疾病动物模型的复制
2015年8月24日
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定义：是生物医学研究中建立的具有人类疾病模拟表现的动物
实验对象和材料。使用动物模型是现代科技中一种便于认识生
命科学客观规律的实验方法和手段。人类疾病的动物模型的研
究，实质上是比较医学的应用科学。
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在生物医学研究中应用动物模型是利用不同种类动物之间
诱发性疾病模型的关键是诱发性疾病（或异常）的病
理和结果与模拟人类疾病的情况相似。人类SARS冠状病毒
可以致恒河猴发病，但是其病变严重程度要明显轻，疾病
的结局也显然不同。
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药物性糖尿病模型——链脲佐菌素STZ 诱发性动脉粥样硬化模型——高脂饲料诱导
豚鼠支气管痉挛模型—— 组胺诱导
平时见不到的疾病可在动物身上复制出，如急性放射病及
烧伤和冻伤等
可以克服人类某些疾病潜伏期长、病程长和发病率低的缺点
可以严格控制实验条件，增强实验材料的可比性
又助于更全面认识疾病的本质
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动物模型设计原则：
相似性：复制模型应尽可能近似人类疾病，最好能找到与 人类疾病相同的动物自发性疾病。如大鼠自发性高血压、小 型猪自发性冠状动脉粥样硬化。 重复性：理想的模型应是可重复、可标准化的。应尽量选 用标准化LA、标准化实验设施、标准化饲养管理、标准化实 验操作。
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自发性动物模型：指不加任何人工诱发，在自然条件下动物 自然产生的疾病，或者由于基因突变的异常表现通过遗传育
种保留下来的动物疾病模型。其中包括近交系的肿瘤疾病模
型和突变系的遗传性疾病模型。突变系的遗传性疾病很多，
可分为代谢性疾病、分子性疾病、特种蛋白合成异常性疾病等，
如裸鼠。
代偿代谢机制。这些代偿机制人类和动物模型之间可能不同。
多数情况下，具有自发性疾病的近交系动物的保种和繁殖困
难，价格较贵。
有些自发性疾病模型不便于应用。例如，利用近交系动物自
发性肿瘤模型进行治疗研究，常常要观察1年才有肿瘤发生， 而且肿瘤发生的时间、种类和发生部位在个体之间常不一致，
往往难于确诊和判定治疗效果。
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基因工程动物模型：指某些遗传性状通过基因工程手段而
被人为改造的动物。以对动物改造的手段不同可将其分为 三种类型： 转基因动物（transgenic animal）
基因敲除动物（gene knock-out animal） 基因替换动物（gene knock-in animal）
相应基因的功能。
基因替换动物:与某个生理现象相关的两个基因中,一个基因的 编码区被另一个基因的编码区所替代的工程化小鼠。
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基因工程动物模型的特点
可按照研究目的进行设计和培育，其建立过程的本身
就可进行疾病机制的研究。 不但能从动物整体水平和组织器官水平上进行研究， 而且还可以深入到细胞水平和分子水平，为发病机制、药 物筛选和临床医学研究提供了比较理想的实验体系。 转基因动物技术克服了物种之间的生殖隔离，实现了 动物物种之间遗传物质的交换和重组。
类疾病治疗方案的研发方面已经起到重要作用。
近交系小鼠的基因突变由于它们同时拥有相应的同类系 或同品系，从而提供了优异的对照。因为近交系小鼠的疾病 通常为一个受累基因或部位产生了变异，可同时研究与这些 突变小鼠相同的遗传背景的参照品系。
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特别提示
受损的基因或基因序列常常导致其他基因的激活，从而动员
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优
点：制作方法简便，实验条件比较简单，其他因素容
易控制，短时间内可复制大量的动物模型 不足之处：诱发的与自然产生的在某些方面有所不同。而且 有些人类疾病不能用人工方法诱发出来，有它的局限性。
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特别提示
大多数诱发性疾病模型是部分性或同形性模型，因为即 使以相同的致病因素作用于动物，所获结果通常与人类对 应的疾病也不尽相同。几乎没有诱发性疾病模型能够完全 模拟人类相应疾病的病因、病程和病理。
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现在已经记载和保存了数百个具有模拟人类相似疾病状态
的遗传性异常的品种和品系（）
典型例子： 自发性高血压大鼠 裸小鼠
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自发性疾病模型的特点 自发性疾病模型通常是同源性模型，动物疾病的表型表 现与相应的人类疾病相似。这种表型的相似性通常扩展到模 型动物对治疗的反应与人类患者相似。自发性动物模型在人
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特别提示
从理论上讲，随着遗传工程的发展，已有可能在体外培育 的哺乳动物细胞中对任何一个或几个已知基因组结构和DNA序 列的位点进行各种类型的遗传修饰。 基因调控机制十分复杂，目前基因工程动物模型提供的 信息还很局限。例如，利用转基因小鼠的研究证实除了单一 的癌基因可以引起肿瘤外，癌基因之间的协同作用也可能导 致肿瘤的发生。即导入一个癌基因可能会激活另一个癌基因，
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医学动物模型的分类
按产生原因分类
诱发性动物疾病模型：是指通过使用物理、化学、生物等致病
手段，人为地造成动物组织、器官或全身形成人类疾病动物模
型，在功能、代谢、形态结构等方面有所改变，即人为地诱发 动物产生类似人类疾病模型。 主要用途：药理学、毒理学、免疫学、肿瘤和传染病等。
生物学现象的一致性。例如，我们希望测试在一种动物中存在 的某个系统，将获得的知识外推到另一种动物，而模拟的目标 通常为人类。研究的焦点不是所用动物的情况，而是这一动物 生理学表现针对我们人类或其他动物种类的类推。因此，在这 种情况下称“人类模型”将会更正确。
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动物模型的优点
避免了在人体进行实验所带来的风险，如增加痛苦
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可靠性：复制模型应特异地、可靠地反映该种疾病或某种
机能、代谢、结构变化，同时应具备该种疾病的主要症状
和体征，并经受一系列检测得以证实。 适用性和可控性：复制模型应尽量考虑今后临床能应用和 便于控制其疾病的发展，以利于开展研究工作。 易行性和经济性：满足实验需求的前提下尽量使用低成本 实验动物，实验技术方法可行
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转基因动物：通过实验手段将新的遗传物质导入到动物胚胎细 胞中，并能稳定遗传，由此获得的动物称为转基因动物。 基因敲除动物：通过基因工程手段将已知基因去除，或用其他 顺序相近基因取代，而获得的工程化动物。通常针对一个结构 已知但功能未知的基因，通过观察基因敲除动物的情况，推测