模式動(dòng)物系列之疾病動(dòng)物模型

在前段時(shí)間的學(xué)習(xí)中，小編首先給大家普及了生物實(shí)驗(yàn)中常見的大小鼠分類和構(gòu)建基因編輯小鼠的每一步驟，相信大家一定受益匪淺。作為基因編輯動(dòng)物家族中的一員——疾病動(dòng)物模型，也同樣在生物實(shí)驗(yàn)中占據(jù)著重要角色。接下來的幾期，我們就以疾病動(dòng)物模型為核心，請(qǐng)經(jīng)驗(yàn)豐富的博士師兄為大家詳細(xì)介紹這些辣眼睛的小生靈們。

一、疾病動(dòng)物模型簡(jiǎn)介

概念：人類疾病的動(dòng)物模型是指各種醫(yī)學(xué)科學(xué)研究中建立的具有人類疾病模擬表現(xiàn)的動(dòng)物。顧名思義，就是在動(dòng)物身上建立類似人類疾病的模型�？梢杂糜趯�(shí)驗(yàn)生理學(xué)、實(shí)驗(yàn)病理學(xué)和實(shí)驗(yàn)治療學(xué)（包括新藥篩選）研究。

舉例1：如在做抗腫瘤藥物篩選時(shí)，根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕�立需要的腫瘤模型，如下圖為前列腺癌原位荷瘤模型，可用于前列腺癌的基礎(chǔ)研究和藥物藥效評(píng)估。

小鼠原位腫瘤模型（來自文獻(xiàn)1）

意義：疾病動(dòng)物模型的使用在人類疾病研究和生物醫(yī)學(xué)發(fā)展中具有多方面的重要意義和價(jià)值。

1.替代作用；臨床上對(duì)外傷、中毒、腫瘤等研究不可能在人體重復(fù)進(jìn)行。在動(dòng)物體內(nèi)試驗(yàn)，可以避免了人體實(shí)驗(yàn)造成的風(fēng)險(xiǎn)、危害和倫理問題。

2.按需要進(jìn)行取樣；動(dòng)物模型作為人類疾病的“復(fù)制品”,可按研究者的需要隨時(shí)采集各種樣品或分批處死動(dòng)物收集標(biāo)本，以了解疾病全過程。

3.可比較性；一般疾病多為零散發(fā)生，在同一時(shí)期內(nèi)，很難獲得一定數(shù)量的定性材料，而模型動(dòng)物不僅在群體數(shù)量上容易得到滿足，從而提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可比性和重復(fù)性。

4.疾病動(dòng)物模型還有助于全面認(rèn)識(shí)疾病的本質(zhì)；可以充分認(rèn)識(shí)同一病原體給不同機(jī)體帶來的各種危害，使研究工作上升到立體的水平來揭示某種疾病的本質(zhì)。

二、分類

人類疾病動(dòng)物模型按模型產(chǎn)生原因一般可分為自發(fā)性動(dòng)物模型和誘發(fā)性動(dòng)物模型。

1.自發(fā)性動(dòng)物模型是指實(shí)驗(yàn)動(dòng)物未經(jīng)任何有意識(shí)的人工處置，在自然情況下所發(fā)生的疾病。包括突變系的遺傳疾病和近交系的腫瘤疾病模型。

2.誘發(fā)性動(dòng)物模型是指研究者通過使用物理的、化學(xué)的和生物的致病因素作用于動(dòng)物，造成動(dòng)物組織、器官或全身一定的損害，出現(xiàn)某些類似人類疾病時(shí)的功能、代謝或毒使動(dòng)物患相應(yīng)的傳染病，又如用化學(xué)致癌劑、放射線、致癌病毒誘發(fā)動(dòng)物的腫瘤等。

此外，按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，疾病動(dòng)物模型有其他多個(gè)分類，如按系統(tǒng)范圍可分為疾病基本病理過程動(dòng)物模型（如炎癥，腫瘤，休克等）和各系統(tǒng)疾病動(dòng)物模型（如心血管、呼吸、消化系統(tǒng)疾病等）；按模型種類可分為整體動(dòng)物模型，離體器官和組織模型，細(xì)胞株模型等。

舉例1：如在血管新生相關(guān)疾病如糖尿病、腫瘤及心血管疾病研究中，如下圖用到的小鼠下肢缺血模型，屬于誘發(fā)性動(dòng)物模型，可用此類疾病的基礎(chǔ)研究和藥物藥效評(píng)估。

小鼠下肢缺血模型（來自文獻(xiàn)2）

三、設(shè)計(jì)原則

動(dòng)物模型這么有價(jià)值，種類又這么豐富，那在設(shè)計(jì)和使用時(shí)，要遵循哪些原則呢？ 

1.相似性；在動(dòng)物身上復(fù)制人類疾病模型，目的在于從中找出可以推廣應(yīng)用于病人的有關(guān)規(guī)律。但動(dòng)物與人畢竟不是同一物種，因此設(shè)計(jì)動(dòng)物疾病模型的一個(gè)重要原則是，所復(fù)制的模型應(yīng)盡可能近似于人類疾病的情況。能夠找到與人類疾病相同的動(dòng)物自發(fā)性疾病當(dāng)然最好。例如日本人找到的大白鼠原發(fā)性高血壓就是研究人類原發(fā)性高血壓的理想模型。

2.可重復(fù)性；理想的動(dòng)物模型應(yīng)該是可重復(fù)的，甚至是可以標(biāo)準(zhǔn)化的。例如用一次定量放血法可百分之百造成出血性休克，百分之百死亡，這就符合可重復(fù)性和達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)化要求。

3.可靠性；復(fù)制的動(dòng)物模型應(yīng)該力求可靠地反映人類疾病，即可特異地、可靠地反映某種疾病或某種機(jī)能、代謝、結(jié)構(gòu)變化，應(yīng)具備該種疾病的主要癥狀和體征。

4.適用性和可控性；供醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究用的動(dòng)物模型，在復(fù)制時(shí)，應(yīng)盡量考慮到今后臨床應(yīng)用和便于控制其疾病的發(fā)展，以利于研究的開展。如雌激素能終止大鼠和小鼠的早期妊娠，但不能終止人的妊娠。因此，選用雌激素復(fù)制大鼠和小鼠終止早期妊娠的模型是不適用的。

5.易行性和經(jīng)濟(jì)性；在復(fù)制動(dòng)物模型時(shí)，所采用的方法應(yīng)盡量做到容易執(zhí)行和合乎經(jīng)濟(jì)原則。靈長(zhǎng)類動(dòng)物與人最近似，復(fù)制的疾病模型相似性好，但稀少昂貴，即使獼猴也不可多得，更不用說猩猩、長(zhǎng)臂猿。除非不得已或一些特殊疾�。ㄈ缌〖病⒓顾杌野踪|(zhì)炎等）研究需要外，盡量不用靈長(zhǎng)類動(dòng)物。

人類疾病的發(fā)展十分復(fù)雜，以人本身作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象來深入探討疾病發(fā)生機(jī)制，推動(dòng)醫(yī)藥學(xué)的發(fā)展來之緩慢又存在局限性。通過借助于動(dòng)物模型的間接研究，可以有意識(shí)地改變不易排除的因素，可以更準(zhǔn)確地觀察模型的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并與人類疾病進(jìn)行比較研究，因此在生物醫(yī)學(xué)研究中至關(guān)重要。

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