人類疾病動物模型（animal models of human diseases）是指醫(yī)學研究中建立的具有人類疾病模擬表現(xiàn)的動物實驗對象和相關材料。通過動物模型的研究，有意識地改變那些自然條件下不可能或不容易排除的因素，以便更加準確地觀察模型的實驗結果，并將研究結果推及于人類疾病，從而?有助于更方便、更有效地認識人類疾病的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律和研究防治措施。

在科研實驗中，大多研究者是通過?使用物理的、化學的和生物的致病因素作用于動物而構建的誘發(fā)性或實驗性模型。其中，通過藥物誘導的方式對大小鼠進行造模來模擬人類疾病，是常用的研究方法之一，T 仔在這里給大家分享幾種常見的疾病動物模型和造模藥物，助力大家實驗研究~

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常見人類疾病動物模型應用

1） 心力衰竭動物模型——造模藥物：異丙腎上腺素Isoprenaline（T1056）
心力衰竭（heart failure，HF）是指心臟泵血功能降低，不能將靜脈回流的血液充分排出以滿足全身組織代謝需要的一種病理生理狀態(tài)及臨床綜合征。心力衰竭是各種心血管疾病的嚴重階段和終末期，發(fā)病率和死亡率高，嚴重危害人類健康，研究 HF 的發(fā)生發(fā)展分子機制，尋找新的治療策略和靶點，HF 動物模型的應用必不可少。

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異丙腎上腺素（isoprenaline，ISO）為 β 受體激動劑，長期使用可誘導心肌細胞纖維化和壞死，并導致心室重構，最終引發(fā)心力衰竭。該方法無創(chuàng)傷，易于重復并且誘導時間較短，可誘導不同程度心功能損害的慢性心力衰竭模型，適用于心力衰竭不同階段的分子生物學特征及病理生理變化的研究哦~

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①小鼠模型：8周齡C57BL/6小鼠，體質量20-23g，通過腹膜內植入的滲透泵使用異丙腎上腺素30μg/g/d，連續(xù)7-21天，建立不同程度小鼠心力衰竭模型[3]。

②大鼠模型：Wistar大鼠，通過間隔150小時連續(xù)兩次皮下注射異丙腎上腺素（24mg / kg），誘導左心室重塑和心力衰竭，建立大鼠心力衰竭模型[4]。

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2）肺纖維化動物模型——造模藥物：博來霉素Bleomycin Sulfate （T6116）肺纖維化是以炎癥和細胞外基質沉積為特征，呈進展性和致死性的彌漫性肺間質疾病。近年來肺纖維化的發(fā)病率呈上升趨勢，其病因和發(fā)病機制尚不清楚。由于臨床上缺乏治療肺纖維化疾病有效的藥物，建立肺纖維化動物模型在研究肺纖維化發(fā)病機制中起重要作用。目前利用博來霉素誘導肺纖維化是較廣泛使用的臨床前肺纖維化模型。

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① 小鼠模型：8周齡雌性C57BL/6小鼠，體質量20-25g，小鼠氣管內注射溶于50μL生理鹽水，濃度為5mg/kg的博來霉素，連續(xù)7天，建立小鼠肺纖維化模型[5]。

② 大鼠模型：雄性Wistar大鼠，大鼠氣管內注射溶于300μL生理鹽水，濃度為2.2mg/kg的博來霉素，連續(xù)21天，建立大鼠肺纖維化模型[6]。

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3）慢性腎臟病動物模型——造模藥物：腺嘌呤Adenine（T0064）慢性腎臟?。–KD）患者通常會因原發(fā)性疾病（例如多囊腎）、腎功能衰竭（比如預防鈣化）或其他并發(fā)癥而經(jīng)歷疼痛。這種疼痛不僅會對生活質量造成損害，還可能引發(fā)CKD患者的抑郁、焦慮和睡眠障礙。因此，CKD成為一個全球性的健康問題，其并發(fā)癥可能增加進展為終末期腎?。‥SRD）、心血管疾病以及全因死亡率的風險。

建立慢性腎臟病動物模型的方法比較多，這里跟大家分享一個比較常見的方法：腺嘌呤誘導的慢性腎臟病模型。

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①小鼠模型：7周齡C57BL/6小鼠，通過將2.0%腺嘌呤飲食給小鼠喂食至少6周后再喂食1周，然后改為正常飲食，建立小鼠慢性腎臟病模型[7]。

②大鼠模型：8周齡雄性SD大鼠，將腺嘌呤懸浮于0.5%甲基纖維素400中，通過胃管口服 (50 mg/kg/d)，連續(xù)7天，建立大鼠慢性腎臟病模型[8]。

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4）糖尿病動物模型——造模藥物：鏈脲佐菌素Streptozocin（T1507）糖尿病是一種慢性代謝性疾病，其特征為高血糖。全球約有4億多人患有糖尿病，其中我國糖尿病患者數(shù)量居全球之首。在臨床上，糖尿病的病因分型主要包括1型糖尿?。═1DM）、2型糖尿病（T2DM）、特殊類型糖尿病和妊娠期糖尿?。℅DM）。

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用于誘導糖尿病動物模型的一種常見化學藥物是?鏈脲佐菌素（Streptozocin，STZ）。STZ通過作用于β細胞中的葡萄糖轉運蛋白GLUT2，最終導致胰島中β細胞幾乎完全被破壞。這使小鼠喪失了正常的胰島素生成能力，呈現(xiàn)出高血糖癥狀和體重減輕。

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①小鼠模型：ICR小鼠，腹腔注射70mg/kg 含量為1%的STZ溶液，注射4天，血糖高于11.1mmol/L認為造模成功，若未達到該要求，可增加一次按照100mg/kg體重腹腔注射1% STZ溶液[9]。

②大鼠模型：8-10周齡雄性SD大鼠，靜脈注射65mg/kg STZ緩沖液，注射7天，建立大鼠糖尿病模型[10]。

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5）炎癥性腸病動物模型——造模藥物：葡聚糖硫酸鈉Dextran sulfate sodium salt（T13647）

炎癥性腸?。╥nflammatory bowel disease，IBD）是多種因素如遺傳、環(huán)境、免疫和腸道微生物的共同作用結果。在 IBD 發(fā)病機制的研究中，動物模型發(fā)揮了重要作用，特別是鼠類動物模型成為研究 IBD 發(fā)病機制和治療的主要手段。

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對于化學物質誘導的鼠類 IBD 模型技術已取得顯著進展，其中葡聚糖硫酸鈉（dextran sodium sulfate，DSS）誘導的結腸炎通過硫酸基團引起的高負電荷破壞腸黏膜屏障完整性，從而導致腸屏障受損，巨噬細胞功能失調以及菌群紊亂等現(xiàn)象。

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①小鼠造模：6-8周齡雌性BALB/c小鼠，體質量25g左右，無菌水配置3% DSS溶液，連續(xù)飲用7天，建立急性結腸炎模型[11]。

②大鼠造模：雄性SD大鼠，無菌水配置2% DSS溶液，連續(xù)飲用7天，建立大鼠結腸炎模型[12]。

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6）神經(jīng)炎癥動物模型——造模藥物：脂多糖LPS（T11855）

神經(jīng)炎癥是一個主要由大腦中長期激活的神經(jīng)膠質細胞引起的過程，是多種神經(jīng)退行性疾病的公認特征，包括阿爾茨海默氏病，帕金森氏病等。小膠質細胞作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)的固有免疫細胞，在腦部宿主防御和組織修復中起著至關重要的作用。它們激活后顯示出巨噬細胞樣功能，包括吞噬作用，炎性細胞因子產(chǎn)生和抗原遞送。

通常，這些神經(jīng)炎性變化是短暫的，但是長期激活的小膠質細胞會在大腦中引起過度的炎癥反應，從而導致并發(fā)癥，例如認知功能障礙和抑郁癥行為等。脂多糖（LPS）是一種運用廣泛的炎癥劑， LPS的外圍或中央給藥已被用于在動物中誘導神經(jīng)炎癥。

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①小鼠模型：C57BL/6小鼠，體質量20±2g，腹膜內注射單劑量的LPS（5mg / kg），建立小鼠神經(jīng)炎癥模型[1]。

②大鼠模型：Wistar大鼠，體質量225-250g，腹膜內注射單劑量的LPS（250μg/kg），連續(xù)7天，誘導大鼠認知損傷模型[2]。

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小結

建立動物模型的對研究人類疾病有著很好的幫助，尤其是各類新疫苗、新藥、新的診斷試劑的研發(fā)，在應用于人體之前都要經(jīng)過動物模型這一關鍵階段，在探究各種疾病的病因和發(fā)生機制時，疾病動物模型是非常重要的工具和平臺。因此使用動物模型在現(xiàn)代生物醫(yī)學研究中是一種極為重要的實驗方法和手段。

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參考資料：

[1] Diaz-Castro B, Bernstein AM, Coppola G, Sofroniew MV, Khakh BS. Molecular and functional properties of cortical astrocytes during peripherally induced neuroinflammation. Cell Rep. 2021;36(6):109508. doi:10.1016/j.celrep.2021.109508

[2] Onasanwo SA, Adebimpe-John OE, Olopade FE, Olajide OO. Kolaviron protects rats from cognitive decline induced by Lipopolysaccharide in Wistar rat. Niger J Physiol Sci. 2021;36(1):67-76. Published 2021 Jun 30.

[3] Chang SC, Ren S, Rau CD, Wang JJ. Isoproterenol-Induced Heart Failure Mouse Model Using Osmotic Pump Implantation. Methods Mol Biol. 2018;1816:207-220. doi:10.1007/978-1-4939-8597-5_16

[4] Sharma A, Mediratta PK, Sharma KK, Fahim M. Lipotab, a polyherbal formulation, attenuates isoprenaline-induced left ventricular remodeling and heart failure in rats. Hum Exp Toxicol. 2011;30(8):1000-1008. doi:10.1177/0960327110384529

[5] 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.?

[6] 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.?

[7] Ho HJ, Kikuchi K, Oikawa D, et al. SGLT-1-specific inhibition ameliorates renal failure and alters the gut microbial community in mice with adenine-induced renal failure. Physiol Rep. 2021;9(24):e15092. doi:10.14814/phy2.15092

[8] Kadowaki D, Sumikawa S, Arimizu K, et al. Effect of acetaminophen on the progression of renal damage in adenine induced renal failure model rats. Life Sci. 2012;91(25-26):1304-1308. doi:10.1016/j.lfs.2012.09.018

[9] https://www.namr.org.cn/Ldesc/1_65國家人類疾病動物模型資源庫

[10] 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.?

[11] 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.

[12] 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.

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