腎疾病研究的常用動物模型

腎疾病研究的常用動物模型

分類腎炎動物模型腎病動物模型ARF動物模型CRF動物模型5.壞死性腎病動物模型轉(zhuǎn)基因動物模型腎炎動物模型Heymann腎炎模型（同種免疫復(fù)合物性腎炎)thy-1.1腎小球腎炎模型腎毒性血清腎炎（Masugi腎炎）模型腎小管間質(zhì)性腎炎動物模型局灶性腎炎動物模型

急性腎盂腎炎動物模型

分類腎病動物模型腎病綜合征模型嘌呤霉素腎病模型阿霉素腎病IgA腎病模型梗阻性腎病模型多囊腎模型糖尿病腎病模型系統(tǒng)性高血壓病模型

急性腎功能衰竭動物模型缺血性ARF腎動脈(腎蒂)鉗閉法

失血性休克法去甲腎上腺素法甘油法腎毒性ARF氨基糖甙類抗生素致ARF模型氯化汞模型

雙氧鈾模型蛇毒所致ARF慢性腎功能衰竭動物模型物理方法減少或破壞腎組織法大鼠5／6腎切除CRF模型大鼠冷凍引起的CRF模型大鼠電灼引起的CRF模型腎毒性藥物破壞腎組織法嘌呤霉素法阿霉素法氯化鎘法免疫法破壞腎組織抗腎小球系膜細(xì)胞腎炎法抗腎小球基底膜性動物腎炎法慢性血清病法5.壞死性腎病動物模型升汞法藏紅花法柔紅霉素法阿霉素法轉(zhuǎn)基因動物模型抗thy-1.1腎小球腎炎模型大鼠胸腺細(xì)胞免疫抗原液的制備

選取體重為300g左右，4～6周齡，雄性健康SD大鼠,摘取胸腺，取出其表面的淋巴結(jié)和血管后，置200目不銹鋼網(wǎng)篩上，用解剖針輕輕劃破胸腺游離出胸腺細(xì)胞，并隨時用PBS沖洗，收集胸腺細(xì)胞懸液，經(jīng)1000r/min，離心10分鐘后得胸腺細(xì)胞沉淀塊，重新用PBS懸浮至1×108～2×108個細(xì)胞/ml。然后按1:2（v/v）比例混合胸腺細(xì)胞懸液和弗式完全佐劑，充分混勻制成大鼠胸腺細(xì)胞免疫抗原液。制備方法

抗大鼠胸腺細(xì)胞血清制備將含有5×107個胸腺細(xì)胞的弗式完全佐劑背部皮下多點注射于青紫蘭兔,2~3周后，耳緣靜脈注射1×107個胸腺細(xì)胞,7天后收集兔血清?？剐叵偌?xì)胞血清（ATS）于56

C,30min滅活后，分別用同個體大鼠紅細(xì)胞和肝細(xì)胞膜吸附以去除非特異性抗體。重復(fù)吸附1～2次即可。分裝所得ATS，－20

C保存?zhèn)溆?。系膜增殖性腎炎模型的制備將SD大鼠一次性尾靜脈注射ATS2ml,于注射后3h,24h及3天～3個月不等時間取腎臟作病理檢查。每天檢測尿肌酐和尿蛋白。動物模型特點受試大鼠僅有異體抗體相，而無自體抗體相，即表現(xiàn)為注射異體抗Thy-1抗體后，產(chǎn)生系膜細(xì)胞溶解及迅速修復(fù)過程，病變呈一過性；系膜損傷過程為補體依賴性，用蛇毒消除補體不影響抗Thy-1抗體與系膜細(xì)胞結(jié)合，但可減輕和阻止系膜細(xì)胞損傷和溶解過程；病變過程有白細(xì)胞、血小板積聚的炎癥反應(yīng)；修復(fù)過程迅速，30～45天之內(nèi)病變已幾乎全部修復(fù)，說明腎小球系膜細(xì)胞有較強的修復(fù)能力及血管再生能力。制作機理

Thy-1抗原為鼠類胸腺細(xì)胞表面的糖蛋白，同樣存在于大鼠系膜細(xì)胞表面。利用大鼠胸腺細(xì)胞作為抗原免疫家兔制備的ATS可直接與系膜細(xì)胞表面抗原結(jié)合、固定補體形成膜攻擊復(fù)合體使細(xì)胞溶解，繼而引起殘存的系膜細(xì)胞增生。應(yīng)用評價

“自限性的增殖模型”。本模型制備方法簡便，成功率高。適于研究炎癥介質(zhì)、增殖及硬化過程中細(xì)胞外基質(zhì)的變化、系膜細(xì)胞功能及細(xì)胞因子的作用。嘌呤霉素腎病模型

制備方法選100～150g雄性大鼠，放置代謝籠中飼養(yǎng)，每天每鼠皮下注射15mg/kg(0.5%)嘌呤霉素溶液一次，連續(xù)8天。一般5～7天出現(xiàn)蛋白尿，2周達(dá)高潮,4周后模型穩(wěn)定。每日給280～300g的雄性大鼠皮下注射嘌呤霉素130～150mg/kg，共12天。給280～300g雄性大鼠一次性靜脈注射嘌呤霉素130～150mg/kg。10天左右出現(xiàn)大量蛋白尿，全身浮腫、高膽固醇血癥和低蛋白血癥。機理及應(yīng)用評價

蛋白尿嚴(yán)重，但病理改變輕微。免疫熒光陰性，光鏡下腎小球基本正常，電鏡下見腎小球上皮細(xì)胞足突發(fā)生廣泛的融合甚至消失，上皮細(xì)胞胞質(zhì)中出現(xiàn)空泡，上皮細(xì)胞與基膜間有分離現(xiàn)象。少數(shù)動物可出現(xiàn)系膜細(xì)胞及基質(zhì)的增生。腎小球濾過膜陰性電荷選擇性屏障的減弱。局部上皮細(xì)胞與GBM分離致靜水壓傳導(dǎo)屏障減弱。1955年Frenk等首先報道，現(xiàn)已廣泛作為人類微小病變的借鑒。糖尿病腎病模型

制備方法

SD大鼠右側(cè)腎切除術(shù)后2周，給予腹腔一次性注射鏈脲佐菌素60mg/kg,48小時后經(jīng)大鼠尾靜脈采血測血糖,以隨機血糖高于16.7mmol/L,且尿糖強陽性視為模型建立成功。所有大鼠均為自由飲水、自由攝食，分別于糖尿病發(fā)病2周、4周、8周、12周后測量體重，24小時尿量，血糖，血、尿肌酐，尿微量白蛋白等指標(biāo)，試驗結(jié)束時處死大鼠，取出腎臟，分別行腎臟病理、光鏡、電鏡、免疫熒光等檢查。機理及應(yīng)用評價

通過破壞胰島郎漢斯beta細(xì)胞引起糖尿病，已廣泛應(yīng)用于大鼠糖尿病腎病的研究。在鏈脲菌素引起的糖尿病,腎功能常保留。加重型糖尿病腎病常發(fā)生于伴有單側(cè)腎切除時。鏈脲菌素引起的糖尿病與系統(tǒng)性高血壓無關(guān),若并發(fā)高血壓則加重腎小球硬化的發(fā)展。在狗和猴，由鏈脲菌素引起的糖尿病腎病腎損害更能代表發(fā)生于人類的變化，但需要數(shù)年才能發(fā)展，因此使研究更困難。缺血性ARF(腎動脈鉗閉法)制備方法

體重200～300gWistar雄性大鼠,30mg/kg的硫噴妥鈉腹腔注射麻醉后，固定于手術(shù)臺上，腹部正中切口，鈍性分離雙腎包膜，用無創(chuàng)傷動脈夾鉗夾雙腎動脈或腎蒂60min后，松夾恢復(fù)腎灌注，此時腎臟顏色先有深紅轉(zhuǎn)為蒼白或暗紅色，再變成鮮紅色，表明再灌注成功。上述病變于再灌注24～48h達(dá)到高峰，1周后基本恢復(fù)正常。另外，也可用鉗夾一側(cè)腎蒂待再灌注成功后，再切除另一側(cè)腎臟的方法來制備此模型。機理及應(yīng)用評價

腎缺血再灌注后,由于缺血可直接導(dǎo)致線粒體氧化磷酸化偶聯(lián)率下降,細(xì)胞ATP合成減少，膜對鈣通透性增加，大量鈣內(nèi)流，線粒體的鈣內(nèi)流可導(dǎo)致線粒體結(jié)構(gòu)及功能紊亂，使ATP合成進一步降低，而缺血后再灌注時大量活性氧的出現(xiàn)，使細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能進一步破壞，導(dǎo)致細(xì)胞不可逆的損傷。腎小管尤其是近端小管的直部對缺血十分敏感，腎缺血25min后，近直小管即可發(fā)生壞死，缺血60min可使全段腎小管發(fā)生壞死。

根據(jù)ARF發(fā)病機理正確選擇ARF動物模型的種類；根據(jù)實驗觀察指標(biāo)和標(biāo)本的需要量選擇動物的種類，如需要標(biāo)本的量大，應(yīng)選擇較大的動物，如犬、兔；根據(jù)每一種動物模型動態(tài)病理生理變化的規(guī)律，安排標(biāo)本采集和給藥的時機，以取得最佳的實驗結(jié)果，所以在正式實驗之前，一定要做預(yù)實驗，明確在當(dāng)時實驗條件下動物模型動態(tài)變化規(guī)律；注意事項根據(jù)實驗?zāi)康倪x擇模型病變的輕重，如欲想得到病變重的動物模型可采用增加缺血時間或腎毒性物質(zhì)的劑量，以及應(yīng)用禁水、單側(cè)腎切除和輸注溶解的紅細(xì)胞等方法來獲得理想的動物模型。注意事項大鼠5／6腎切除CRF模型

制備方法

體重200～300g的雄性大鼠，異戊巴比妥鈉30mg/kg腹腔注射麻醉后、常規(guī)消毒，于腹部正中切口，暴露右腎，剝離腎筋膜，結(jié)扎腎門，切除右腎，保留腎上腺。然后暴露左腎，迅速切除上下極腎實質(zhì)（2／3腎），立即以明膠海綿壓迫出血，關(guān)閉腹腔。術(shù)后放置代謝籠中飼養(yǎng)，14～16w呈現(xiàn)穩(wěn)定的慢性腎衰病變，第14w起可供實驗。檢測指標(biāo)有體重、存活率、血肌酐、血清總蛋白和白蛋白、血清尿素氮及腎臟病理學(xué)檢查。機理及應(yīng)用評價

1889年，F(xiàn)uffier首先報道了部分腎切除的工作。1932年，Chanutin和Ferris設(shè)計了著名的5／6腎切除大鼠模型。術(shù)后1w有一過性的血BUN和CR增高，稱為急性腎衰期，術(shù)后2～3w血BUN和CR濃度恢復(fù)正常。術(shù)后4w開始逐漸進入慢性腎衰期，有血BUN和CR濃度逐漸持續(xù)升高、貧血、高血壓、蛋白尿、腎小球肥大、系膜增殖等表現(xiàn)。如手術(shù)兩步一次完成，則術(shù)后急性腎衰期動物死亡率較高。

方法可靠、簡便易行，在保持殘存腎組織相對正常的情況下，造成單純的殘存腎組織超負(fù)荷工作模型，保持了各種原發(fā)腎臟疾病的致病因素本身對殘存腎單位的影響，使影響因素簡單化，以便于觀察“正?！钡臍埓婺I單位在大部分腎組織喪失的情況下所發(fā)生的一系列改變及其機制?？杀苊鈮乃赖哪I組織保留在實驗動物體內(nèi)，致使試驗因素復(fù)雜化的缺點。缺點：有時需兩期手術(shù)，易發(fā)生出血、應(yīng)激和厭食，死亡率高。模型制備周期較長（12～14周）。手術(shù)不易標(biāo)準(zhǔn)化，血肌酐、尿素氮水平較低且個體差異大。壞死性腎病動物模型(阿霉素法)制備方法

選用大鼠250～300g，右腎摘除，7天后，5mg/kg阿霉素尾靜脈注射一次;術(shù)后第30天重復(fù)注射阿霉素3mg/kg。機理及應(yīng)用評價

大鼠24小時內(nèi)動物腎功能受損。小鼠注升汞4小時后，即可造成急性中毒性腎病。第一次注射阿霉素后，形成阿霉素腎病模型，類似人類腎小球疾病的微小病變型。重復(fù)注射阿霉素后，形成腎小球硬化模型，類似人類腎小球疾病的階段性腎小球硬化。本方法所制模型鼠間差異小、重復(fù)性和穩(wěn)定性好，其主要死亡原因為：阿霉素引起的腹瀉。為一病變穩(wěn)定、有使用價值的節(jié)段性腎小球硬化動物模型。機理及應(yīng)用評價

注意事項選擇腎切除的時機應(yīng)在注射阿霉素之前，如在兩次注射阿霉素藥物之間或之后摘除腎臟，易增加動物死亡率；

阿霉素為治療腫瘤藥物，副反應(yīng)大，試驗劑量偏大及兩次用藥間隔時間短，則易導(dǎo)致動物死亡，以首次劑量4～5mg/kg，重復(fù)注射劑量2～3mg/kg，二者間隔25～30天，動物較為安全，模型病變也穩(wěn)定；注意事項傳統(tǒng)右腎摘除術(shù)多從背部切口，易引起動物相互撕咬而誘發(fā)感染，導(dǎo)致模型失敗。如從腹部切口，則可避免上述不足；動物模型觀察時間如超過100天，增加大鼠死亡率，本模型90～100天已有80％腎小球硬化并伴肌酐明顯升高，完全可達(dá)實驗?zāi)康暮鸵蟆＾D(zhuǎn)基因動物模型

轉(zhuǎn)基因動物是指以實驗方法導(dǎo)入外源基因，在染色體組內(nèi)穩(wěn)定整合并能遺傳給后代的一類動物。自1981年，第一次成功地將外源基因?qū)雱游锱咛?，?chuàng)立了轉(zhuǎn)基因的動物技術(shù)。1982年獲得轉(zhuǎn)基因小鼠。轉(zhuǎn)入大鼠的生長激素基因，使小鼠體重為正常個體的二倍，因而被稱為"超級小鼠"。以后相繼在10年間報道過轉(zhuǎn)基因兔、綿羊、豬、魚、昆蟲、牛、雞、山羊、大鼠等轉(zhuǎn)基因動物的成功。引言由于轉(zhuǎn)基因動物體系打破了自然繁殖中的種間隔離，使基因能在種系關(guān)系很遠(yuǎn)的機體間流動，它將對整個生命科學(xué)產(chǎn)生全局性影響。因此轉(zhuǎn)基因動物技術(shù)在1991年第一次國際基因定位會議上被公認(rèn)是遺傳學(xué)中繼連鎖分析、體細(xì)胞遺傳和基因克隆之后的第四代技術(shù)，被列為生物學(xué)發(fā)展史上126年中第14個轉(zhuǎn)折點。

轉(zhuǎn)基因動物制作主要步驟目的基因的選擇；將重組基因轉(zhuǎn)入受精卵；將轉(zhuǎn)入了外源基因的受精卵植入同期發(fā)情的受體動物，在植入前完成整合胚胎的檢測、篩選、建立ES細(xì)胞系；對出生后基因整合、表達(dá)情況進行檢測；對整合、表達(dá)的轉(zhuǎn)基因動物進行育種試驗，建立由成功轉(zhuǎn)基因個體或群體組建的轉(zhuǎn)基因系。轉(zhuǎn)基因的方法

融合法，包括細(xì)胞融合，微細(xì)胞介導(dǎo)融合等；化學(xué)法，包括DNA-磷酸鈣沉淀法、DEAE-葡聚糖法、染色體介導(dǎo)法等；物理法，包括顯微注射法、電脈沖法、細(xì)胞凍存法等；病毒感染法，包括重組DNA病毒感染、重組RNA病毒感染等。