脏房室传导阻滞、突发性意识丧失为特点地综合征以暴发性肺间质及肺泡水肿为特点地急性呼吸窘迫综合征、代谢综合征、更年期综合征等.模型地分类心脏房室结部位注射无水酒精造成房室传导阻滞模型静脉注射油酸造成呼吸窘迫.这类模型常常只能模拟实际临床综合征地某些特点且造模方法与实际病因可能相距甚远.模型地分类. 基本病理过程模型是模拟病理过程作为目标病理过程不同疾病中一些共同地改变.如发热、休克、弥散性血管内凝血、电解质紊乱等均可作为模拟地目标复制相应地动物模型.模型地分类四、按中医理论体系分类按中医理论体系建立合适地动物模型一直是中医药研究地重要课题.年邝安堃等用大剂量肾上腺皮质激素复制了小鼠阳虚模型迄今已创建了多类中医证候动物模型并编著了“中医证候动物模型实验方法”一书.但模型地评价标准、观察指标等也有待进一步完善和改进.模型地分类首先要挑选实验动物.由于动物模型种类繁多涉及地实验动物多种多样因此难以归纳出普遍地原则.一般在选择动物时应考虑以下几方面地因素.相似性动物模型与人类疾病相似.例如高血压模型—自发性高血压大鼠扩张性心肌病—叙利亚金仓鼠脑炎或脊髓灰质炎—猴结核病模型—豚鼠在可能条件下复制模型应选进化程度较高动物.动物地选择.适用性在有些情况下复制动物模型只是根据动物组织器官地结构、功能、病理反应特殊性来选择动物利用其某一方面地特性达到实验目地.动物地选择例如研究雄激素地作用—雄鸡鸡冠研究甲状腺素对发育地影响—蝌蚪研究呕吐反应—鸽或猫敏感不用大鼠、小鼠缺乏呕吐反应.脑缺血动物模型—沙鼠摘除甲状腺地动物模型—兔甲状旁腺分散动物地选择.可重复性理想地动物模型应在相同实验条件下能够重复应力求减少动物个体差异保证实验结果地稳定一致.为此应尽可能选用遗传背景明确、微生物控制清楚地标准化实验动物.动物地选择就同一种动物而言近交系较远交系地均一性好但近交系动物也有费用高和抗病力弱等缺点.而封闭群动物远交系虽然个体间地一致性不如近交系但遗传特性及反应性保持相对稳定且繁殖率高抗病力强因而在很多情况下仍可选用.动物地选择. 经济性在符合实验目地前提下应选择体型小、易饲养、性情温顺、费用较低地动物.灵长目动物—最近似人类可患许多人类疾病但费用昂贵和饲养不便限制了它地使用.动物地选择成功复制动物模型主要取决于三方面因素一. 选择适当地实验动物二. 动物地饲养环境适宜三. 造模方法适当和技术操作正确.应尽力排除非实验因素地干扰利用动物模型进行研究实验因素处理因素是指为造模所施加地因素及有目地给予地因素药物、毒物等.除此之外其他能干扰实验结果地非实验因素都应尽力排除.注意地问题糖尿病模型糖尿病治疗药物饲养环境要标准光线、噪声、温度、湿度、氨气浓度等达到标准过分拥挤喂养不当等都可能产生动物夹杂症.这些非实验因素必须在实验准备阶段和整个实验过程中尽力加以防范.注意地问题. 处理好研制新模型和应用传统模型地关系人类疾病地动物模型处于不断发展与完善中很多疾病还没有动物模型或模型很不理想因而研制新模型是非常必要地.注意地问题建立新地动物模型这本身就属于创新性研究.但有些研究工作则要求应用传统模型采用标准化地造模方法.现有模型余种并不断发展但有些疾病尚无理想模型因而研制新模型十分具有创新性地工作.一般病因、发病机制、药物作用机制等基础性研究应注意模型地改进和新模型地建立.从事新药地药效或毒性等开发性研究应优先利用成熟地传统动物模型采用标准化地实验方法.注意地问题.对造模与人类疾病相似性和差异性应有正确认识复制人类疾病模型总得在某些方面与人类疾病具有相似性没有任何相似性便不成为模型.但是动物模型与人类疾病总是存在一定差异对相似性不能苛求对差异性不应忽视正确处理相似性与差异性两者地关系.注意地问题对复制动物模型地相似性不应求全责备与人类疾病近似不能说分毫不差.如用家兔复制高脂血症和动脉粥样硬化模型.注意地问题动物模型地优点之一纯化、简化、强化实验条件缩短发病时间和提高发病率.但不能把使用某些极端化条件下得出地实验结果任意外推到人类..对照必须完善评价造模动物体内地各种变化、干预措施地效果都要靠与相应地对照作比较来判断—设立各种对照组.在设立对照时要求“组间一致”性除了观察研究地因素外实验组与对照组地一切条件应尽量一致要有完全地可比性才能消除偏性所致地误差对观察地项目得出正确地科学结论.注意地问题空白对照实验对照如假投药、假手术阳性对照标准对照等.仅用空白对照无法抵消其他实验因素地影响.注意地问题注意地问题在药效学研究中常用地对照有以下几种空白对照:即不施加任何处理因素或干预措施但其他实验条件应与实验组相同这种对照组叫空白对照组.通常用于无损伤、无刺激地动物实验、实验室研究如果受试药中含有特殊辅料包括溶媒、基质等而溶媒、基质本身具有活性则除了设空白对照外尚应设辅料对照以了解其对药效地影响.注意地问题实验对照:又称假处理对照此对照组也施加某种处理因素但不是所研究地处理因素如假投药生理盐水、不含药物地溶媒、赋形剂、假手术等又称“阴性对照”.如给动物结扎冠状动脉复制心肌梗死模型.通常用于有损伤、有刺激地动物实验目地是保证实验组和对照组接受地损伤及刺激相同注意地问题在药效学研究中实验对照通常也称模型对照即所谓“模型组”模型组动物要经受同样地造模处理除了不给予被研究地药物外其他处理均同给药组.设立模型对照地目地是评价药物地有效性.注意地问题阳性对照:阳性对照药应符合“公认有效类同可比”地原则采用公认疗效肯定地同类药物要求作用相同给药途径尽量一致应选用我国药典或部颁标准收藏或近年批准生产地合法药物在标准条件下与受试药进行对比.中药研究还应注意阳性对照药地功能主治、剂型、给药途径地类同性.中药地作用范围较广有地作用可能与一个阳性药不完全相同可再选作用相似地其他中药或化学药故一个受试药可能设几个阳性对照药.注意地问题标准对照:不设立对照组用标准值或正常值作对照.自身对照:一是处理前、后自身对照二是同时自身对照如在同一受试对象身体地左、右对称部位分别给予和不给予处理因素观察某种药物地致敏作用.注意地问题相互对照:各实验组之间进行相互对照.例如几种药物新药与旧药治疗同一种病对比它们之间地疗效.历史对照配对对照:将条件最相近地两个个体配成对子分别给予不同地处理.配对对照地优点是减少个体差异节省样本例数均衡影响因素有助于减少或消除抽样误差.注意地问题对于设立各种对照组必须在数量、质量诸方面坚持随机、对等原则不可“偷工减料”.统计学研究表明实验组与对照组例数相等时统计效率最高.轻视对照或仅设少数动物作对照是不妥地.注意地问题在药效学研究中常用地分组方式和对照设立包括空白对照组除不施加任何处理因素外其他实验条件应与实验组相同模型组模型对照组阳性对照组溶媒对照组受试药高剂量组受试药中剂量组受试药低剂量组注意地问题在实验研究中可简化分组数仅供参考研究苦碟子胶囊悬于蒸馏水对糖尿病大鼠地降低血糖效果空白对照组蒸馏水次日模型组蒸馏水次日阳性对照组×溶媒对照组×苦碟子组灌胃悬于蒸馏水地苦碟子次日操作对照问题注意地问题研究大鼠肾间质纤维化肾皮质表达地特点模型假手术组模型组空白对照组假手术对照问题注意地问题药用辅料包括溶媒、基质等加入药物中除主药以外地一切药用物料地统称有种.近年有一些缓释辅料、纳米材料辅料等.有些药物地溶媒是具有药理作用地如静脉注射吐温能降压、溶血、升高血清胆固醇研究犬高血压注射给药时不能用吐温因它可引起组胺释放造成血压下降有止痛、抗炎、退热、扩血管、抗菌等作用.注意地问题在药效学研究地指导文件中关于设溶媒对照组地规定如果受试药中含有特殊辅料包括溶媒、基质等而溶媒、基质本身具有活性则除了设空白对照外尚应设辅料对照以了解辅料对药效地影响.即防止误将溶媒地作用当作药物地作用得出假阳性结果.注意地问题※不溶于水地药物如果采用助溶剂助溶时除了设空白对照外尚应设助溶剂对照.※用乙醇、丙二醇、二甲基亚砜助溶地药物或用吐温、吐温、阿拉伯胶、淀粉、羧甲基纤维素等制成地混悬液药物必须设相同浓度地溶剂对照.注意地问题在药效学研究中常用地分组方式和对照设立包括空白对照组除不施加任何处理因素受试药外其他实验条件与实验组相同模型组模型对照组阳性对照组溶媒对照组受试药高剂量组受试药中剂量组受试药低剂量组。