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纯干货分享|对于构建不同的疾病动物模型,你的药物选对了吗?

类型:公司动态 时间:2023-10-27

人类疾病的动物模型是生物医学研究中所建立的具有人类 疾病模拟性表现的动物实验对象及相关实验材料。各类新疫苗、新药、新的诊断试剂在应用于人体之前都要经过动物模型这一关键阶段,在探究各种疾病的病因和发生机制时,疾病动物模型是最为重要的工具和平台。因此使用动物模型在现代生物医学研究中是一种极为重要的实验方法和手段。

根据产生的原因,可以分为自发性动物模型和诱发性或实验性动物模型,在科研实验中,针对疾病类动物模型,大多是研究者通过使用物理的、化学的和生物的致病因素作用于动物而构建的诱发性或实验性模型。其中,通过药物诱导的方式对大小鼠进行造模模拟人类疾病是最常用的研究方法之一,小C给大家推荐了目前使用较多的疾病模型和造模药物,供大家实验参考。

 

1.       肺纤维化动物模型

造模药物:Bleomycin sulfateCSN33039

肺纤维化是以炎症和细胞外基质沉积为特征,呈进展性和致死性的弥漫性肺间质疾病。近年来肺纤维化的发病率呈上升趋势,其病因和发病机制尚不清楚。由于临床上缺乏治疗肺纤维化疾病有效的药物,建立肺纤维化动物模型在研究肺纤维化发病机制中起重要作用。目前利用博来霉素诱导肺纤维化是最广泛使用的临床前肺纤维化模型。

 

1)小鼠模型:8周龄雌性C57BL/6小鼠,体质量20-25g,,小鼠气管内注射溶于50μL生理盐水,浓度为5mg/kg的博来霉素,连续7天,建立小鼠肺纤维化模型[1]

 

2)大鼠模型:雄性Wistar大鼠,大鼠气管内注射溶于300μL生理盐水,浓度为2.2mg/kg的博来霉素,连续21天,建立大鼠肺纤维化模型[2]

 

2.       糖尿病动物模型

造模药物:StreptozocinCSN11987

糖尿病是一种以高血糖为特征的慢性代谢性疾病,据统计全球患有糖尿病的患者约有4亿多人,其中我国糖尿病患病人数居全球之首。临床上对于糖尿病的病因分型,主要分为1型糖尿病(T1DM)、2型糖尿病(T2DM)、特殊类型糖尿病和妊娠期糖尿病(GDM)。最常诱导糖尿病动物模型的化学药物是Streptozocin(STZ),STZ可以通过β细胞中的葡萄糖转运蛋白GLUT2起作用,最终导致胰岛中β细胞几乎完全被破坏,致使小鼠严重缺乏胰岛素生成,表现出高血糖症和体重减轻。

 

1)  小鼠模型:ICR小鼠,腹腔注射70mg/kg 含量为1%的STZ溶液,注射4天,血糖高于11.1mmol/L认为造模成功,若未达到该要求,可增加一次按照100mg/kg体重腹腔注射1% STZ溶液[3]

 

2)  大鼠模型:8-10周龄雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠,静脉注射65mg/kg STZ缓冲液,注射7天,建立大鼠糖尿病模型[4]

 

3.       肠炎动物模型

造模药物:Dextran sulfate sodium saltCSN27369

炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)是由遗传、环境、免疫及肠道微生物等多种因素共同作用的结果。在IBD发病机制探索的历程中,动物模型为IBD发病机制及诊疗研究做出了巨大的贡献,其中鼠类动物模型是研究IBD发病机制及治疗的最主要方法。化学物质诱导的鼠类IBD模型技术已趋向成熟,葡聚糖硫酸钠(dextran sodium sulfate,DSS)有道德结肠炎由硫酸基团造成的高负电荷破坏肠黏膜屏障完整性,导致肠屏障损坏,巨噬细胞功能失调、菌群失调等[5]

 

1)  小鼠造模:6-8周龄雌性BALB/c小鼠,体质量25g左右,无菌水配置3% DSS溶液,连续饮用7天,建立急性结肠炎模型[6]

 

2)  大鼠造模:雄性SD大鼠,无菌水配置2% DSS溶液,连续饮用7天,建立大鼠结肠炎模型[7]

 

4.       肝癌动物模型

造模药物:DENCSN27607

近年来,全球肝癌发病率呈现逐年上升趋势,据统计肝癌发生率高居恶性肿瘤第六位,是导致癌症相关死亡的第四大疾病。诱导肝癌发生的相关因素包括病毒、化学致癌物、酒精等,但其确切的发病机制尚不清楚,建立与人类肝癌生物学特性相近的动物模型,对于肝癌发病机制的研究以及药物开发具有重要的现实意义。其中化学致癌剂二乙基亚硝胺(DEN)是最常用的构建肝癌模型诱导剂,可诱导DNA烷基化损伤,从而导致肿瘤发生[8]

 

1)  小鼠模型:14.5日龄C57BL/6 小鼠,前两周每周一次腹腔注射20mg/kg DEN溶液,第三周腹腔注射一次30mg/kg DEN溶液,第四周至第九周,每周一次腹腔注射50mg/kg DEN溶液,建立小鼠肝硬化模型[9]

 

2)  大鼠模型:7周龄Fischer 344雄性大鼠,每周一次腹腔注射50mg/kg 溶于纯橄榄油的DEN 溶液,连续注射14周,建立大鼠肝硬化或纤维化模型[10]

 

5.       膀胱癌动物模型

造模药物:BBNCSN67069

膀胱癌是膀胱黏膜上的恶性肿瘤,是世界第九大常见恶性肿瘤。对于研究膀胱癌发病及转移机制离不开膀胱癌动物模型。膀胱癌动物模型主要分为5类:原位致癌物诱发性、原位移植瘤、原位自发性、原位基因工程和异位膀胱癌。目前较为常用且操作简单的为原位致癌物诱发性膀胱癌动物模型,诱导致癌的主流试剂为N-丁基-N(4-羟丁基) (BBN),是直接或间接致癌试剂,可口服或膀胱注射给药。

 

1)  小鼠模型:4周龄雄性B6D2F小鼠,使用蒸馏水配制0.05% BBN,小鼠自由饮用10周;或灌胃小鼠50mg/mL 溶于20%乙醇中的BNN溶液,每周两次,持续10周,构建小鼠膀胱癌模型[11]

 

2)  大鼠模型:4周龄雄性Fischer 344(F344)大鼠,使用蒸馏水配制0.05% BBN,给予大鼠自由饮用10周,构建大鼠膀胱癌模型[11]

 

6.       高血压动物模型

造模药物:L-NAMECSN16603


高血压是常见的心血管系统疾病,可导致心、脑、肾等重要脏功能衰竭。为了更好地探究其发病机制及治疗方法,人们构建了各种高血压实验动物模型,可分为基因相关模型和非基因相关模型。在非基因型模型中药物性高血压动物模型较为常用,其中L-NAME诱导的高血压是一种公认的高血压模型,L-NAME可以抑制NO的产生,从而降低血管舒张活性,同时也提高了前列腺素和活性氧(ROS)的水平。



1)  小鼠模型:野生型C57BL6/J小鼠,平均体质量约23g,给予小鼠自由饮用添加含量为0.5g/L L-NAME的无菌水,连续4周,每日监测小鼠血压变化[12]

 

2)  大鼠模型:成年雄性SD大鼠,体质量220-250g,连续4周每天上午灌胃50mg/kg L-NAME,构建大鼠高血压模型[13]

 

以上是小C整理的一部分疾病动物模型,列出的文献中大小鼠模型构建方法跟各位科研实验大佬们的方法是否相似呢,欢迎大家在评论区中展示不同的实验造模方法,互相交流学习,一起进步!

 

参考文献:

[1] Sun L, Mao M, Yan Z, Zuo C, Zhang X. A Chinese Traditional Therapy for Bleomycin-Induced Pulmonary Fibrosis in Mice. Can Respir J. 2018 Sep 18;2018:8491487. doi: 10.1155/2018/8491487. PMID: 30319721; PMCID: PMC6167599.

[2] Chaudhary NI, Schnapp A, Park JE. Pharmacologic differentiation of inflammation and fibrosis in the rat bleomycin model. Am J Respir Crit Care Med. 2006 Apr 1;173(7):769-76. doi: 10.1164/rccm.200505-717OC. Epub 2006 Jan 13. PMID: 16415276.

[3] https://www.namr.org.cn/Ldesc/1_65

[4] Jing YH, Chen KH, Kuo PC, Pao CC, Chen JK. Neurodegeneration in streptozotocin-induced diabetic rats is attenuated by treatment with resveratrol. Neuroendocrinology. 2013;98(2):116-27. doi: 10.1159/000350435. Epub 2013 Sep 19. PMID: 23486084.

[5] 李时杰,牛俊坤,缪应雷. 炎症性肠病动物模型研究进展[J]. 中华炎性肠病杂志(中英文),2019,3(1):21-24. DOI:10.3760/cma.j.issn.2096-367X.2019.01.004.

[6] Li Zhao, Fei Wang, Zhengwei Cai, Qi Zhou, Bo Chen, Chen Zhang, Hua Liu, Liwen Hong, Tianyu Zhang, Jie Zhong, Wenguo Cui, Zhengting Wang. Improving drug utilization platform with injectable mucoadhesive hydrogel for treating ulcerative colitis, Chemical Engineering Journal, Volume 424, 2021, 130464, ISSN 1385-8947, https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130464.

[7] Zheng P, Niu FL, Liu WZ, Shi Y, Lu LG. Anti-inflammatory mechanism of oxymatrine in dextran sulfate sodium-induced colitis of rats. World J Gastroenterol. 2005 Aug 21;11(31):4912-5. doi: 10.3748/wjg.v11.i31.4912. PMID: 16097071; PMCID: PMC4398749.

[8] https://www.modelorg.com/knowleges/4002.html

[9] Memon A, Pyao Y, Jung Y, Lee JI, Lee WK. A Modified Protocol of Diethylnitrosamine Administration in Mice to Model Hepatocellular Carcinoma. Int J Mol Sci. 2020 Jul 30;21(15):5461. doi: 10.3390/ijms21155461. PMID: 32751728; PMCID: PMC7432842.

[10] Kurma K, Manches O, Chuffart F, Sturm N, Gharzeddine K, Zhang J, Mercey-Ressejac M, Rousseaux S, Millet A, Lerat H, Marche PN, Macek Jilkova Z, Decaens T. DEN-Induced Rat Model Reproduces Key Features of Human Hepatocellular Carcinoma. Cancers (Basel). 2021 Oct 4;13(19):4981. doi: 10.3390/cancers13194981. PMID: 34638465; PMCID: PMC8508319.

[11] Ogawa K, St John M, Luiza de Oliveira M, Arnold L, Shirai T, Sun TT, Cohen SM. Comparison of uroplakin expression during urothelial carcinogenesis induced by N-butyl-N-(4-hydroxybutyl)nitrosamine in rats and mice. Toxicol Pathol. 1999 Nov-Dec;27(6):645-51. doi: 10.1177/019262339902700606. PMID: 10588545.

[12] DU Meng-fan, ZHANG Guang-yuan, WANG Zhi-wei, ZHOU Ting-ting, MA Xin. Serum metabolomics study of hypertensive mice induced by L-NAME. Chinese Pharmacological Bulletin, 2019, 35(12): 1775-1776.

[13] 叶泉英,陈启生,李艳文,等. 决明子水提物干预N-硝基-L-精氨酸甲酯诱导高血压模型大鼠血压的变化[J]. 中国组织工程研究,2021,25(11):1705-1711.

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