MC38細(xì)胞,小鼠結(jié)腸癌細(xì)胞
一、人類疾病動(dòng)物模型概念及意義
人類疾病動(dòng)物模型(animal models of human diseases)是指醫(yī)學(xué)研究中建立的具有人類疾病模擬表現(xiàn)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)對(duì)象和相關(guān)材料。應(yīng)用動(dòng)物模型是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)識(shí)生命科學(xué)客觀規(guī)律的實(shí)驗(yàn)方法和手段。通過動(dòng)物模型的研究,有意識(shí)地改變那些自然條件下不可能或不容易排除的因素,以便更加準(zhǔn)確地觀察模型的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并將研究結(jié)果推及于人類疾病,從而有助于更方便、更有效地認(rèn)識(shí)人類疾病的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律和研究防治措施。
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二、人類疾病動(dòng)物模型的分類
1. 按產(chǎn)生原因分類
(1)誘發(fā)性動(dòng)物模型(experimental animal model):又稱之為實(shí)驗(yàn)性動(dòng)物模型,是指研究者通過使用物理的、化學(xué)的、生物的和復(fù)合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)某些類似疾病時(shí)的功能、代謝或形態(tài)結(jié)構(gòu)方面的病變,即為人工誘發(fā)出特定的疾病動(dòng)物模型。
(2)自發(fā)性動(dòng)物模型(spontaneous animal model):指實(shí)驗(yàn)動(dòng)物未經(jīng)任何人工處置,在自然條件下動(dòng)物自然發(fā)生或由于基因突變的異常表現(xiàn)通過遺傳育種保留下來的動(dòng)物模型。
(3)抗疾病型動(dòng)物模型(negative animal model):是指特定的疾病不會(huì)在某種動(dòng)物身上發(fā)生,從而可以用來探討為何這種動(dòng)物對(duì)該病有天然的抵抗力。
(4)生物醫(yī)學(xué)動(dòng)物模型(biomedical animal model):是指利用健康動(dòng)物生物學(xué)特征來提供人類疾病相似表現(xiàn)的疾病模型。
2. 按系統(tǒng)范圍分類
(1)疾病的基本病理過程動(dòng)物模型(animal model of fundamentally pathologic processes of disease):是指各種疾病共同性的一些病理變化過程模型。
(2)各系統(tǒng)疾病動(dòng)物模型(animal model of different system disease):是指與人類各系統(tǒng)疾病相應(yīng)的人類疾病動(dòng)物模型。
3. 按模型種類分類 疾病模型的種類包括整體動(dòng)物、離體器官和組織、細(xì)胞株和數(shù)學(xué)模型。整體動(dòng)物模型是常用的疾病模型,也是研究人類疾病常用的手段。
4. 按中醫(yī)藥體系分類 按中醫(yī)證分類,動(dòng)物模型可分為陰虛、陽虛動(dòng)物模型、氣虛動(dòng)物模型、血虛動(dòng)物模型、脾虛和腎虛動(dòng)物模型,厥脫證動(dòng)物模型等。按中藥理論分類,人類疾病動(dòng)物模型包括解表藥動(dòng)物模型、清熱藥、瀉下藥、祛風(fēng)濕藥、利水滲濕、溫里藥、止血藥、止咳藥、化痰藥、平喘藥、安神藥、平肝息風(fēng)藥、補(bǔ)益藥、理氣藥、活血化瘀藥等動(dòng)物模型。
三、常見人類疾病動(dòng)物模型
1.腫瘤動(dòng)物模型(animal model of malignant tumor)
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(1)肝癌:建立肝癌動(dòng)物模型的方法有:①用二乙基亞硝胺(DEN)誘發(fā)大鼠肝癌。選用成年封閉群大鼠,雌雄不限,給予0.25% DEN水溶液0.25~1ml灌胃或稀釋10倍,放在飲水瓶中自由飲水,劑量為每天2~10ml/kg 喂養(yǎng)半年左右。②用4-二甲基氨基偶氮苯(DBA)誘發(fā)大鼠肝癌。選用成年大鼠,用含0.06% DBA飼料喂養(yǎng),飼料中維生素B2不應(yīng)超過1.5~2mg/kg,連續(xù)喂養(yǎng)4~6個(gè)月。③用2-乙酰氨基酸(2AAF)誘發(fā)大鼠肝癌。給成年大鼠喂含0.03%2AAF的飼料,每日每只平均2~3mg,連續(xù)3~4個(gè)月。④用亞氨基偶氮甲苯(OAAT)誘發(fā)大鼠肝癌。選用成年大鼠,用含1% OAAT苯溶液涂在大鼠的兩胛間皮膚上,隔日1次,每次2~3滴,連續(xù)7~8周。⑤用黃曲霉素誘發(fā)大鼠肝癌。飼料中含0.001~0.015mg/kg混入飼料中喂6個(gè)月。
(2)胃癌:制備胃癌動(dòng)物模型的方法有 ①甲基膽蒽(MC)誘發(fā)小鼠胃癌。20g左右的小鼠,無菌手術(shù)下,在腺胃黏膜面穿掛含甲基膽蒽線結(jié)。含MC的線結(jié)是用普通細(xì)線,在一端打結(jié)后,將線結(jié)置于盛有MC小玻璃試管內(nèi),在酒精燈上微微加溫,使MC液化滲入線結(jié),MC濃度為0.05%~0.1%,每條線結(jié)含有MC約5mg。手術(shù)埋線后4~8個(gè)月可成功誘發(fā)胃癌。②用不對(duì)稱亞硝胺,劑量為0.25ml/kg體重,3個(gè)月后全部動(dòng)物發(fā)生前胃乳頭狀癌,7~8個(gè)月后有85%~100%發(fā)生前胃癌。昆明種動(dòng)物zui敏感。
2. 消化性潰瘍動(dòng)物模型(animal model of peptic ulcer)
(1)應(yīng)激性潰瘍模型:選用大鼠,禁食24~48h ,將大鼠固定在鼠板上,垂直浸入20℃~23℃的水浴中,水面平至大鼠的劍突。浸泡20~24h 后,將大鼠處死,打開腹腔,先結(jié)扎幽門,再用注射器將1%的福爾馬林8~10ml 從食管注入胃內(nèi),結(jié)扎賁門,取出全胃,30min后沿胃大彎剖開,便可見潰瘍。此法方便簡(jiǎn)單,成功率高,是研究抗?jié)兯幬锏某S媚P汀?/p>
(2)組胺性潰瘍模型:選用大鼠,禁食24h 可以飲水,腹部皮下注射磷酸組胺50 mg/kg,2h后再注射1次,3h后處死動(dòng)物,按上述方法固定胃。此法也可誘發(fā)食管、胃、十二指腸等發(fā)生潰瘍。是研究潰瘍發(fā)生機(jī)制及治療藥物的常用模型。
(3)水楊酸性胃潰瘍模型:選用大鼠,禁食24h ,把水楊酸按100mg/kg灌胃,4h 后處死,按上述方法固定胃。
(4)結(jié)扎幽門法潰瘍模型:選用大鼠,麻醉后在無菌技術(shù)下結(jié)扎幽門。術(shù)后禁食、禁水,19h 后處死,按上述方法固定胃。此模型適合做探索抗?jié)儾∷幬镅芯亢臀笣儼l(fā)病機(jī)制方面的研究。
3. 高血壓動(dòng)物模型(animal model of hypertension)
(1)腎動(dòng)脈狹窄性高血壓模型:狗或家兔麻醉后取俯臥位,從脊柱旁1.5~2cm處開始,右側(cè)順肋骨緣,左側(cè)在肋骨緣約兩指寬處作4cm的皮膚切口,分離皮下組織腰背筋膜,切開內(nèi)斜肌筋膜,推開背長肌,暴露腎并小心地鈍性分離出一段腎動(dòng)脈,選用一定直徑的銀夾或銀環(huán)套在腎動(dòng)脈上造成腎動(dòng)脈狹窄。如果是單側(cè)腎動(dòng)脈狹窄,則在間隔10~12d后將另一側(cè)腎摘除。手術(shù)幾天后,血壓開始升高,1~3個(gè)月后血壓升至高峰,并可長期維持下去。
(2)腎外包扎性高血壓模型:腎外異物包扎,壓迫腎實(shí)質(zhì),造成腎組織缺血,使腎素形成增加,血壓上升。選用120~150g大鼠,麻醉后,消毒皮膚,沿脊椎中線切開皮膚,在左側(cè)季肋下1.5~2cm和距脊椎1cm處用小血管鉗分開肌肉,用兩指從腹下部將腎臟自創(chuàng)口中擠出,將腎臟與周圍組織剝離,將自制的雙層乳膠薄膜剪成 X 形,沿腎門將腎臟交叉包扎。然后在對(duì)側(cè)切開取出右腎,分離后切除,分別縫合肌肉和皮膚創(chuàng)口。約20d,30%大鼠出現(xiàn)高血壓。
(3)應(yīng)激性高血壓模型:應(yīng)激性高血壓大鼠模型常采用噪聲和足底電擊的復(fù)合刺激,每天2次,每次2h,約20d大鼠可形成高血壓。
4. 糖尿病動(dòng)物模型(animal model of diabetes mellitus)
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(1)病毒誘發(fā)法:選用DBA/2雌性小鼠,皮下接種腦炎、心肌炎病毒M型變異株4~7d后出現(xiàn)明顯的高血糖,伴有血中及胰腺中胰島素含量降低。
(2)四氧嘧啶法:SD大鼠200g左右,雌雄不限,40mg/kg四氧嘧啶靜脈注射1次,觀察血糖 300mg/dl,持續(xù)2周可以認(rèn)為造模成功。
(3)鏈脲菌素法:將鏈脲菌素在酸化生理鹽水中溶解成1%溶液,給大鼠靜脈注射40~100mg/(kg 次)。觀察血糖 400mg/dl,持續(xù)3d即可認(rèn)為是造模成功。
(4)高糖飼喂誘發(fā)法:選用SHR/NLHCP大鼠5周齡,喂飼含54%蔗糖飲食。1個(gè)月時(shí),觀察到OGTT異常,6個(gè)半月時(shí)胰島素反應(yīng)異常,9個(gè)月時(shí)可見體重減輕、衰弱。
5. 呼吸系統(tǒng)疾病動(dòng)物模型(animal model of respiratory diseases)
(1)肺炎動(dòng)物模型:在無菌操作下,將大鼠用20%烏拉坦麻醉后,仰臥固定于手術(shù)臺(tái),備皮后,沿頸部正中切開皮膚,鈍性分離皮下組織,暴露氣管,用5號(hào)針頭插入主支氣管,隨即注入活菌液(1 106~1 109cfu/0.25ml)0.25ml,然后再注入0.5ml空氣。取出針頭,用小動(dòng)脈夾向頭側(cè)輕夾住氣管,隨即將動(dòng)物置頭向上位置搖動(dòng)30s,以利于細(xì)菌均勻分布于下呼吸道。松開動(dòng)脈夾,縫合肌肉及皮膚,置動(dòng)物頭高腳低位,傾斜30 位置直至蘇醒,以免胃內(nèi)容物吸入。麻疹病毒肺炎模型:其操作程序與前面相同,注入的是麻疹病毒或活疫苗0.15~0.25ml(每只麻疹疫苗用麻疹稀釋液稀釋至1ml)。
(2)肺氣腫模型:給動(dòng)物氣管內(nèi)或靜脈內(nèi)注入一定量木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、致熱溶解酶、敗血酶以及由膿性痰和白細(xì)胞分離出來的蛋白酶等,可復(fù)制成實(shí)驗(yàn)性肺氣腫。以木瓜蛋白酶形成的實(shí)驗(yàn)性肺氣腫病變明顯而且典型。
(3)肺水腫模型:用氧化氮吸入可造成大鼠和小鼠中毒性肺水腫,或用氣管內(nèi)注入50%葡萄糖液引起滲透性肺水腫。切斷豚鼠、家兔、大鼠頸部兩側(cè)迷走神經(jīng)可引起肺水腫。靜脈注入10%(兔0.1ml/kg、狗0.5ml/kg)也可引起急性肺水腫。腹腔注入6%氯化銨水溶液可引起大鼠(0.4ml/kg)、豚鼠(0.5~0.7ml/kg)肺水腫。
(4)肺纖維化模型:氣管內(nèi)注入博來霉素是目前zui常用復(fù)制肺纖維化動(dòng)物模型方法。大鼠麻醉后使之固定在鼠臺(tái)上,將鼠舌拉出,趁動(dòng)物吸氣瞬間迅速將平端聚乙烯塑料管(連注射器,內(nèi)盛博來霉素A5生理鹽水溶液)通過聲帶開口插入氣管4~5cm,緩慢注入博來霉素溶液,劑量為5mg/kg。注入藥物后將動(dòng)物直立旋轉(zhuǎn),盡量使藥液在肺內(nèi)分布均勻。關(guān)于氣管內(nèi)給藥方法,也可在麻醉下切開頸部皮膚,分離氣管,用4號(hào)針頭刺入氣管內(nèi)注藥。這在小鼠較為常見。
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