實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)課

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)課第一頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)動(dòng)物模型概述人類(lèi)疾病動(dòng)物模型:（AnimalModelofHumanDiseases）

是指醫(yī)學(xué)研究中建立的具有人類(lèi)疾病模擬表現(xiàn)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)對(duì)象和相關(guān)材料。動(dòng)物模型的研究，實(shí)質(zhì)上是有關(guān)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的應(yīng)用科學(xué)。動(dòng)物模型主要用于實(shí)驗(yàn)生理學(xué)、實(shí)驗(yàn)病理學(xué)和實(shí)驗(yàn)治療學(xué)（藥物篩選和新疫苗開(kāi)發(fā)）。第二頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日一、人類(lèi)疾病動(dòng)物模型的意義避免人體實(shí)驗(yàn)造成的危害可復(fù)制不易見(jiàn)到的疾病可復(fù)制發(fā)病率低、潛伏期和病程長(zhǎng)的疾病嚴(yán)格控制試驗(yàn)條件，增加實(shí)驗(yàn)的可比性樣品易得，實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)化有助于全面認(rèn)識(shí)疾病本質(zhì)第三頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日二、人類(lèi)疾病動(dòng)物模型的復(fù)制原則相似性重復(fù)性可靠性適用性和可控性易行性和經(jīng)濟(jì)性第四頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日三、人類(lèi)疾病動(dòng)物模型的分類(lèi)（一）按產(chǎn)生原因分類(lèi)

1．實(shí)驗(yàn)性動(dòng)物摸型（ExperimentalAnimalModel）

又稱(chēng)誘發(fā)性動(dòng)物模型

是指研究者通過(guò)使用物理性、化學(xué)性、生物性和復(fù)合性致病因素作用于動(dòng)物，造成動(dòng)物組織、器官或全身特定的損害，出現(xiàn)某些類(lèi)似人類(lèi)疾病時(shí)的功能、代謝或形態(tài)結(jié)構(gòu)方面的病變，即人為地誘發(fā)動(dòng)物產(chǎn)生類(lèi)似人類(lèi)疾病模型。

第五頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日2．自發(fā)性動(dòng)物模型（SpontaneousAnimalModel）

是指實(shí)驗(yàn)動(dòng)物未經(jīng)任何人工處置，動(dòng)物自然發(fā)生的疾病，或由于基因突變，通過(guò)遺傳育種保留下來(lái)的動(dòng)物模型。主要包括突變系的遺傳疾病模型和近交系的腫瘤疾病模型。第六頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日3．抗疾病型動(dòng)物模型（NegativeAnimalModel）

是指特定的疾病不會(huì)在某種動(dòng)物身上發(fā)生，從而可以用來(lái)探討為何這種動(dòng)物對(duì)該疾病有天然的抵抗力。如哺乳動(dòng)物均易感染血吸蟲(chóng)病，而居于洞庭湖流域的東方田鼠卻不能復(fù)制血吸蟲(chóng)病。第七頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日4．生物醫(yī)學(xué)動(dòng)物模型（BiomedicalAnimalModel）是指利用健康動(dòng)物生物學(xué)特征來(lái)提供人類(lèi)疾病相似表現(xiàn)的疾病模型。

兔甲狀旁腺分布比較分散，位置不固定，有的附著在主動(dòng)脈弓附近，摘除甲狀腺不影響甲狀旁腺功能，是摘除甲狀腺實(shí)驗(yàn)較理想的動(dòng)物模型第八頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日（二）按系統(tǒng)范圍分類(lèi)1．疾病的基本病理過(guò)程動(dòng)物模型AnimalModelofFundamentalPathologicProcessesofDisease

是指各種疾病共有的一些基本病理過(guò)程模型。2．系統(tǒng)疾病動(dòng)物模型AnimalModelofDifferentSystemDiseases

是指與人類(lèi)各系統(tǒng)疾病相應(yīng)的動(dòng)物模型，如消化、呼吸、泌尿、心血管、神經(jīng)等系統(tǒng)疾病相應(yīng)的動(dòng)物模型。第九頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日（三）按模型種類(lèi)分類(lèi)疾病模型的種類(lèi)包括整體動(dòng)物、離體器官和組織、細(xì)胞株和數(shù)字模型。整體動(dòng)物模型是常用的疾病模型，也是研究人類(lèi)疾病常用的手段。第十頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日四、影響動(dòng)物模型質(zhì)量的因素致模因素動(dòng)物因素實(shí)驗(yàn)技術(shù)因素1．實(shí)驗(yàn)季節(jié)2．晝夜不同時(shí)間的影響3．麻醉深度的影響4．操作技術(shù)的5．實(shí)驗(yàn)給藥的影響6．對(duì)照組對(duì)造模的影響環(huán)境因素和營(yíng)養(yǎng)因素第十一頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)常用動(dòng)物模型的復(fù)制一、腫瘤動(dòng)物模型

自發(fā)性動(dòng)物腫瘤模型誘發(fā)性腫瘤動(dòng)物模型1.肝癌二乙基亞硝胺（DEN）誘發(fā)大鼠肝癌，雌雄不限。亞胺基偶氮甲苯（OAAT）誘發(fā)小鼠肝癌黃曲霉素誘發(fā)大鼠肝癌

2.胃癌甲基芐基亞硝胺（MBNA）復(fù)制小鼠前胃癌3.肺癌二乙基亞硝胺（DEN）誘發(fā)小鼠肺癌

移植性腫瘤動(dòng)物模型第十二頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日二、消化系統(tǒng)疾病動(dòng)物模型

幽門(mén)螺桿菌感染動(dòng)物模型肝硬化動(dòng)物模型胃腸漬瘍動(dòng)物模型三、呼吸系統(tǒng)疾病動(dòng)物模型

慢性支氣管炎動(dòng)物模型支氣管哮喘動(dòng)物模型急性呼吸窘迫綜合征動(dòng)物模型第十三頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日四、心血管系統(tǒng)疾病動(dòng)物模型動(dòng)脈粥樣硬化高血壓動(dòng)物模型五、內(nèi)分泌及營(yíng)養(yǎng)代謝性疾病動(dòng)物模型

糖尿病動(dòng)物模型營(yíng)養(yǎng)性肥胖動(dòng)物模型第十四頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日六、傳染性疾病動(dòng)物摸型病毒性肝炎動(dòng)物模型流行性出血熱動(dòng)物模型七、生殖醫(yī)學(xué)動(dòng)物模型

致畸試驗(yàn)動(dòng)物模型前列腺增生癥病理實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型第十五頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日第三節(jié)免疫缺陷動(dòng)物免疫缺陷動(dòng)物(immunodeficientanimal)

是指由于先天性遺傳突變或用人工誘導(dǎo)的方法建立的一種或多種免疫系統(tǒng)組成成分缺陷的動(dòng)物。第十六頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日一、免疫缺陷動(dòng)物的分類(lèi)1先天性免疫缺陷動(dòng)物：

a.T淋巴細(xì)胞功能缺陷動(dòng)物：裸小鼠，裸大鼠

b.B淋巴細(xì)胞功能缺陷動(dòng)物：CBA/N小鼠

c.NK細(xì)胞功能缺陷動(dòng)物：Beige小鼠

d.聯(lián)合免疫缺陷動(dòng)物：SCID小鼠等2獲得性免疫缺陷動(dòng)物：猴、小鼠、貓等AIDS模型第十七頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日二、免疫缺陷動(dòng)物的特征及其應(yīng)用1．裸小鼠(nudemice)(1)發(fā)現(xiàn)與培育：裸鼠(nu/nu)1962年由英國(guó)格拉斯哥醫(yī)院的Grist在非近交系小鼠培育中偶爾發(fā)現(xiàn)無(wú)毛小鼠。1966年經(jīng)英國(guó)愛(ài)丁堡研究所的Flanagan證實(shí)，這種小鼠是由于11號(hào)染色體上的等位基因發(fā)生突變所致。1968年P(guān)antelouris研究發(fā)現(xiàn)該無(wú)毛小鼠沒(méi)有胸腺。1969年Rygaard首先將人結(jié)腸腺癌移植裸小鼠獲得成功第十八頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日(2)裸小鼠的主要缺陷特征：①被毛生長(zhǎng)發(fā)育異常，表現(xiàn)為全身形似無(wú)毛，呈裸體狀；②無(wú)胸腺，僅有胸腺殘跡或異常的上皮細(xì)胞，這種上皮細(xì)胞不能使T細(xì)胞正常的分化，因而免疫力低下；③細(xì)胞正常，成年裸小鼠的NK細(xì)胞活性較高，但幼鼠的NK細(xì)胞活性相對(duì)低下。第十九頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日(3)裸小鼠在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用：①在組織移植(人類(lèi)腫瘤)研究方面②在腫瘤藥物治療和腫瘤免疫研究方面③免疫和遺傳研究方面④病毒、細(xì)菌、寄生蟲(chóng)感染機(jī)制的研究方面⑤其他方面的研究第二十頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日2．裸大鼠(nuderat)

(1)裸大鼠的發(fā)現(xiàn)與培育：1953年由英國(guó)的阿伯丁研究所發(fā)現(xiàn)，基因符號(hào)為rnu；1975年又發(fā)現(xiàn)了純合子的裸大鼠(nu／nu)，1977年在英國(guó)的MRC實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心建立了裸大鼠種群。此后逐步引入美國(guó)、日本等。1983年引人中國(guó)。第二十一頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日(2)裸大鼠的一般特征：①體毛稀少，裸大鼠并不像裸小鼠一樣完全無(wú)毛，而是體毛稀少，尾根往往多毛；②發(fā)育遲緩與裸小鼠一樣發(fā)育相對(duì)較緩慢，體重為正常大鼠的70％左右；③繁育能力差，由于裸大鼠與裸小鼠一樣在妊娠期間乳腺發(fā)育缺損，故其繁殖方式同裸小鼠相同，即用純合子的雄鼠與雜合子的雌鼠交配方式進(jìn)行繁育；④易患呼吸道疾病，由于其無(wú)胸腺，免疫力低下，因此易感各種疾病，特別是在環(huán)境較差時(shí)，易感潰瘍性氣管炎和化膿性支氣管炎等，生存時(shí)間約6～7個(gè)月。第二十二頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日(3)裸大鼠的免疫缺陷特征：①免疫器官的組織學(xué)與裸小鼠相似，幼齡裸大鼠的解剖發(fā)現(xiàn)，有胸腺殘跡，內(nèi)有未分化的上皮細(xì)胞，但未見(jiàn)淋巴細(xì)胞；②先天性無(wú)胸腺，無(wú)T細(xì)胞，T細(xì)胞功能缺失，但B細(xì)胞功能正常，NK細(xì)胞的活力較正常鼠高。第二十三頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日(4)裸大鼠在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用：主要用于人體腫瘤的移植研究。進(jìn)行外科手術(shù)，為各部位腫瘤移植和腫瘤供血研究提供了方便。第二十四頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日（二）B淋巴細(xì)胞缺陷動(dòng)物又稱(chēng)為性連鎖免疫缺陷小鼠（X-LinkedImmuneDeficiencyMice，XID）

起源于CBA／N品系，其B細(xì)胞功能缺陷，基因xid，位于X性染色體上。純合子雌鼠（xid／xid）和雜合子雄鼠（xid／Y）對(duì)非胸腺依賴(lài)Ⅱ型抗原沒(méi)有體液免疫反應(yīng)，血清中IgM和IgG含量降低，對(duì)B細(xì)胞分裂素缺乏反應(yīng)，B細(xì)胞數(shù)量減少，T細(xì)胞功能正常。其病理與人類(lèi)Bruton丙種球蛋白缺乏癥和Wziskott-Aidsch綜合征相似。第二十五頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日（三）NK細(xì)胞缺陷Beige小鼠（四）嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷小鼠

第二十六頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日第四節(jié)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物

一、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的概念轉(zhuǎn)基因動(dòng)物是指基因組中穩(wěn)定地整合有以實(shí)驗(yàn)方法所導(dǎo)入的外源基因或特定DNA片段的動(dòng)物。嵌合體動(dòng)物（chimericanimal）：只有部分組織細(xì)胞的基因組中整合有外源基因。

逆轉(zhuǎn)錄病毒感染法、胚胎干細(xì)胞介導(dǎo)法制備的動(dòng)物第一代均為嵌合體。雄原核顯微注射法制備的動(dòng)物第一代中1-10%為嵌合體（延遲整合）。第二十七頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日二、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的原理方法第二十八頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的制作方法1、受精卵雄原核顯微注射法2、胚胎干細(xì)胞（ES細(xì)胞）法3、逆轉(zhuǎn)錄病毒感染法4、體細(xì)胞核移植法5、精子載體法6、YAC法（YAC：酵母人工染色體）第二十九頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日三、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的制備實(shí)驗(yàn)程序如下：（1）準(zhǔn)備假孕母鼠（養(yǎng)母）（2）受精卵的準(zhǔn)備（3）基因?qū)耄?）胚胎移植（5）對(duì)幼鼠的鑒定第三十頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日人類(lèi)已獲得轉(zhuǎn)基因魚(yú)、鼠、羊、豬、兔、牛等等大小動(dòng)物。第三十一頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日四、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的應(yīng)用1、動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器

1987年，世界上第一只商業(yè)化轉(zhuǎn)基因綿羊在英國(guó)著名的羅斯林研究所誕生。這只轉(zhuǎn)基因母羊的乳汁中可以分泌α-抗胰蛋白酶，含量高達(dá)30毫克/升。

“生物反應(yīng)器”的概念也由此產(chǎn)生。第三十二頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日目前已在下列動(dòng)物的乳汁中生產(chǎn)出一些人類(lèi)蛋白質(zhì)藥物：牛：抗凝血酶、纖維蛋白原、人血清白蛋白、膠原蛋白、乳鐵蛋白、糖基轉(zhuǎn)移酶、蛋白C等；山羊：抗凝血酶原、抗胰蛋白酶、血清白蛋白、組織纖溶原激活因子、單克隆抗體等；綿羊：抗胰蛋白酶、凝血因子Ⅸ、蛋白C；豬：凝血因子Ⅸ、蛋白C、纖維蛋白原、血紅蛋白。第三十三頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日2、建立疾病模型，用于疾病研究和藥物篩選等目前已建立的疾病模型有：癌癥、動(dòng)脈粥樣硬化、鐮狀細(xì)胞性貧血、囊狀纖維化、紅細(xì)胞增多癥、肝炎、免疫缺陷、自發(fā)性高血壓等。3、用于育種，提高育種效率轉(zhuǎn)基因技術(shù)用于育種，不僅可以加快改良遺傳性狀的進(jìn)程，使選擇的效率提高，改良的機(jī)會(huì)更多，而且不會(huì)受到有性繁殖的局限。第三十四頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日

目前轉(zhuǎn)基因動(dòng)物研究領(lǐng)域尚存在：1）制備的效率低制備一只轉(zhuǎn)基因小鼠，需40個(gè)注射過(guò)的受精卵，而綿羊、山羊、豬、牛分別為110、90、110和1600。而轉(zhuǎn)基因個(gè)體的后代中只有50%表達(dá)基因）2）轉(zhuǎn)入的基因不能表達(dá)或表達(dá)混亂3）不能遺傳給后代等。第三十五頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日第五節(jié)胚胎工程技術(shù)胚胎工程技術(shù)主要是指從雌、雄生殖細(xì)胞至囊胚的體外操作技術(shù)，包括人工授精、同期發(fā)情、超數(shù)排卵、胚胎培養(yǎng)、胚胎保存、胚胎移植、胚胎分割、胚胎嵌合、體外授精、顯微授精、性別控制、基因轉(zhuǎn)移、胚胎干細(xì)胞、細(xì)胞核移植、卵母細(xì)胞激活與孤雌發(fā)育等等。第三十六頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日(一)胚胎分割

用顯微術(shù)將未著床的早期胚胎一分為二，四或更多，然后分別移植給受體，妊娠產(chǎn)仔。一枚胚胎可克隆出兩個(gè)或兩個(gè)以上的后代。Mular等于1968年將兔的2～8細(xì)胞期胚胎一分為二，移植給受體獲得成功。70年代，利用胚胎分割先后得到小鼠、牛、山羊、馬和豬的同胚雙生后代。1986年，西北農(nóng)業(yè)大學(xué)張涌、竇忠英等分別獲得胚胎二分割的同胚雙鼠和半胚犢牛。1987年，譚麗玲等，奶牛，張涌等，山羊獲得同胎雙生后代。1988年，杜森等，獲得同胚雙生后代兔。1992年，徐寧等得同胚三鼠6組。1996年陶濤等得胚胎單細(xì)胞(分裂球)移植仔豬。目前，小鼠、家兔、山羊、綿羊、豬等實(shí)驗(yàn)動(dòng)物均可用胚胎分割技術(shù)獲得同卵孿生后代。第三十七頁(yè)，共四十三頁(yè)，2022年，8月28日(二)胚胎嵌合