?综述?
M OD S 动物模型研究进展
胡 森(综述),盛志勇,周宝桐(审校)
(解放军第三○四医院烧伤研究所,北京 100037)
基金项目:全军“九五”医学科研规划指令性课题(96L 053)
获奖项目:1996年解放军总后勤部科技进步一等奖(961102)
作者简介:胡 森(1959),男(汉族),山东临沂人,博士,副研究员,全军“九五”指令性课题负责人之一。主要研究严重创伤后全身炎症反应及多器官功能障碍综合征,已获国家科技进步三等奖1项,军队科技进步一等奖1项,二等奖2项,主编专著1部,发表学术论文50余篇。
中图分类号:R 365;R 332 文献标识码:A 文章编号:10030603(1999)08050404 多器官功能障碍综合征(M OD S )动物模型是研究M OD S 发病机制和临床防治的基础,同时也是M OD S 研究的一个难点。M OD S 是多因素诱发的临床综合征,发病机制复杂,再加上治疗因素的
干扰,使得模拟M OD S 的病理变化和临床特征十分困难。因此,建立标准化的和符合临床实际的M OD S 动物模型一直是国内外学者在探索的课题〔13〕。在本文中,作者将根据国内外M OD S 模型研究的进展,结合本人的研究经验,对M OD S 模型的标准化、
致伤因素等问题进行讨论,并介绍一些实用的M OD S 模型,供读者参考。
1 MOD S 模型的标准
复制M OD S 模型的目的在于:模拟M OD S 的发病因素、
病理过程和临床特征,研究M OD S 的发病机制及防治方法。根据90年代的最新认识,M OD S 是全身炎性反应综合征(S I R S )的常见并发症,多器官衰竭(M O F )仅是M OD S 的终末表现;而S I R S 是机体对各种致病因素〔包括感染和(或)非感染因素〕的全身炎症反应,脓毒症仅指感染引起的
S I R S 。正确理解上述概念,对于成功的
复制M OD S 动物模型具有重要意义。因此,作者认为,一个符合临床实际的理想的M OD S 实验模型应具备的标准是:①致伤因素与临床M OD S 常见诱因基本一致;②发病在致伤24小时以后;③有
S I R S 的表现;④有2个以上器官或系统
的功能障碍;⑤有足够的发病率和死亡率。
111 致伤因素:即在M OD S 模型复制
时,对动物施加的各种可能诱发或加重
M OD S 的损伤性因素。采用何种致伤因
素,主要根据M OD S 临床常见诱因、不同研究目的、动物种属和实验条件决定。根据临床常见M OD S 诱因,M OD S 模型的致伤因素主要包括各种休克、再灌注损伤、创伤和烧伤、感染或脓毒症、过度炎症、肺或肠屏障功能损害等。这些因素可以单独或复合使用,采用一次或多次打击施加于动物。必要的器官支持(主要是循环、呼吸和代谢支持)在复制符合临床实际的M OD S 模型过程中(尤其是双相迟发M OD S 模型),也是一种不可缺少的关键因素。此外,不同种属的动物对各种M OD S 致伤因素的耐受力和反应性差别较大,不同的研究目的和实验条件对致伤因素也有一定的要求。
112 M OD S 的诊断依据:根据临床M OD S 的定义,发病或较伤后24小时
以上出现M OD S 方可诊断,而24小时内发生M OD S 或死亡者,应视为复苏失败,与休克和创伤造成器官的直接损伤和死亡相区别。同样,动物M OD S 诊断也定在致伤后24小时。实验动物M OD S 的诊断依据与人类基本一致〔1,4〕,即:诱发因素+S I R S +多器官功能障碍。
113 S I R S 的表现:目前尚缺乏动物
S I R S 的诊断标准。
作者根据复制M OD S 模型的实践,在人类S I R S 临床诊断依据的基础上,提出以下动物S I R S 的诊断依据:①直肠温度较正常或伤前升高或降低1℃;②呼吸频率超过对照值2倍或PaCO 2较对照值降低25%;③白细胞总数超过对照值的2倍或减少50%;④心率较对照值增加50%。值得注意的是,受动物麻醉或紧张等因素的影响,常
难于测得准确的呼吸和心率。因此,上述几项中,采用直肠温度、PaCO 2、白细胞计数和分类的变化进行诊断相对较为准确。若实验条件许可,最好能持续监测动物的血流动力学和氧代谢指标的变化以及炎性介质的水平,以便更全面和精确地判断S I R S 发生的时间和程度。动物发生S I R S 时,心排血量减少,外周阻力增加,氧耗量和氧摄取增加,血浆急性期蛋白和多种炎性介质(如肿瘤坏死因子、白细胞介素和磷脂酶A 2等)水平升高;多脏器组织呈炎症改变。
114 多器官功能障碍:动物的多器官功
能障碍的诊断依据与人类基本一致,所采用的实验室诊断指标也大致相同。目前,国内外还没有统一和公认的动物器官功能障碍的诊断标准。各实验室往往根据其对M OD S 模型的认识、研究目的以及检测条件,制定各自的诊断标准。作者根据长期从事M OD S 动物模型研究的经验,也提出动物的多器官功能障碍诊断和评分标准供读者参考〔1,57〕。动物的诊断标准与人类比较有如下特点:①以实验室检查为主,以排除主观和治疗因素的影响;②动物标准多采用对照值
(尤其是自身对照),能减少种属和个体
差异的影响;③采用功能评分方法,以反映器官功能障碍的程度。
115 发病率和死亡率:一个理想的M OD S 动物模型应有较高的发病率和
死亡率,根据M OD S 早期诊断和防治研究的要求,较适宜的M OD S 发病率和死亡率应在50%以上。多次打击、复合致伤,特别是进行器官功能监护和支持能提高M OD S 模型成功率。
2 常用的MOD S 动物模型
211 一次打击模型(single h it model ):
一次打击模型又称单相打击模型,是指用单一致伤因素一次实施或者2个以上致伤因素同时或相继实施复制M OD S
模型,是目前国内外最常见的M OD S动物模型复制方式,此类模型主要模拟单相速发M OD S的发病过程和临床特征〔8〕。其特点是致伤因素相对简单,多采用小动物,病程短(数小时至数日);复制出的单相速发M OD S与原发打击关系密切;实验结果容易分析;常用于M OD S机制研究和防治药物的筛选。21111 创伤复合低血容量性休克模型:低血容量性休克及其复苏与再灌注过程是创伤和烧伤后最基本的病理生理过程,也是M OD S常见诱因或前置状态。由于低血容量性休克模型较好地模拟了上述过程,常作为复制创伤后M OD S模型的基础方式。但作者的研究表明,用单纯低血容量性休克复制M OD S动物模型成功率很低,动物的反应常表现出类似“全或无”的特点〔1,5,9〕。轻度休克对器官功能影响很小,而重度休克在可逆期及时复苏,虽然动物存活率高,但M OD S发生率低(小于15%);不可逆休克时,95%动物在休克后24小时内死亡。此外,动物的表现为低排高阻、低代谢和轻度的炎症反应,与临床M OD S不同,此时的氧自由基损伤和肠道细菌易位也是一过性的。因此,一些学者多在低血容量性休克基础上施加创伤或感染等因素,提高M OD S的发生率。
Chaudry等〔10〕在1989年复制出一种具有M OD S临床特征的创伤休克模型,即:使用SD大鼠经乙醚轻度麻醉,在1分钟内用电刀作5c m腹壁正中切口,然后造成低血容量性休克,血压维持在513kPa(1kPa=715mmH g)1小时。之后输入4～5倍失血量的乳酸林格氏液进行复苏并维持。整个实验过程,动物基本处于清醒状态,没有进行全身肝素化,通过持续少量输液维持血压,液体复苏过程也与临床抗休克补液过程基本相似。伤后3～5日,动物体重显著降低,伴有全身炎症反应和心、肝、肺以及肠屏障功能障碍,死亡率高达50%。Sch lag 等〔11〕在1990年采用狒狒先造成动物股骨和胫骨骨折,并在骨折部位的软组织重锤100次,低血容量性休克复制方法与Chaudry的方法相似,未进行全身肝素化,但休克较重(410～610kPa,维持4小时)。3日内,大多数动物出现典型的
创伤性休克的血流动力学和代谢变化,
同时有全身炎症反应和多器官衰竭的功
能和形态改变。Sch lag认为,狒狒的创伤
性休克模型尤其适用于创伤性休克诱发
全身炎症反应失控和多器官衰竭研究。
付小兵等〔12〕设计了一种狗枪弹伤复合
失血再灌注致创伤性休克模型,动物多
脏器衰竭发生率达3018%。
21112 脓毒症模型:感染或脓毒症虽然
是临床M OD S的最常见的诱发因素,研
究人员也常采用制作感染病灶或注射内
毒素的方法造成脓毒症或内毒素血症。
但遗憾的是,使用这些方法复制出的
M OD S模型成功率并不高〔13〕。作者曾分
别观察了家兔肌肉感染灶、腹膜后感染
灶、盲肠结扎穿孔致腹腔感染和山羊门
静脉大剂量输注内毒素(O55B5,110～
115Λg?kg-1?h-1)以及持续微量输注
内毒素(30ng?m in-1?kg-1,持续5
日)5种感染模型动物的临床特征、存活
率和M OD S发生率〔1,5〕。结果显示:只有
盲肠结扎穿孔和门静脉持续微量输注内
毒素模型动物能存活5～10日,并表现
出高代谢、高排低阻和全身炎症反应等
S I R S的临床特征,其他3组存活时间都
较短。动物单器官衰竭发生率虽能达到
50%,但如若不进行器官支持,多器官衰
竭发生率难于超过30%。国内外其他学
者的研究结果也基本相似〔5,1419〕。
从上述模型的研究得出以下经验:
①动物对感染因子的作用也表现出类似
“全或无”的特点。②不同种属和批号的
细菌和内毒素对实验结果影响很大,即
使用完全相同的细菌或内毒素攻击,动
物也表现出明显的种属和个体差异。③
不同剂量的内毒素及给药途径可造成动
物两种完全不同的反应。大剂量快速输
入能造成内毒素休克,动物在数小时内
死亡,与M OD S临床表现不同。而持续
小剂量输入内毒素能模拟人类脓毒症时
内毒素持续小量释放入血的特点,动物
表现出诸如高动力循环、持续高代谢和
全身炎症反应等S I R S的临床特征。④
羊是复制S I R S和M OD S模型的比较理
想的动物。首先,羊对内毒素十分敏感,
实验证明,仅用016Λg kg的内毒素就
能造成羊肺血管损伤和PaO2降低,同
时表现出高动力循环和全身炎症反应。
而大鼠、家兔和狗对内毒素攻击则表现
出较强的耐受性,需要比羊大几十至几
百倍剂量的内毒素(016～4010m g kg)
才能出现脓毒症和器官损伤。其次,羊性
情温顺,肺部淋巴系统丰富,特别适用于
制作肺淋巴瘘和慢性实验。
21113 过度炎症模型:M aier和F ry〔20〕
认为,M OD S是针对创伤和感染的刺激
而产生的免疫反应过于强烈损伤自身细
胞的结果。根据这一假说,Go ris等〔21〕将
酵母多糖注入大鼠腹腔,能造成严重的
腹腔炎症和多器官病理损害,并且在无
菌动物身上重复了这一结果。之后经
Steinberg〔22〕和陆江阳等〔23〕国内外学者
加以完善后,现已被广泛接受和普遍采
用。
为了探讨炎症模型作为M OD S模
型的可能性,作者分别给予大鼠腹腔内
注射粒细胞激活剂酵母多糖
(100m g 100g)、巨噬细胞激活剂去甲
斑蝥素(115m g 100g)及细胞因子
TN FΑ(100Λg d)3种炎症刺激物复制
动物模型〔2325〕。结果显示:注射上述物质
后,3组动物均出现不同程度的炎症反
应和器官功能损害,血白细胞计数增加,
磷脂酶A2和TN F等炎性介质水平升
高。酵母多糖模型腹腔渗出液以粒细胞
为主,去甲斑蝥素模型腹腔渗出液以巨
噬细胞为主。病理改变主要为器官组织
水肿、出血、变性和炎症细胞浸润。炎症
反应模型的可取之处在于致病因素简单
明确,便于复制,具有明显S I R S的表
现,适用于M OD S发病机制的研究。不
足之处是,病理生理过程与临床M OD S
有一定差距,器官功能障碍和病理损害
较轻,一般达不到衰竭的标准。如PaO2
极少<8kPa,肌酐(C r)增高一般在1～
2倍之间,因此难以作为标准化的
M OD S模型用于M OD S的诊断和治疗。
21114 肠缺血模型:临床观察和实验研
究都表明,肠道可能是M OD S发病的敏
感器官。创伤、感染、休克和蛋白营养不
良均可程度不同地造成肠粘膜屏障损
害,而诱发肠源性脓毒症和M OD S。这
也为复制M OD S模型提供了新的思路。
国内外学者常采用肠系膜上动脉阻断的
方法复制肠缺血再灌注损伤模型。这种
模型虽然能造成肠粘膜屏障损害和远隔
器官功能障碍,但动物存活时间短, M OD S发生率低,与M OD S模型的标准有较大差距。因此,一些学者在肠缺血再灌注基础上施加其他因素,提高了模型的成功率。
盛志勇等〔6〕报告了饲菌复合肠系膜上动脉部分阻断模型的结果。实验用狗40只,术前12小时将大肠杆菌O111B4 1010个 kg一次饲入。用血管夹不全阻断肠系膜上动脉(使门静脉血流量减少50%),1小时后松夹恢复灌流。阻断后24小时,血和组织脂质过氧化物显著增加;血培养细菌阳性率100%,其中60%为大肠杆菌,同时伴有心、肝、肺和小肠形态与功能的严重损害。此模型适合于创伤后氧自由基损伤及肠源性感染致M OD S的研究。
作者从临床实际出发,还设计出了低血容量性休克后肠源性脓毒症模型〔26〕。给实验用家兔术前1小时用胃管饲入大肠杆菌O111B42×1011个 kg后,用W iggers′法造成低血容量性休克(513kPa,维持1小时)。休克末回输失血和1倍失血量的林格氏液,复苏后观察10日。实验结果显示,实验组80%的动物于休克复苏后1～3日出现肠源性菌血症和内毒素血症,随之表现出全身炎症反应、高血糖和氨基酸代谢障碍,最终发生M OD S(61%)和死亡(83%)。本模型突出了低血容量性休克、再灌注损伤、肠源性感染等创伤后M OD S的常见诱因,基本模拟出单相速发型M OD S的临床特征。
21115 复制M OD S模型的关键因素:根据上述研究,作者得出以下认识:①M OD S是多因素诱发的疾病过程。单一因素致伤如单纯休克、细菌攻击、腹腔炎症或肠缺血等,虽然从某方面模拟了M OD S的致病因素和发展过程,但都难以复制出符合临床实际的标准化的M OD S动物模型。而复合致伤方式如家兔休克后肠源性感染模型,不仅较全面地模拟了M OD S的临床实际过程,而且能提高模型的成功率。②迄今为止, M OD S动物模型与临床M OD S的最大区别在于动物遭受致伤因素打击后没有强有力的器官支持措施,因而难以渡过最初的休克或单器官衰竭而早期死亡,使可能发展到M OD S的自然过程中断。
因此,如何将抗损伤因素引入M OD S的
模型研究,建立动物的I CU,是提高
M OD S模型成功率的关键。③在M OD S
发展过程中,动物的器官衰竭也表现出
一定的序贯性,最先衰竭的通常是肺和
肠道(屏障功能),随之出现肾功能衰竭、
心力衰竭、肝衰竭及胃肠道出血。这一顺
序与临床M OD S患者的常见衰竭器官
顺序基本相符。因此,肺和肠道可视为
M OD S的敏感器官,重点打击敏感器官
肺和肠道,有助于M OD S发生。如家兔
饲入大肠杆菌后再造成低血容量性休
克,是为了诱发肠源性感染;而门静脉内
毒素血症模型采用山羊,是因为羊在内
毒素攻击下极易发生肺功能障碍。
综上所述,复制M OD S模型的3个
关键因素是复合因素致伤、器官功能支
持和打击敏感器官。
212 两次打击模型(tw o h it model):建
立标准化和符合临床实际的双相迟发
M OD S大动物模型一直是整个M OD S
研究中的难题。目前现有的M OD S模
型,由于存在着致伤因素单一、动物存活
时间短、诊断标准不合理以及缺乏器官
支持过程而难以被临床工作者接受。为
此,作者在以往研究工作的基础上,引入
器官支持因素,建立动物的I CU,复制成
功一个符合M OD S发病因素、病理过程
和临床特征的标准化的双相迟发大动物
模型〔7,27〕。
首先,建立动物的I CU,基本设备包
括心功能监护仪、多功能呼吸机、输液
泵、代谢笼以及空调、净化和通风装置,
能进行循环、呼吸及代谢监测与支持。
动物模型制作分为首次打击(手术
创伤+低血容量性休克+复苏再灌注)、
二次打击(门静脉内毒素血症)和器官支
持3个阶段。手术创伤后采用W iggers′
法造成低血容量性休克,维持动脉压
610～713kPa之间1小时。休克终点经
颈静脉和门静脉快速回输失血和2倍失
血量的林格氏液。复苏24小时后,再经
门静脉持续输入大肠杆菌O26B6内毒素
(30ng?kg-1?m in-1),持续5日,并进
行持续呼吸和循环监护及标准代谢支
持。当出现心血管或(和)呼吸功能不全
时,使用呼吸机和血管活性药物进行持
续呼吸和循环支持。
动物的发病过程及检测指标呈双相
变化。创伤休克期表现为低排高阻、轻度
炎症和代谢反应,TN F、I L6和I L8
等细胞因子水平升高。输入内毒素后,上
述细胞因子升高幅度更为显著,动物出
现高动力循环、持续高代谢和脓毒性休
克的症状,血和脏器细菌培养阳性率分
别为100%和64%,表明在第1次打击
预激的基础上再次打击,能使全身炎症
反应放大和加重。临终前表现为失代偿
性低排低阻和代谢衰竭,伤后10日
M OD S发生率60%,死亡率90%。
此模型具有如下特点:①多因素复
合致伤,突出了创伤、低血容量性休克、
再灌注损伤、肠源性脓毒症等M OD S的
发病因素;②采用创伤和感染双相打击,
模拟出典型的双相迟发M OD S的发病
过程;③建立了动物I CU,对动物进行循
环、呼吸及代谢监测与支持;④动物的炎
性介质、血流动力学、物质代谢以及脏器
功能的各项指标的变化充分反映了
M OD S的临床特征。因此,此模型是成
功的和符合实际的M OD S模型,这一模
型的建立为研究M OD S的发病机制、早
期诊断及临床防治提供了有力的工具。
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官功能不全综合征(M OD S )动物模型的研究.中华创伤杂志,1996,12:1021061
(收稿日期:19980831修回日期:19990708)
(本文编辑:李银平)
?综述?
炎性免疫细胞凋亡在S I R S 和M OD S 中的作用
朱正华(综述),曾祥龙,熊利泽(审校)
(第四军医大学西京医院麻醉科,陕西 西安 710032)
基金项目:国家自然科学基金资助项目部分(39670699)
作者简介:朱正华(1971),男(汉族),湖北人,硕士,医师。
中图分类号:R 365;Q 255 文献标识码:A 文章编号:10030603(1999)08050703 全身炎性反应综合征(S I R S )和多器官功能障碍综合征(M OD S )是创伤、烧伤、重症胰腺炎、心肺脑复苏等非感染性疾病及脓毒症等感染性疾病存在的一个共同的难点问题。此过程主要是由大量的炎症细胞因子、炎性介质、炎性免疫细胞相互作用,共同介导细胞、组织和器官的损伤而出现功能失常。病死率高达40%～60%,成为I CU 中危重患者死亡的重要原因之一,临床常表现为过度炎症反应和(或)免疫抑制。现对近几年这方面的研究进展综述如下。1 SI RS 和MOD S
111 概述:1991年美国胸科医师协会和美国危重病医学会联席会议(A CCP 和SCC M )正式提出了S I R S 和M OD S 的概念。认为S I R S 是由一些感染性、非
感染性等因素引起的机体持续过度的炎症反应;感染性因素引起的S I R S 或
M OD S 按严重程度可分为sep sis 、severe sep sis 、sep tic shock (国内有作者建议将其分别译为全身性感染、全身性严重感染及感染性休克,建议废用脓毒症,感染综合征及脓毒性休克,但意见不完全统一);同时制定了S I R S 的诊断标准:①体温>38℃或<36℃;②心率>
90次 m in ;③呼吸>20次 m in 或PaCO 2<413kPa (1kPa =715mmH g );
④白细胞>12×109 L 或中性杆状核粒细胞(未成熟细胞)>0110〔1〕。尽管近年来国内外许多人对其命名、定义、诊断标准持有不同看法,但仍取得了一些共识,认为两者均只是疾病伴发的一个过程,并非是一种结局,并且认为主要是由炎
症反应系统和抗炎症反应系统共同介导引起的过度炎症反应和(或)免疫抑制。S I R S 可通过多种途径,如:活化巨噬细胞产生促炎性细胞因子及介质;或缺血
再灌注损伤、微循环障碍引起氧自由基等释放;或激活中性粒细胞、内皮粘附因子反应;或内毒素血症激活炎性免疫细
胞、补体系统、凝血系统等发展至M OD S ,甚至多器官衰竭(M O F )。
Bone 〔2,3〕
认为S I R S 或M OD S 的发生可以从以下5个过程理解:①局限性炎症
反应(local response ):炎症反应和抗炎症反应程度对等仅形成局部反应;②有限(早期)全身炎症反应(initial system ic
response ):炎症反应和抗炎症反应程度
加重形成全身反应,但仍能保持平衡;③重度全身炎症反应或炎症反应失控
(m assive system ic inflamm ati on ):炎症反应和抗炎症反应程度加重不能保持平衡,形成过度的炎症反应即S I R S ;④过
度免疫抑制
(excessive i m m uno supp ressi on ):出现过度的抗炎
症反应,形成代偿性抗炎症反应综合征(compensato ry anti inflamm ato ry response syndrom e ,CA R S ),导致免疫
[收稿日期]2009-03-17 [基金项目]安徽省教育厅自然科学研究资助项目(K J 2008B 318)[作者单位]蚌埠医学院第一附属医院心内科,233004[作者简介]王 寅(1981-),男,硕士研究生,住院医师. [文章编号]1000-2200(2010)02-0206-03 综 述 慢性心理应激大鼠模型的建立及评价研究进展 王 寅 综述,王洪巨 审校 [关键词]应激,心理学;动物模型;大鼠;综述[中国图书资料分类法分类号]R 395 [文献标识码]A 随着社会环境和生活方式的改变,工作压力增加,生活节奏加快,心理应激因素参与疾病的发生、发展得到广泛重视。心理应激触发机体产生的生理学效应包括急性自主神经功能不全、神经内分泌激活、血流动力学改变和引发炎症反应过程。因此,研究心理因素在疾病发生、发展和康复过程中的作用,具有重要的意义。慢性心理应激动物模型在医学研究领域发挥着越来越重要的作用,大量用于临床药物的筛选和评价,并且通过这些慢性心理应激动物模型了解临床疾病的病理生理机制,发生、发展以及对疾病的预后评估都有不可替代的作用。目前对于心理应激模型还没有统一的标准,现将主要的几类心理应激动物模型及其评价方法作一综述。 1 慢性抑郁型动物模型 抑郁是一种以情绪低落,思维迟钝,行为迟缓为主要症状的精神疾病,同时可伴有睡眠减少,体重降低等躯体症状。1.1 模型制作 1.1.1 慢性温和的不可预知性应激(chron ic m ild stress ,C M S) 由K atz 等 [1] 于1981年创立,但缺点较多,如过强的 应激刺激常导致动物死亡。由W ill ner 等[2-3] 对其进行改 进,是目前应用和研究较多的一种抑郁症模型。让大鼠在2~4周内每天经历一种不愉快的轻度应激,包括冷水游泳(4 ,5m i n),电击(电流强度1.0mA,频率1次/分),热环境(45 ,5m in),日夜颠倒,闪光刺激(频率3次/分),禁食,禁水,夹尾(1m in)等刺激。每种刺激形式不连续2天出现,形成一种CM S ,避免动物对同一种刺激产生适应。1.1.2 束缚应激模型 慢性束缚模型[4-5] 是将动物限制在 一个狭小的容器内(直径5cm ,长20cm ),使动物产生无助 或抑郁,每次刺激时间约1h 。 1.1.3 行为绝望(behav i oural despair ,BD )模型 亦称之为 强迫游泳模型 (f o rced s w i m m i ng test ,F S T ),由Porso lt 等1977年建立,被R enard 等[6-7]应用,是将大鼠(或小鼠)置入盛水的环形玻璃缸内强迫游泳。动物最初在水中拼命游动、挣扎,试图逃脱,随之感到逃脱是不可能的,便不再挣扎和游动,仅将头部露出水面,肢体漂浮,维持一种不动状态,称之为 BD 。由此衍生出小鼠的悬尾模型(tail suspension test ,T ST ),是将小鼠尾部悬挂,悬尾小鼠为克服不正常体位而挣 扎活动,但活动一定时间后,出现间断性不动,显示 绝望 状态[7-8]。 1.1.4 其他类型 如药物诱发的抑郁模型[9],孤养模型[10]等抑郁模型。 1.2 模型行为评分 目前尚无公认的经典测量抑郁情绪的测验,在各种抑郁模型动物中主要通过以下试验测量抑郁水平:多用敞箱试验[1]进行行为测评,表现为大鼠自发性探究行为明显减弱,运动能力降低。体重减轻、性行为减少、血浆中糖皮质激素升高,睡眠周期紊乱。同时发现老鼠天生偏好糖水的兴趣下降,运用糖水消耗试验测定24h 饮用1%蔗糖溶液的量,若糖水消耗显著降低,表示抑郁模型造模成功[2]。1.3 模型评价 上述抑郁模型可用于抗抑郁药物的筛选及抑郁病理生理机制的研究,因其采用的刺激因子类似人在生活中经历的应激事件强度,较好地模拟了人类快感缺乏、兴趣降低这一核心症状,并且模型稳定持久,作为抑郁应激模型是理想的。2 焦虑动物模型 焦虑是事先知道但又不可避免的、即将发生的应激性事件引起的一种预期反应,以恐惧、担心、紧张等精神症状为主要表现,同时伴心悸、多汗、手脚发冷等植物神经功能紊乱,其核心症状为担忧。2.1 模型制作 2.1.1 间氯苯哌嗪(mCPP)诱导焦虑的明暗箱模型 1998 年B ilke -i Go rz 等[11]建立了W istar 大鼠mCPP (2.5m g /kg)诱导焦虑的明暗模型,焦虑症状是通过对动物进入明箱的次数明显减少表现的。谭德讲等[12]用ddy 小鼠取代W i star 大鼠建立mCPP 诱导焦虑的明暗箱模型,是一个简便易行,经济有效的焦虑模型。 2.1.2 V oge l 饮水冲突试验和条件性电击饮水冲突是将动物的饮水行为和不确定的电击结合起来,动物如果想满足饮水的需要就可能受到电击的创伤,由此造成动物在饮水和避免电击之间的冲突,产生焦虑反应[13]。而条件性电击模型中,将某种信号和电击随机结合起来,信号出现后可能会出现电击,也可能不出现电击,动物处于期待性焦虑反应[14]。2.1.3 社会行为模型 该类模型包括天敌暴露[15]、社会隔离、母爱剥夺[16]等。天敌暴露模型是将动物暴露于对其生命有强烈威胁的另一动物面前,天敌就会进行猛烈的进攻, 而造成其焦虑水平的提高。但这一模型往往会对试验动物造成创伤,故多采用可视天敌暴露和天敌气味暴露等模型。2.2 模型行为评分标准 经典的测量动物焦虑反应的方法是高架十字迷宫试验[17]和敞箱试验。高架十字迷宫试验是 206 J Bengbu M ed Co l,l Februar y 2010,Vo.l 35,N o .2
阿尔茨海默病动物模型研究进展 发表时间：2019-09-23T09:21:11.433Z 来源：《医药前沿》2019年22期作者：朱恒延郭燕君（通讯作者） [导读] 阿尔茨海默病动物模型是研究人类阿尔茨海默病发病机制和寻求治疗方法的重要工具。 (嘉兴学院医学院浙江嘉兴 314001) 【摘要】阿尔茨海默病动物模型是研究人类阿尔茨海默病发病机制和寻求治疗方法的重要工具。本文在总结近年来最新研究成果的基础上系统阐述阿尔茨海默病研究中常用的动物模型，为AD的生物性特征和预防研究提供帮助。 【关键词】阿尔茨海默病; 动物模型; 研究进展 【中图分类号】R745 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2019）22-0010-02 Research progress of animal models of Alzheimer's disease Zhu Hengyan,Guo Yanjun (communications author) Medical College of Jiaxing University, Jiaxing, Zhejiang 314001, China 【Abstract】Animal model of Alzheimer's disease is an important tool for studying the pathogenesis of human alzheimer's disease and seeking for treatment. On the basis of summarizing the latest research achievements in recent years, this paper systematically describes the animal models commonly used in Alzheimer's disease research, providing help for the biological characteristics and prevention of AD. 【Key words】Alzheimer's disease; Animal model; Research progress 阿尔茨海默病是以进行性记忆缺失和痴呆为特征的神经退行性疾病。65岁前发病称早老性家族性痴呆；65岁后发病称迟发的老年性痴呆。典型病理变化为细胞外由β淀粉样蛋白(Amyloid-β，Aβ)形成的老年斑块，过度磷酸化的tau蛋白组成的神经元纤维缠结［1］。AD分为早发的家族性AD(Familial AD，FAD)和迟发的散发性 AD(Sporadic AD,SAD)。SAD发病机制主要与遗传和环境有关。胰岛素通路和能量代谢障碍、糖尿病，脑外伤，神经炎症反应以及Apo Eε4等位基因等都是AD的危险因素［2］。目前尚无有效安全的治疗AD的方法及药物。科学家们一直试图建立与AD发病机制接近的灵长类动物模型。本文着重探讨与AD相关的转基因动物模型和灵长类动物模型的现状及特点作一综述。 1.AD相关的转基因模型的特点 研究证实多数 FAD患者是由PSEN1突变所致［3］，PSEN1第4～12外显子之间是主要基因突变位点，近年来，研究者们建立了几种AD PSEN1基因突变的转基因模型，包括PSEN1(A246E)[4]、PSEN1(M146L)[4]、PSEN1(M146V)[4]、PSEN1(P264L)[4]、 PSEN1(P117L)[4]、PSEN1-YAC[4]等。研究者们发现携带人PSEN1突变的转基因AD小鼠不能模拟出FAD的典型特征，因此转入人PSEN1基因突变的同时加入PSEN2其他突变基因，用这种方法成功建立了十多种转基因AD小鼠，而且十多种AD转基因小鼠都能能表现出FAD部分神经病理学特征和行为学上的改变。目前AD转基因小鼠是研究阿尔茨海默病发病机理和治疗方面经典的动物模型，但是已知的这些PSEN1转基因模型小鼠同时不能模拟FAD的全部神经行为学和病理学特征。灵长类动物由于在生理结构和生物化学方面与人类高度相似。因此急需建立一种灵长类非人动物模型，探索这种模型是否能够更好的模拟FAD的多种神经行为学及病理学的特征。 2.FAD灵长类非人动物模型研究现状 近十几年来，随着转基因技术进步和灵长类动物转基因技术的发展，使得建立灵长类非人阿尔茨海默病转基因模型成为可能[5]。由于从发病机制上看FAD是由APP或PSEN1、PSEN2突变所致，专家们尝试将结合其他突变基因(PSEN2、APP和 MAPT) 和PSEN1突变来建立FAD转基因灵长类非人动物模型。上述方法在理论上能够模拟出FAD的发病原因和疾病特征，而且可以通过遗传保种，在建立模型动物群体方面表现出优势。但是灵长类非人阿尔茨海默病转基因动物模型面临严峻的问题：（1）转入AD致病基因的灵长类非人转基因动物通常需十几年才呈现AD特征性的神经病理学和行为学改变，灵长类动物模型效率低、成本高，尚未见成功模型报道；（2）短期难以开展对转基因的个体开展临床病理鉴定和行为学的评价。PSEN1在灵长类动物中非常保守。有关非人灵长类动物中AD基因突变是否与人类相似方面的研究较少。John J．Ely发现一只黑猩猩PSEN1突变[5]，其PSEN1突变的特征未知；与其他年龄及性别相匹配的未突变PSEN1黑猩猩相比，其是否出现神经退行性病理改变和行为学变化均不知道；其子代是否有PSEN1基因突变、行为学及病理变化是否出现等还没有报道。 目前AD尚未研制出安全有效的药物和方法，迫切需要能模拟AD经典病理变化的理想动物模型，以前建立在啮齿类的动物模型各有优缺点，不能全面体现AD的病例神经行为学方面的全部改变。目前被大家所认可的转基因动物模型也有待完善。利用基因筛选和基因修饰分子生物学技术建立AD灵长类非人动物模型意义重大，对于进一步明确发病机理，AD药物的治疗、开发和筛选，早期诊断有重要的应用价值和前景。 【参考文献】 [1] Grundke-Iqbal I,Iqbal K,Tung YC,et.al.Abnormal phosphorylation of the microtubule associated protein tau(tau) in Alzheimer cytoskeletal pathology.Proc Natl Acad Sci U S A 83(13):4913-4917. [2] Iqbal K,Grundke-Iqbal I.Alzheimer's disease,a multifactorial disorder seeking multitherapies.Alzheimers Dement 6(5):420-424. [3] Ballard C,Gauthier S,Corbett A,et al.Alzheimer’s disease[J].Lancet 2011,377(9770):1019-1031． [4] Wen P H,Shao X,Shao Z,et al.Overexpression of wild type but not an FAD mutant presenilin-1 promotes neurogenesis in the hippocampus of adult mice[J].Neurobiol Dis,2002,10(1):8-19． [5] Chan A W.Progress and prospects for genetic modification of nonhuman primate models in biomedical research[J].ILAR J,2013,54(2):211-223． [6] Joseph M.Erwin P RH J.One Gerontology:Advancing Understanding of Aging through Studies of Great Apes and Other Primates[M].Aging in Nonhuman Primates，Erwin Jm H P,Basel:Interdiscipl Top Gerontol,Karger,2002:31,1-21. 基金项目：浙江省科技计划项目(2017C37173);嘉兴学院南湖学院重点SRT资助项目(NH85178445)；2016年度浙江省教育技术研究规划课题(JB039)
动物氧化应激研究进展 中国农业科学院饲料研究所姚浪群 北京爱绿生物科技有限公司胡红军 随着我国畜牧业特别是现代养殖业集约化程度的提高以及人们对动物福利意识的增强，动物应激医学已成为动物医学的重要组成部分。在动物应激医学研究中，动物氧化应激又逐渐成为国内外学者的热点研究课题。 1 氧化应激概念与起因 1.1 氧化应激概念 动物在正常生理代谢过程中，会产生许多自由基，这些自由基通常不会导致组织细胞的损伤，机体依靠自身体内的抗氧化防御体系，主要包括抗氧化酶类（包括超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px、谷胱甘肽硫转酶GST等）以及非酶类的抗氧化剂（包括维生素C、维生素E、谷胱甘肽、褪黑素、a-硫辛酸、类胡萝卜素、微量元素铜、锌、硒等），可以保护机体组织和细胞防止自由基的损伤。当动物机体细胞内产生的自由基的水平高于细胞的抗氧化防御能力时，氧化还原状态失衡，过量的自由基存在于组织或细胞内，即诱发氧化应激，并导致氧化损伤。因此，氧化应激(Oxidative Stress)是机体应答内外环境，通过氧化还原反应对机体进行多层次应激性调节和信号转导，同时造成氧化损伤的重要生命过程。器官和组织对氧化应激的易感性依赖于它的抗氧化系统的状态和氧化剂与抗氧化之间的动态平衡。 氧化应激可导致细胞膜磷脂过氧化、蛋白质过氧化(受体和酶)以及DNA的氧化损伤。脂质、蛋白质和DNA的氧化会对机体造成不同程度的危害，从而影响机体的生长、发育、衰老等过程。急性和慢性的应激都能通过产生自由基诱导胃肠道、免疫系统等多方面的氧化应激。 1.2 氧化应激的起因 1.2.1 自由基的产生 细胞在正常新陈代谢和先天免疫反应过程中，都会产生活性氧代谢物(ROM)——自由基。首先，肠上皮细胞的主动新陈代谢本身就是ROM的来源，其生成与电子传递链的活性有关。所产生的活性物质包括超氧化物阴离子(O2-)、过氧化氢(H2O2)和羟基自由基(·OH)，它们都是线粒体中氧化磷酸化不可避免的产物。其次，另一个内源性氧化应激源自于肠道先天及获得性免疫系统在与许多共生物和病原微生物反应过程中产生的一氧化氮(NO)，其在食物和水的吸收过程中不可避免的会产生。 当动物遭受应激刺激或患病时，机体代谢出现异常而骤然产生大量自由基，过量的自由基数
建立小鼠肿瘤模型的研究进展 摘要：建立一种理想的肿瘤动物模型对研究肿瘤的发病、治疗和预防有重大的意义。其中小鼠肿瘤模型具有生长周期快、易获得、易操作等优点被基础实验研究所广泛采用，如何选择和建立一个合适的小鼠肿瘤模型对肿瘤的整个研究有着举足轻重的作用。 关键字：肿瘤，动物模型，小鼠 肿瘤，是一种严重威胁人类健康的多发病和常见病。对肿瘤的研究一般都是在人类疾病动物模型的基础上展开的。建立一个完全反映人类疾病的动物模型比较困难，但可依据不同的实验目的选择相应的动物实验模型。 1.实验动物的选择 可用作肿瘤模型的动物有很多，小鼠肿瘤模型作为其中一种常用模型主要因为有以下几个优点。（1）易获得，常用的肿瘤模型小鼠通常采用SPF级小鼠，SPF级小鼠一般医学院校及研究所都能买到。（2）生长周期短，一般小鼠肿瘤模型两周左右就能长大，能大大缩短实验周期。（3）易操作，小鼠的动物实验操作一般简便，因此可适当增加组内样本数量，使实验数据更具说服力。 2.理想的建立肿瘤模型应具备的条件 （1）肿瘤生长的过程应与人类肿瘤生长过程相似，做到尽可能复制出与人类肿瘤相同的模型。 （2）制作模型的方法简单易行。 （3）动物模型的重复性要好，要能满足实验的多次重复试验结果稳定性好。 （4）采用的建模方法对实验人员和环境无危害或危害较小。 3.肿瘤来源的选择 现在世界上保有近500种的动物移植瘤，但常用于筛药的不到40种，多数为小鼠肿瘤，其次是大鼠和仓鼠移植瘤，包括小鼠L1210淋巴白血病，P1534淋巴白血病，艾氏腹水瘤，Friehd病毒白血病，肉瘤180，白血病P388，Lewis肺癌，腺癌755，白血病615，Walker-256，吉田肉瘤，肉瘤45，Liol淋巴瘤，Dunning 白血病，Ｗagner癌肉瘤，白血病L5170Y，P1798淋巴肉瘤，LPC-1浆细胞瘤，淋巴瘤8，B16或Cloadman黑色素瘤，Ridaway骨肉瘤，Gardner 淋巴肉瘤，肉瘤37，P315白血病，Mur hy-sturm淋巴肉瘤，Jensen肉瘤，Geurin氏癌，仓鼠十二指肠腺癌和人体肉瘤HSL第1代杂交鼠移植。它们对抗癌药作用的敏感性大致可分
九、国内近期动物疾病模型文献 （一）中医中药研究用动物模型 1．熊启达等：“卫气营血”模型，四川医学，（2）：65，1983。 2．梁月华等：“寒症、热症”模型，中医杂志，（11），1982。 3．毛腾敏：大鼠“血瘀”模型，北京医学院学报，（4）：306，1981。 4．金惠铭等：家兔“血瘀”模型，中医杂志，（8）：1982。 5．贲长恩等：大鼠“血虚”模型，中医杂志（6）：69，1981。 6．李传英等：大鼠“脾虚”模型，浙江中医杂志，（8）355，1982。 7．张启元等：金黄地鼠、大鼠“脾虚”模型，中华医学杂志，（2）：83，1980。 8．黄柄山等：小鼠“脾虚”模型，中西医结合杂鼠，3（5）：295，1983。 9．施玉华等：小鼠“阳虚”模型，中医杂志，（2）：31，1982。 10．宫斌等：小鼠“阳虚”模型，上海中医学院科研汇编，1980。 11．董笃一等：小鼠“阴症”与“阳症”模型，陕西中医学院学报（3）：1，1981。 12．左箴等：脉微欲绝模型，第二军医大学学报，（1）：19，1982。 13．杨连卿等：大鼠“阴阳失调”模型，中西医结合杂志，（6）：353，1983。 14．孙爱真等：狗“里实”模型，上海中医研究所科研资料汇编，1979。 15．施玉华等：某些助阳药对阳虚动物模型的作用，上海中医药杂志（2）：6，1980。 16．北京师范大学生物系消化生理科研组：中医脾虚证动物模型的造型，中华医学杂志60（2）：83，1980。 17．陕西中医学院生理教研室：“阴定”与“阳症”动物模型的初步建立，陕西中医学院学报，4（3）：1，1981。 18．南京医学院中西医结合研究组，脾虚泄泻证动物模型的研究，浙江中医杂志，（8）：355，1982。 19．史荫绵等：“血瘀”动物模型的初步研究，中医杂志（8）：64，1982。 20．胡素坤等：大黄所致大鼠“虚证”模型的形态学研究，免疫学快报3（4）：14，1983。 21．关崇芬等：大黄所致大鼠“虚症”模型的免疫功能观察，免疫学快报3
动物氧化应激研究进展
动物氧化应激研究进展 随着我国 畜牧业 特别是现代养殖业集约化程度的提高以及人们对动物福利意识的增 强，动物 应激医学已成为动物医学的重要组成部分。在动物应激医学研究中，动物氧化应 激又逐渐成为国内外学者的热点研究课题。 1 氧化应激概念与起因 1.1 氧化应激概念 动物在正常生理代谢过程中，会产生许多自由基，这些自由基通常不会导致组织细胞 的损伤，机体依靠自身体内的抗氧化防御体系，主要包括抗氧化酶类(包括超氧化物歧化 酶 SOD 、过氧化氢酶 CAT 、谷胱甘肽过氧化物酶 GSH-Px 、谷胱甘肽硫转酶 GST 等) 及非酶类的抗氧化剂(包括 维生素 C 、维生素 E 、谷胱甘肽、褪黑素、 a- 硫辛酸、类胡萝 卜素、微量元素 铜、锌、硒等)，可以保护机体组织和细胞防止自由基的损伤。当动物机 体细胞内产生的自由基的水平高于细胞的抗氧化防御能力时，氧化还原状态失衡，过量的 自由基存在于组织或细胞内，即诱发氧化应激，并导致氧化损伤。因此，氧化应激 (Oxidative Stress) 是机体应答内外环境， 通过氧化还原反应对机体进行多层次应激性调节 和信号转导，同时造成氧化损伤的重要生命过程。器官和组织对氧化应激的易感性依赖于 它的抗氧化系统的状态和氧化剂与抗氧化之间的动态平衡。 氧化应激可导致细胞膜磷脂过氧化、蛋白质过氧化 (受体和酶 )以及 DNA 的氧化损伤。 脂质、 蛋白质和 DNA 的氧化会对机体造成不同程度的危害，从而影响机体的生长、发育、 衰老等过程。急性和慢性的应激都能通过产生自由基诱导胃肠道、免疫系统等多方面的氧 化应激。 1.2 氧化应激的起因 1.2.1 自由基的产生 细胞在正常新陈代谢和先天免疫反应过程中， 基。首先，肠上皮细胞的主动新陈代谢本身就是 性有关。所产生的活性物质包括超氧 化物阴离子 ( · OH) ，它们都是线粒体中氧化磷酸化不可避免的 产物。其次，另一个内源性氧化应激源 自于肠道先天 及获得性免疫系统在与许多共生物和病原微生物反应过程中产生的一氧化 氮 (NO) ，其在食物和水的吸收过程中不可避免的会产生。 当动物遭受应激刺激或患病时，机体代谢出现异常而骤然产生大量自由基，过量的自 由基数量 将超过抗氧化体系的还原能力， 使机体处于氧化应激状态， 结果会导致机体损伤。 目前研究表明主要有四种致细胞损伤机制： 1) 对脂类和细胞膜的破坏，从而导致细胞死亡。 2) 对蛋白质、酶的损伤，从而导致蛋白质变性，功能丧失和酶失活。 3) 对核酸和染色体的破坏，从而导致 DNA 链的断裂，染色体的畸变和断裂。 4) 对细胞外基质的破坏，从而使细胞外基质变得疏松，弹性降低。 1.2.2 氧化应激的起因 1.2.2.1 外源性因素 1.2.2.1.1 日粮 营养因素 营养缺乏或不良可能使体内自由基增加，而且还影响抗氧化酶生物合成及 内源性抗氧 都会产生活性氧代谢物 (ROM) ——自由 ROM 的来源，其生成与电子传递链的活 (O2-) 、过氧化氢 (H2O2) 和羟基自由基
肿瘤动物模型的构建——白血病篇 导读白血病( Leukemia )是一种常见的恶性血液疾病，俗称血癌。据统计，白血病是儿童恶性肿瘤的头号原因，在儿童及35 岁以下成人中发病率位居第一[1] 。同时也是十大恶性肿瘤之一。目前，白血病具体的发病原因至今尚未研究透彻，因此建立合适的白血病动物模型，对于白血病发病机制及药物研发具有重要意义。本期为大家综述了白血病的基本情况及小鼠模型的分类、建立方法和应用。 第一章：白血病基本常识白血病是常见液体瘤白血病是常见的液体瘤，与结肠癌、肝癌等实体瘤不同的是，它是造血干细胞的异常分化和过度增殖导致，因此肿瘤细胞会遍布全身，会侵犯身体的每个脏器，造成全身衰竭。造血干细胞是血液系统中的成体干细胞，具有长期自我更新和分化成各类成熟血细胞的能力。如下图为造血干细胞可分类形成各种血细胞，如红细胞、血小板和白细胞：造血干细胞分化成各类血细胞(图片来自https://www.doczj.com/doc/f717595368.html, 网站) 白血病致病因素有哪些呢？ 现阶段认为白血病的发病因素：化学因素、电离辐射、药物、毒物、病毒、遗传因素等有关。 白血病主要分为四类 根据白血病细胞的成熟程度和自然病程，白血病可分为急性
和慢性两大类，临床上，白血病共分为四大类：急性髓系白 血病（AML ）、急性淋巴细胞白血病（ALL ）、慢性髓系白血病（CML ）和慢性淋巴细胞白血病（CLL ）。儿童白血病90% 以上是急性的，其中急性白血病中70% ～80%是ALL。第二章：实验研究所用白血病模型首先，来了解一下常用 的细胞株白血病中常用的小鼠品系用于建立白血病小鼠模型的小鼠可分为近交系和突变系。根据不同类型和目的选择不同的小鼠品系，具体如下图所示：最后说说常用的动物模型，主要分为三类： 一、异种移植模型异种移植模型是最常用的淋巴瘤动物模型。根据实验目的选择相应的小鼠品系和细胞株后，通常细胞的接种方式为皮下注射、腹腔注射和尾静脉注射。 皮下注射和腹腔注射操作简单，很快在接种部位形成肿瘤或 腹腔内形成多发性肿瘤，适合筛选针对白血病的药物。但该 类模型与白血病临床病人实际情况差距较大。异种移植型白 血病模型异种移植示意图[2] 尾静脉注射接种模型，可形成全身性扩散的白血病模型。符 合白血病临床过程规律，此模型以动物生存期作为评价药效 的主要指标，并对采血样本进行血细胞的形态学检测。下面以尾静脉注射模型实验步骤为例： 根据实验目的选择实验小鼠和细胞（如NOD-SCID 小鼠和人急性早幼粒细胞白血病细胞株）；荷瘤细胞量一般1-2 ×
基金项目:成都医学院“实验室开放基金课题”资助(S YSKF200748)。 作者简介:薛斌(1984-),男,成都医学院2005级临床本科班学生,研究方向:小鼠空间记忆障碍时效关系研究。△通讯作者:荣成(1980-),男,助教, 成都医学院基础医学实验技术中心科研秘书,研究方向:小鼠空间记忆障碍时效关系研究。 阿尔茨海默病动物模型建立方法的论述 薛 斌1 荣 成 张 晓2 杨 拯2 江红丽2 (1.成都医学院2005级临床本科甲班 2.成都医学院实验技术教研室) [摘 要]学习记忆能力障碍是老年性痴呆(Alzheimer ’s disease,AD)的主要临床症状和特征,而目前对阿尔茨海默病的发病机制有三种有影响力的学说。因此理想的阿尔茨海默病AD 动物模型,对研究该病的发病机制及治疗具有重要意义,本文就目前几种有影响力的AD 的动物模型研究现状作一综述。 [关键词]阿尔茨海默病 穹窿海马伞 胆碱能神经元 T au 蛋白 β-淀粉样肽 阿尔茨海默病(Alzh eimer ’s disease ,AD )是一种临床常见的中枢神经系统变性疾病,目前其发病机制有三种影响力的学说,如淀粉样蛋白学说、乙酰胆碱能学说、线粒体损伤学说。现关于AD 疾病的研究日益受到国内外学者的高度重视。其建立一个可靠的A D 动物模型是研究AD 的重要环节。有关AD 动物模型建立的方法较多,各有利弊,本文针对这几种学说的AD 动物模型的建立和新的动物模型的建立作一综述。 一、自然衰老认知障碍AD 动物模型 AD 是一个与年龄相关的疾病,衰老因素在AD 发病过程中扮演着重要角色,衰老所特有的病理生理变化及其它病变的影响,是用年轻动物制作的动物模型所不能替代的。通过行为筛选的方式,选择带有认知和记忆严重缺失的个体,它们的行为损害与老年人和A D 患者的认知损害相类似,同时还可出现某些相应的脑组织病理改变[1]。故是研究AD 较好的动物模型。但存在以下缺点:①老年动物神经系统的发病与A D 的发病机制过程不完全一致,因此神经化学方面的改变也是不同的。②体质差,易死亡,故不宜用于周期长的实验。③对药物的吸收代谢不佳。④价格昂贵。所以该模型的应用受到一定限制。 二、损害模型的AD 动物模型1.断开穹窿海马伞通路模型 早在1954年,Daitz 等人就采用横断穹窿海马伞系统来研究观察神经元的退化过程。后来人们为了进行AD 方面的研究,采取了真空抽吸、横断或电解等方法损毁单侧或双侧穹窿海马伞通路建立AD 模型[2-3]。此种方法主要是通过切断隔海马通路(如扣带束、背穹窿海马伞),破坏胆碱能及非胆碱能纤维传入,导致实验动物行为及神经化学方面的缺损,造成动物空间定向和记忆障碍及胆碱能神经元的丢失。1994年在此基础上,Jeltsch 等的实验研究结果表明,切断双侧穹窿海马伞通路造成的A D 模型在数月后其行为及神经化学的缺失也不能恢复[4]。该模型是建立在“AD 认知障碍的胆碱能假说”的基础上,基底前脑的胆碱能细胞发出轴突广泛地投射到新皮质和海马等高级脑区,这一投射与学习记忆和认知功能有着密切的联系。在任何一个环节阻断或损坏这一投射系统都可导致动物认知障碍和学习记忆能力的损害。其病理检查发现A D 患者基底前脑的胆碱能细胞出现严重溃变,其细胞丢失的程度和患者的认知能力成负相关关系[5]。如通过手术、化学或免疫切除的方式损伤基底前脑——海马胆碱能投射,来模拟AD 的前脑胆碱能系统的损害,可用于①研究前脑胆碱能系统选择性损害对AD 的记忆减退与认识障碍的临床症状的关系的研究;②拟胆碱药物治疗A D 的药物筛选、疗效评价和作用机制的研究;③胚胎基底前脑胆碱能细胞脑内移植治疗AD 的实验研究;④神经营养因子如N G F 等脑室投递治疗A D 的研究以及N GF 或其它神经营养因子基因修饰细胞脑内移植对A D 进行基因治疗的研究等。用此方法 建立A D 模型,周期短(约两周),但手术定位难以控制,很难避免手术区邻近组织的受损。故此方法基本不再运用。 2.慢性缺血痴呆模型 脑的供血不足可以导致脑损伤和一系列的临床症状,加拿大学者To r re 报告用老年动物慢性脑缺血模型引起的行为缺失和脑组织病理生理改变在许多方面与人类的老年期痴呆包括AD 相类似[6]。慢性缺血痴呆模型是通过结扎老年大鼠的双侧颈总动脉和一侧椎动脉或者一侧锁骨下动脉,造成脑的长期供血不足和相应的脑损害,这些脑损害与AD 的临床表现和病理改变有一定相似性[6]。其特点为:①脑组织长期供血不足;②只有老年动物长期缺血才出现恒定的行为损害和病理改变,年轻动物长期缺血造成的损伤是一过性的。基于该模型的制作机理和特点,考虑到临床上有不少AD 患者同时合并有脑血管型痴呆和脑供血不足,我认为这一模型适用于研究混合性老年期痴呆的发病机制和有关药物治疗的研究。 3.鹅膏蕈氨酸(Ibo tenic acid ,IBO )损害模型 IBO 是一种谷氨酸受体激动剂,具有强烈的神经兴奋毒性作用,通过与神经元胞体或树突上的N M DA 受体相结合导致神经元中毒性损伤而溃变。基于基底前脑神经元丢失在衰老和AD 有关的认知缺失中的重要作用,以谷氨酸类似物微量注射到基底前脑导致其神经元溃变和认知缺陷。制作A D 模型最常用的谷氨酸类似物主要有海仁酸(Kainic acid,K A)、IBO 和使君子氨酸(quisqualic ,Q U IS )。其中以IBO 最为首选,尽管IBO 和Q U I S 都能造成基底前脑胆碱能神经元溃变,但只有IBO 能恒定地损害动物学习记忆有关的行为执行。基底前脑细胞对K A 的敏感性较低,故用量较大,易引起动物死亡,并往往在导致基底胆脑细胞损害的同时引起其它部位神经元(如海马锥体细胞)的死亡[7-8]。 4.Okadaic acid 慢性损害AD 模型 Okadaic acid(O A)是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸化酶的特异性抑制剂,O A 的长期脑室投递可引起动物的记忆严重缺失,同时导致脑内A β淀粉样沉积斑块形成以及N F T 样磷酸化Tau 蛋白出现。O A 损害模型是利用O A 对丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸化酶的特异性抑制作用,以及它对蛋白激酶C (PK C )的激活作用。丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸化酶的抑制可以使T au 蛋白过磷酸化,导致N FT 的形成。同时,PK C 激活,丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸化酶的活性抑制,可剌激A β产生,进而引起A β的沉 积和老年斑的形成[9] 。由于O A 对蛋白磷酸化酶,丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸化酶的抑制作用和提高PK C 的活性,并能同时复制出AD 的二大分子标志有关的病理改变——老年斑和N F T ,该模型具有明显的优势主要适用于:①研究AD 发病的病理机制,A β和Tau 蛋白代谢异常与A D 病理的关系,以及A β和Tau 在AD 病变中的相互作用。②从另一角度验证现有AD 治疗方法 — 16—
脑肿瘤动物模型的研究 动物模型是研究肿瘤发病机制和检验各种治疗方法的有力武器，本文就脑肿瘤动物模型的历史发展和应用前景作一综述。 脑肿瘤目前仍是严重威胁人类健康和生命的疾病，而肿瘤实验动物模型的建立为研究其发病机制、生物学特性和检测各种治疗方法提供了一种高模拟性工具。自上世纪以来，先后建立了化学物质诱发脑肿瘤模型、病毒诱发模型、同种以及异种移植模型，随着现代分子生物学技术的发展，转基因动物模型又将成为人们研究的热点。 1.早期脑肿瘤动物模型及其局限性 1．1 自发性脑肿瘤动物模型 脑肿瘤在哺乳动物中的发病率不一，有报道狗为0.1-0.5%，SD大鼠（7803只）为0.44%，但另一组41000只SD大鼠中仅发现38例中枢神经系统肿瘤，在灵长类动物中更为罕见，曾解剖14000只恒河猴和1247只猕猴尸体，未发现一例脑肿瘤[1]。由于发病率低，加之自发瘤的隐匿性及荷瘤动物生存期短的特点，自发瘤模型难以用于临床。 1．2 化学物质诱发模型 早期使用甲基胆蒽注入鼠脑实质内可成功诱发出脑肿瘤，其中大部分为胶质瘤和脑膜肉瘤。在20世纪70年代，开始使用一种合成的致癌物质N-亚硝基脲及其衍生物乙基亚硝基脲（ENU）等进行肿瘤诱发实验。Kostener[2]等将50㎎/㎏的ENU给受孕20天的大鼠一次性静脉注射后，子代中均出现了中枢神经系统肿瘤，但ENU对成年鼠诱发脑肿瘤率较低。亚硝基脲类物质诱发的脑肿瘤在部位、类型、诱导时间以及恶性程度等方面均有很大差异。 1．3病毒诱发模型 由于发现病毒与脑肿瘤的发病存在一定的关系，一些学者试图使用病毒进行脑肿瘤诱发实验，核糖核酸病毒（Rous肉瘤病毒）和脱氧核糖核酸病毒（腺病毒）均可诱发脑肿瘤。Bigner[3]等把浓缩的Rous肉瘤病毒（0.01ml）注射到一种新生犬脑内，经一段潜伏期后全部发生胶质瘤或肉瘤，而且在动物体内并未发现子代病毒，这说明病毒的致瘤机理可能与其复制无关。中国生物治疗网https://www.doczj.com/doc/f717595368.html,杨教授特别指出，肺癌的早期症状也有人将AD12病毒直接注入到出生后24小时的鼠脑实质内，经过数月的潜伏期后就能发生脑肿瘤，其中大部分为髓母细胞瘤。Tabuchi[4] 则把感染Rous病毒的纤维母细胞接种到猴的右额叶内，73%发生了肿瘤，主要是肉瘤。病毒诱发的脑肿瘤可在同种动物中连续传代，经过克隆后可制成生物特性稳定的模型，但其致瘤周期不一，诱发瘤性质差别较大，而且病毒不宜保存，对人也有一定的伤害作用，从而限制了其应用。 2．脑肿瘤移植模型 同种移植模型较多用于胶质瘤的研究。将诱发的鼠脑胶质瘤进行体外细胞培养，形成稳定的细胞系，如C6，9L，BT4A等，再将这些细胞植入同种大鼠脑内，可得到同种移植胶质瘤模型。脑肿瘤同种移植模型虽能提高肿瘤的模拟性和统一性，但动物脑瘤与人脑瘤相比，在遗传学、细胞动力学和生物学方面均存在显著的差异，因而人们将目光更多地投向脑肿瘤异种移植模型。 由于免疫排斥反应的存在，早期多将肿瘤移植于动物免疫缺陷区，如豚鼠眼前房、仓鼠颊囊、兔角膜和鸡胚绒毛膜等，还有学者采用药物、X线照射等方法抑制动物免疫反应[5]。直到1968年由于免疫缺陷动物的发现，才真正开创了脑肿瘤异种移植动物模型的时代，这些动物包括T淋巴细胞功能缺陷的裸小鼠、裸大鼠，B淋巴细胞功能缺陷的CBA/N小鼠以及T、B淋巴细胞联合缺陷的Lasat小鼠、SCID小鼠等。目前对于脑肿瘤移植的方法还存在不同意见，主要包括：脑内移植、肾包膜下移植和皮下移植。脑内移植最接近肿瘤的人体生长环境，但其操作复杂，动物感染及死亡率高。近来有学者[6]采用立体定向技术将浓缩的肿瘤
肿瘤动物模型的建立可以： （1）评价抗肿瘤免疫治疗的疗效； （2）作为抗肿瘤药物筛选模型； （3）为肿瘤转移研究提供更好的研究平台； （4）为研发抗肿瘤转移性药物提供良好的实验工具。 实验方法：诱发性肿瘤动物模型 实验方法原理：诱发性肿瘤动物模型是指研究者用化学致癌剂、放射线、致癌病毒诱发动物的肿瘤等。 实验材料：肿瘤细胞小鼠 试剂、试剂盒、无血清培养基质、3%中性甲醇石腊 仪器、耗材、低温离心机、血球计数器、游标卡尺 实验步骤 一、肝癌 1．二乙基亚硝胺（DEN）诱发大白鼠肝癌 （1）取体重250 g左右的封闭群大白鼠，雌雄不拘； （2）按性别分笼饲养。除给普通食物外，饲以致癌物，即用0.25%DEN水溶液灌胃，剂量为10 mg/kg，每周一次，其余5天用0.025%DEN水溶液放入水瓶中，任其自由饮用；（3）共约4个月可诱发成肝癌； （4）也可以单用0.005%掺入饮水中口吸服8个月诱发肝癌。 2．4-2甲基氨基氮苯（DBA）诱发大鼠肝癌 （1）用含0.06%DBA的饲料喂养大鼠，饲料中维生素B2不应超过1.5～2 mg/kg； （2）4～6月就有大量的肝癌诱发成功。 3．2-乙酰氨基酸（2AAF）诱发小鼠、狗、猫、鸡、兔肝癌 （1）给成年大鼠含0.03% 2AAF标准饲料； （2）每日每平均2～3 mg 2AAF（也可将2AAF混于油中灌喂），3～4月后有80～90%动物产生肝肿瘤。 4．二乙基亚硝胺诱发大鼠肝癌： （1）用剂量为每日0.3～14 mg/kg体重，混于饲料或饮水中给予； （2）6～9个月后255/300大鼠发生了肝癌。 5．亚胺基偶氮甲苯（OAAT）诱发小鼠肝癌 （1）用1%OAAF苯溶液（约0.1 ml含1 mg）涂在动物的两肩胛间皮肤上，隔日一次，每次2～3滴，一般涂100次。 （2）实验后7～8周即而出现第一个肝肿瘤，7个月以上可诱发小鼠肝肿瘤约55%。 （3）或用2.5 mg OAAT溶于葵瓜子油中，给C3H小鼠皮下注射4次，每日间隔10天，也可诱发成肝癌。 6．黄曲霉素诱发大鼠肝癌 （1）每日饲料中含0.001～0.015 ppm，混入饲料中喂6个月后，肝癌诱发率达80％。 二、胃癌 1．甲基胆蒽诱发小鼠胃癌 （1）取20 g左右的小鼠，无菌手术下，在腺胃粘膜面穿挂含甲基胆蒽（MC）线结。（2）含MC的线结是用普通细线，在一端打结后，将线结置于盛有MC小玻璃试管内，在
转基因小鼠肿瘤模型的研究进展 沈富毅，潘隽玮，郁嘉伦，余昂，侯晓骏 [摘要]动物模型在肿瘤病因的揭示，发病机理的探索以及治疗措施的评估中有着不可替代的重要作用。继常规转基因方法之后，可诱导表达转基因、基因打靶、条件性基因打靶以及基因捕获等技术的出现及其在肿瘤模型建立中的应用为我们提供了大量能较好模拟人体相应肿瘤的动物模型，极大地深化了我们对肿瘤生物学行为的认识，并有助于人们找到攻克肿瘤的办法。 [关键词]肿瘤，小鼠模型，转基因 肿瘤是一类严重危害人类健康及生命的重大疾病，动物模型在肿瘤病因、发病机理的揭示以及治疗措施的评价中发挥着不可替代的作用。肿瘤动物模型最早源自小鼠自发突变系或经致癌剂诱变而得，对它们的研究使我们对环境致癌物及其代谢活动机理有了一定的认识；但自发突变频率在自然状态下通常很低，而诱发模型也因其不可精确控制性而限制了它们的应用。在过去的二十多年里，随着人们对癌基因激活或抑癌基因失活在肿瘤发生发展中作用的认识日益深入，以及近年发展起来的小鼠生殖系引入可诱导或精细调控突变技术的应用，小鼠肿瘤模型的建立工作取得了突破性进展，本文就此作一简要综述。 1.常规转基因（transgenic） 上世纪80年代初发展起来的原核显微注射技术，使我们可以将外源DNA直接导入小鼠生殖系以构建转基因动物模型。目的基因在合适启动子驱动下表达，可赋予转基因动物新的表型，通过其表型分析可识别研究基因的功能。转基因动物技术在肿瘤研究中的主要作用就是建立转基因的肿瘤动物模型，该研究始于1974年，Jaenisch等1用显微注射法将多瘤病毒SV40的DNA导入到小鼠的囊胚（blastocyst）中，在子代小鼠的肝、肾组织中检测到了SV40的DNA。这一结果证明，将外源基因导入胚胎细胞中并实现整合是可能的。以后相继有人用同样的方法实现了外源基因向小鼠受精卵的转移，并能遗传给后代。在基因转移的方法上相继出现了逆转录病毒载体法、电脉冲法等。1985年，Adams2等用转基因方法首次构建了B淋巴瘤myc癌基因易位的小鼠模型，此后10年，陆续发展了针对各种类型恶性肿瘤的转基因小鼠研究。如今这项技术运用较为成熟的是，利用免疫球蛋白启动子调控的c-myc基因在转基因小鼠中的表达，导致早期淋巴瘤的发生3。在LTR/c-myc转基因小鼠模型中，利用哺乳类动物肿瘤病毒长末端重复序列（LTR）驱动c-myc广谱的表达，可造成多种组织形成肿瘤，如睾丸、乳腺和淋巴系。1984年Stewart把小鼠乳腺癌病毒（MMTV）的增强子与myc基因或ras基因连接,形成的MMTV-myc转基因小鼠和MMTV/V-Ha-Ras转基因小鼠都有高的乳腺癌发生率4。近年来，这项技术更多的运用于肿瘤发生机制的探索上。Li等5构建了乳腺癌WAP-Tag转基因小鼠模型，该模型由小鼠乳清酸蛋白WAP启动子和SV40大T抗原构建而成，可用于乳腺癌变过程中细胞的增殖与凋亡、DNA突变及修复机制等方面的研究。在慢性粒细胞性白血病(CML)的研究中，Heisterkamp等6构建的bcr-abl和crkl双转基因小鼠发病潜伏期及存活期均大大缩短，直接证明了crkl参与
肿瘤动物模型的构建——白血病篇
肿瘤动物模型的构建——白血病篇 导读白血病（Leukemia）是一种常见的恶性血液疾病，俗称血癌。据统计，白血病是儿童恶性肿瘤的头号原因，在儿童及35岁以下成人中发病率位居第一[1]。同时也是十大恶性肿瘤之一。目前，白血病具体的发病原因至今尚未研究透彻，因此建立合适的白血病动物模型，对于白血病发病机制及药物研发具有重要意义。 本期为大家综述了白血病的基本情况及小鼠模型的分类、建立方法和应用。 第一章：白血病基本常识白血病是常见液体瘤 白血病是常见的液体瘤，与结肠癌、肝癌等实体瘤不同的是，它是造血干细胞的异常分化和过度增殖导致，因此肿瘤细胞会遍布全身，会侵犯身体的每个脏器，造成全身衰竭。 造血干细胞是血液系统中的成体干细胞，具有长期自我更新和分化成各类成熟血细胞的能力。如下图为造血干细胞可分类形成各种血细胞，如红细胞、血小板和白细胞： 造血干细胞分化成各类血细胞（图片来自https://www.doczj.com/doc/f717595368.html,网站）白血病致病因素有哪些呢？ 现阶段认为白血病的发病因素：化学因素、电离辐射、药物、毒物、病毒、遗传因素等有关。
白血病主要分为四类 根据白血病细胞的成熟程度和自然病程，白血病可分为急性和慢性两大类，临床上，白血病共分为四大类：急性髓系白血病（AML）、急性淋巴细胞白血病（ALL）、慢性髓系白血病（CML）和慢性淋巴细胞白血病（CLL）。儿童白血病90%以上是急性的，其中急性白血病中70%～80%是ALL。 第二章：实验研究所用白血病模型首先，来了解一下常用的细胞株白血病中常用的小鼠品系 用于建立白血病小鼠模型的小鼠可分为近交系和突变系。根据不同类型和目的选择不同的小鼠品系，具体如下图所示： 最后说说常用的动物模型，主要分为三类： 一、异种移植模型 异种移植模型是最常用的淋巴瘤动物模型。根据实验目的选择相应的小鼠品系和细胞株后，通常细胞的接种方式为皮下注射、腹腔注射和尾静脉注射。 皮下注射和腹腔注射操作简单，很快在接种部位形成肿瘤或腹腔内形成多发性肿瘤，适合筛选针对白血病的药物。但该类模型与白血病临床病人实际情况差距较大。异种移植型白血病模型异种移植示意图[2]