1、第 六 章,人 類 疾 病 動 物 模 型, ,免 疫 缺 陷 動 物,第二次實(shí)驗(yàn)課通知,時間： 第一批15.12.3 13:30-15:50 第二批15.12.10 13:30-15:50 地點(diǎn)：四號樓二樓實(shí)驗(yàn)室 備注： （1）帶實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) （2）穿實(shí)驗(yàn)服 （3）簽到。,足球場,六 號 樓,五 號 樓,四號樓,三號樓,老紅樓 （一號樓）,新教樓 （二號樓）,北,哦，還是老地方!,15碩士c班醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動物學(xué)實(shí)驗(yàn)二（上）安排,13碩士c班醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動物學(xué)實(shí)驗(yàn)二（下）安排,實(shí)驗(yàn)動物服務(wù)領(lǐng)域,1.生命科學(xué)研究平臺,2.人類疾病動物模型,3.生物制品原料,4.生物監(jiān)測工具,5,轉(zhuǎn)基因動物生物發(fā)生器,6.異

2、種器官移植供體,緒論回顧,第一節(jié),人類疾病動物模型的 定義和意義,一、定 義 人類疾病動物模型(animal model of human disease)是指醫(yī)學(xué)科學(xué)研究中建立起來的模擬人類疾病表現(xiàn)的動物或?qū)嶒?yàn)材料。 或：在醫(yī)學(xué)研究中，在動物身上建立或形成類似人類疾病的動物。 通過動物模型可以直接或間接反映疾病的發(fā)生和發(fā)展過程，在了解疾病的基礎(chǔ)上開創(chuàng)、改進(jìn)和優(yōu)化疾病的治療。,二、使用人類疾病動物模型的意義 1.避免直接實(shí)驗(yàn)可能造成的危險。 赫爾辛基宣言：“只有在動物實(shí) 驗(yàn)的基礎(chǔ)上確認(rèn)有效果，才能以人作為無危 害的受試者。”,2.提供發(fā)病率低、潛伏期長和病程長的疾病資料 。 3.增加方法學(xué)上的

3、可比性。 4.模型容易得到（制作）。,如放射性疾病、毒氣中毒、烈性傳染病、原發(fā)性高血壓等。,三、動物疾病模型具有的特點(diǎn) 動物疾病表現(xiàn)應(yīng)與人類疾病相類似； 動物能重復(fù)產(chǎn)生該疾病，最好能在2種以上動物體復(fù)制該??； 實(shí)驗(yàn)動物合格，動物背景資料完整，生命周期要滿足實(shí)驗(yàn)需要； 動物要價廉、來源充足； 盡可能選用體型小的動物。,如：shr(自發(fā)性高血壓大鼠),麻風(fēng)病模型：犰狳、非洲綠猴,第二節(jié),人 類 疾 病 動 物 模 型 的 分 類,一.醫(yī)學(xué)動物模型基本分類,1誘發(fā)性動物疾病模型 是指以物理、化學(xué)、生物學(xué)等致病手段，人為導(dǎo)致動物組織、器官或整體產(chǎn)生病變，成為人類疾病動物模型。 即人為地誘發(fā)動物產(chǎn)生類似

4、人類疾病模型。,2自發(fā)性動物模型 是指- 不加任何人工誘發(fā)，在自然條件下自然產(chǎn)生疾病的動物; 由于基因突變的異常表現(xiàn)，通過遺傳育種保留下來的動物疾病模型。其中包括近交系的腫瘤疾病模型和突變系的遺傳性疾病模型。,3抗疾病型動物模型 是指特定的疾病不會在某種動物身上發(fā)生。 可借以探討何種因素使動物對該疾病有天然的抵抗力。,4生物醫(yī)學(xué)動物模型 是指以動物正常的生物學(xué)特征來提供人類疾病相似表現(xiàn) 的疾病模型。,二、按系統(tǒng)范圍分類,1反映疾病基本病理過程動物模型 是指致病因素在一定條件下作用于動物后，在功能、代謝和形態(tài)結(jié)構(gòu)等方面出現(xiàn)的某些共同性改變的動物。,2各系統(tǒng)疾病動物模型 是指與人類各系統(tǒng)疾病相應(yīng)的

5、動物模型，如神經(jīng)、心血管、呼吸、消化、泌尿等系統(tǒng)疾病相對應(yīng)的動物模型。,a.神經(jīng)系統(tǒng) 1大鼠囊狀腦動脈瘤 結(jié)扎大鼠頸總動脈，同時佐以脫氧皮質(zhì)酮和高滲鹽水處理，飼喂含有氨基丙睛的飼料，復(fù)制而成。為研究人類腦動脈瘤與血液動力學(xué)的關(guān)系，病變的發(fā)展及發(fā)病機(jī)理提供有益的幫助。,2結(jié)扎大鼠中動脈的大鼠卒中模型 結(jié)扎大鼠大腦中動脈，復(fù)制中風(fēng)模型其優(yōu)點(diǎn)是能產(chǎn)生非致命性的孤立性病灶損害，可提供長期的行為學(xué)和生物化學(xué)的研究。,3.維生素a缺乏引起的兔腦積水模型 選用雌性幼兔，飼以限制維生素a飼料，誘發(fā)兔腦積水。該模型優(yōu)點(diǎn)是易復(fù)制，易收集胎兔和新生兔的標(biāo)本樣品，通過血清維生素a的監(jiān)測，可控制血清中維生素a的濃度，有

6、利進(jìn)行生化和形態(tài)學(xué)的研究。,4大鼠癲癇模型 雌性wistar大鼠腹腔注射氯化鋰3mmol/kg。24小時后按30mg/kg體重分3次腹腔注射匹魯卡品（0.1%，每次間隔10分鐘）?？沙霈F(xiàn)癲癇發(fā)作，持續(xù)發(fā)作1小時后，給予10mg/kg安定注射即可終止。,b.心血管疾病動物模型 1.動脈粥樣硬化 兔、大鼠飼以高脂肪、高膽固醇飼料誘發(fā)動脈粥樣硬化的動物模型。給小型豬飼喂高脂肪、膽固醇飼料誘發(fā)動脈粥樣硬化病變，其解剖部位，病理特點(diǎn)均與人類相似，有時還伴有心肌梗塞。,2心肌缺血和心肌梗塞 電刺激法：雄性成年免麻醉后，用弱、強(qiáng)刺激(弱為0.81.6毫安，強(qiáng)為46毫安)交替刺激右側(cè)下丘腦背側(cè)核，復(fù)制心肌缺血

7、動物模型； 藥物法；給大鼠、兔注射異丙腎上腺素，犬靜脈給予麥角新鹼制備冠狀動脈痙攣模型； 冠狀動脈阻斷法：應(yīng)用大鼠、犬麻醉后,分離冠狀動脈套上自制的冠狀動脈壓迫環(huán)，制備心肌缺血和心肌梗死模型。,3自發(fā)性高血壓大鼠 目前，應(yīng)用最廣泛的是日本學(xué)者培育的突變系shr(spontaneous hypertension rat)大鼠。該鼠自發(fā)性高血壓的變化與人類原發(fā)性高血壓相似，并且可產(chǎn)生腦血栓、梗塞、出血、腎硬化、心肌梗死和纖維化等變化。,在shr的基礎(chǔ)上，又培育了兩個亞系shrsp和shrsr，前者出生后，除出現(xiàn)嚴(yán)重高血壓外,90以上患腦卒中(腦出血和腦栓塞)；shrsr則是抗腦卒中的自發(fā)性高血壓大

8、鼠。而wky為shr二品系最好的對照品系動物 。,wistar( from usa) kyoto(japan) yamari shr wky shrsr shrsp shrsr 抗卒中高血壓大鼠 shrsp 高卒中高血壓大鼠 wky 對照品系,4.飲食誘導(dǎo)大鼠高血壓模型 體重160-180g sd大鼠,飼喂含66%果糖、12%脂肪、22%蛋白質(zhì)的高果糖飼料，飲水為10%蔗糖水。4周后可誘導(dǎo)高血壓。,c.呼吸系統(tǒng) 1慢性支氣管炎和肺炎 應(yīng)用so2、煙霧、甲醛蒸氣、辣性氣體等制備誘發(fā)性猴、兔、大鼠、小鼠的慢性支氣管炎動物模型。,d.消化系統(tǒng) 1先天性高膽紅素血癥模型：已發(fā)現(xiàn)非洲嚙齒類胃潰瘍、地鼠的

9、肝淀粉樣變、羊和大鼠的先天性高膽紅素血癥動物模型。尤其是south-downe變種羊，因其先天性肝臟攝取有機(jī)陰離子缺陷(膽紅素)，造成血中未結(jié)合的膽紅素增高。,e.泌尿系統(tǒng) 1.誘發(fā)性腎小球腎炎模型： 給兔、貓、狗注射異種抗腎血清、細(xì)菌抗原與腎組織復(fù)合抗原，以及抗原抗體誘發(fā)動物腎小球腎炎模型。,f.內(nèi)分泌與代謝 (1)手術(shù)糖尿病模型 ： 自從德國的won mening將犬作胰腺全切除術(shù)，造成糖尿病后，陸續(xù)報道貓、大鼠、兔、豬、猴等切除80一90胰腺，并受到高糖飲食刺激后，引起永久性糖尿病。,(2)遺傳性及自發(fā)性糖尿?。?kk小鼠由日本雜種小鼠交配得來的遺傳性糖尿病小鼠，其生物特性類似ob小鼠，

10、屬先天遺傳缺陷性小鼠。 c57blks小鼠是一種具有db基因的近交小鼠，其表現(xiàn)多食肥胖及血糖升高，類似人類中年肥胖合并糖尿病。,中國地鼠(黑線倉鼠)有50自發(fā)產(chǎn)生糖尿病，屬多基因遺傳，病鼠耐糖曲線類似人類型非胰島素依賴性糖尿病。,腫瘤動物模型 1.自發(fā)性腫瘤模型: 近交系小鼠： 129/tersv 睪丸畸胎瘤發(fā)病率30%。 akr 淋巴性白血病發(fā)病率76-90%；68-90%。 c3h 乳腺癌發(fā)病率97%，乳汁中有乳腺癌致病因子。 balb/c 肺癌發(fā)病率29%；26%。 近交系大鼠： f344 乳腺癌發(fā)病率41%,23%;白血病24%；甲狀腺瘤22%；睪丸間質(zhì)細(xì)胞瘤85%。 lou/c 8月

11、齡以上自發(fā)漿細(xì)胞瘤30%,16%。 aci 雄性自發(fā)腫瘤：睪丸瘤46%；腎上腺瘤16%；腦腫瘤11%。,腫瘤動物模型 2.誘發(fā)性腫瘤模型 甲基芐基亞硝胺誘發(fā)大鼠食管癌； 甲基硝基亞硝基胍誘發(fā)大鼠腺胃癌； 硝基哌嗪等誘發(fā)大鼠鼻咽癌； 二甲肼誘發(fā)小鼠大腸癌。,腫瘤動物模型 3.移植性腫瘤模型 將人類腫瘤移植到動物體內(nèi)，經(jīng)傳代后，成活率、生長速度、荷瘤壽命、侵襲和轉(zhuǎn)移等生物學(xué)特性穩(wěn)定。 原位移植肺、肝臟、腎臟、 卵巢等 異位移植皮下移植,四、設(shè)計(jì)動物模型的注意事項(xiàng),1盡可能重視“類似于人類疾病”的模型 。 2注意選用標(biāo)準(zhǔn)化和實(shí)用價值高的動物。 生活在標(biāo)準(zhǔn)化的環(huán)境內(nèi)，有清楚的遺傳背景和微生物學(xué)質(zhì)量控制

12、標(biāo)準(zhǔn)，具有較強(qiáng)的敏感性、較好的重復(fù)性和反應(yīng)均一性的特點(diǎn)。 有嚴(yán)格的飼養(yǎng)規(guī)程。 易獲取大樣本實(shí)驗(yàn)和觀察。,3慎重選用近交系 。 4注意環(huán)境因素對模型動物的影響。,第三節(jié),免疫缺陷動物模型,實(shí)驗(yàn)動物遺傳學(xué)分類回顧,近交系動物（inbred strain） 封閉群動物（closed colony） 突變系動物（mutant strain） 雜交f1動物（hybrid animal） 雜種動物（mongral animal）,人類疾病動物模型分類回顧,誘發(fā)性動物模型 自發(fā)性動物模型 抗疾病型動物模型 生物醫(yī)學(xué)動物模型,一、免疫缺陷動物的定義,免疫缺陷動物是指由于先天性遺傳突變，或用人工方法，培育一種或

13、多種免疫功能缺陷的動物。 免疫缺陷動物開創(chuàng)了腫瘤學(xué)、免疫學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)的新的里程碑。,二、免疫功能缺陷動物的分類,按免疫功能缺陷的種類常分為: 1.t-淋巴細(xì)胞功能缺陷動物：裸小鼠、裸大鼠、裸牛、裸豚鼠等。 2.b-淋巴細(xì)胞功能缺陷動物：cba/n小鼠、arabin馬和quarter馬等馬屬動物。 3.nk細(xì)胞功能缺陷動物：beige小鼠。 4.聯(lián)合免疫缺陷動物：scid小鼠等人工定向培育的多種免疫功能缺陷動物。,基因符號：-nu;-rnu,基因符號：-xid,基因符號：-bg,基因符號：-scid,按免疫缺陷程度分為: 1.單缺陷動物：裸小鼠、裸大鼠、裸牛、裸豚鼠、cba/n小鼠、beige

14、小鼠等。 2.雙缺陷動物：t、b淋巴細(xì)胞缺陷小鼠（scid小鼠）等。 3.多重缺陷動物：三缺陷動物。,三、免疫缺陷動物歷史,裸小鼠： 19世紀(jì)50年代先后發(fā)現(xiàn)無毛小鼠，并知其后代也屬無毛遺傳； 1907年campbell證實(shí)無毛性狀為隱性突變； 1962年flanagan用全同胞bs近交（nu/+ nu/+ ）繁殖后代，形成了最早的裸鼠群體；,1968年pantelouris首次報告無胸腺，即先天缺陷t淋巴細(xì)胞。至此受到廣泛重視； 1975年首臺無菌隔離器問世，裸小鼠能夠正常生長和繁殖； 同年，丹麥人rygaard首次將人結(jié)腸癌移植到裸鼠獲得成功； 1973年起，每隔三年舉行一次裸鼠國際會議。

15、后改名為“免疫缺陷動物實(shí)驗(yàn)國際會議”。,四、常見的免疫缺陷動物,1.裸小鼠 是指先天性無胸腺，且無被毛的小鼠,簡稱為裸小鼠。其突變基因?yàn)槁慊?符號為:-nu,是一個隱性突變基因,位于小鼠的第11號染色體上。目前，此基因已導(dǎo)入到不同品系的小鼠中,常見的有balb/c-nu、c3h-nu、c57bl/6-nu等。,裸鼠的解剖生理特點(diǎn)： 毛囊發(fā)育不良，外觀上看幾乎沒有被毛，故稱“裸鼠”（無毛）。 無胸腺，僅有胸像殘跡或異常的胸腺上皮。故不能分泌胸腺素，不能使t細(xì)胞正常分化，而t細(xì)胞是移植排異的主要細(xì)胞。有較高的nk細(xì)胞數(shù)量和活性（無胸腺）。 因?yàn)閕gg的產(chǎn)生需要t細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的參與，其免疫球蛋白

16、主要是igm，只有極少量的igg。,自發(fā)腫瘤現(xiàn)象罕見，可能與nk細(xì)胞的活性高有關(guān)（無自發(fā)腫瘤）。 裸鼠易患鼠肝炎和病毒性肺炎（易感染）。 純合裸鼠母性極差，且受孕率低，乳房發(fā)育不良。通常以純合雄鼠與帶有nu基因的雜合雌鼠（nu/+nu/nu）可獲1/2裸鼠（雌性不育）。 裸鼠需飼養(yǎng)在屏障環(huán)境中（生活環(huán)境要求高）。,裸鼠的應(yīng)用 （1）腫瘤學(xué)。 （2）微生物學(xué)。 （3）免疫學(xué)。 （4）寄生蟲學(xué)。 （5）遺傳學(xué)。 （6）皮膚病。 （7）臨床醫(yī)學(xué)。,裸鼠的繁育方式 （1）nu/nunu/nu？ （2）nu/+ nu/nu？ （3）nu/+ nu/+?! （4）nu/nu nu/+!,nu/+ nu/+

17、,nu/nu nu/+ ,近交系裸鼠的保持和生產(chǎn)過程 （1）保持原種近交系（ b s） （2）導(dǎo)入裸基因。 （3）反復(fù)自交+回交。 （4）約8-10代獲得與原近交系背景一致的裸鼠。 （5） nu/nu nu/+ ！,舉例：balb/cbalb/c-nu:,1.balb/c bs(+/+/+); 2.balb/cnu/nu : + /+ nu/nu 3. 反復(fù)自交、回交： nu /+ nu /+(自交） （回交） nu/nu nu /+ + /+ 4.約8-10代后獲得與balb/c 背景一致的balb/c-nu。此時裸鼠繁育采用: nu/nu nu/+,封閉群裸鼠的 保持和生產(chǎn)過程,2.裸大鼠

18、 1953年，英國科學(xué)家首次在大鼠中發(fā)現(xiàn)一種外觀與裸小鼠相似，只是被毛不像裸小鼠那樣全無，通過解剖和免疫學(xué)檢查發(fā)現(xiàn):無胸腺、缺乏t細(xì)胞功能，b細(xì)胞功能正常，nk細(xì)胞活力增強(qiáng)，繁殖方式與裸小鼠相同，且能接受異種組織和細(xì)胞移植?；蚍枺?rnu,3.beige（bg）小鼠 為nk細(xì)胞活性缺陷的突變系小鼠，bg是隱性突變基因，位于第13號染色體上。純合的小鼠（bg/bg）被毛完整，但毛色變淺，耳廓和尾尖色素很淡。這種小鼠其內(nèi)源性nk細(xì)胞功能缺陷。純合bg基因降低殺菌活性。 bg對化膿性細(xì)菌感染非常敏感，對各種病原因子也都較敏感， bg小鼠必須在屏障環(huán)境中才能較好的生存。繁殖時可采用純合子的親本。,4.scid小鼠 scid小鼠的全稱為“重癥聯(lián)合免疫缺陷 (severe combined immuno deficiency mice)”小鼠。其突變點(diǎn)在16號染色體上，為單基因突變，突變基因符號為-scid，當(dāng)其純合時，性狀表現(xiàn)為淋巴細(xì)胞抗原受體基因編碼順序異常，造成