实验动物在基础科学和临床医学研究中扮演着重要角色,常用的非人灵长类实验动物恒河猴和食蟹猴因与人类高度相似,长期以来备受关注。中国的非人灵长类实验动物产业经过半个多世纪的发展,已从初期的无序扩张逐渐迈向标准化和精细化的成熟阶段。然而,近年来全球生物医药研发势头迅猛,导致对非人灵长类实验动物的需求急剧上升,加之一些非人灵长类实验动物生产企业缺少长远考虑而致繁殖种群老化严重,繁殖力急剧下降,非人灵长类实验动物的供给缺口进一步扩大。在需求上升和供给下降的双重压力下,非人灵长类实验动物的价格急剧上涨。虽然近年来随着生物医药产业周期性下调,非人灵长类实验动物被需求的趋势有所放缓,其价格已有较大回落,但仍处于高位。同时,在价格高企的大背景下,非人灵长类实验动物产业内出现了种群繁殖能力退化加剧、微生物质量控制要求降低、遗传质量控制缺失和盲目投资建场等问题。本研究系统地回顾了中国非人灵长类实验动物(重点是实验猴)产业发展的历史与现状,探讨了当前行业格局的成因,以及面临的潜在挑战与机遇,期望能为中国非人灵长类实验动物产业的未来发展提供一些参考和启示。
2023年7月1日,新的国家标准GB 14922—2022《实验动物 微生物、寄生虫学等级及监测》正式实施。本文是基于第十六届华东地区实验动物学术交流会上的报告演讲稿整理而成,内容主要是介绍和分析国家标准GB 14922—2022在修订前后的主要变化,同时将新的国家标准与国际上其他机构的实验动物质量控制标准或指南进行比较,并对我国实验动物设施运行主体在制定动物微生物质量监测方案时应该关注的重要问题做一简要讨论,以供同行交流与参考。
近年来学者们根据对痤疮发生机制的认识建立了痤疮炎症动物模型、移植人皮痤疮动物模型和天然痤疮动物模型,其中炎症模型主要由细菌感染、化学药物涂抹和异物注射诱导,天然痤疮动物模型包括某些对激素敏感的动物和某些具有类似痤疮临床表现的动物。选择合适的模型动物和造模方法,对不同程度、不同机制的痤疮干预产品研发很有必要。目前我国的祛痤疮保健功能只有人体评价标准,无动物评价标准,一定程度上影响了痤疮发病机制的深入研究以及祛痤疮产品的研发进度。本文对痤疮产生的条件、人类皮肤特点、痤疮丙酸杆菌对人体皮肤的双向作用、痤疮动物模型、常用的观察与评价指标进行归纳总结,为痤疮发病机制研究、祛痤疮保健和治疗产品研发提供参考。
糖尿病是一种以胰岛素绝对或相对缺乏导致高血糖为特征的疾病,其高发病率和并发症对患者生活产生极大的影响。动物模型被广泛运用于研究糖尿病及其并发症的发生机制及治疗方案。由于糖尿病类型的不同,其发病机制和发病特征也不同,导致治疗方案不同。动物实验除了考虑动物的遗传因素与生理特征(性别、年龄)外,还需要考虑实验方案及各种应对方案,这些因素对实验数据、实验结果的可重复性和稳定性有着重要影响。因此,糖尿病研究需要选择合适的动物模型进行实验:1型糖尿病以胰岛素绝对缺乏为特征,现有的1型糖尿病小鼠模型包括化学(STZ诱导)诱导型和自发性糖尿病模型(NOD小鼠)等;2型糖尿病以胰岛素抵抗和葡萄糖耐量受损为主, 现有的2型糖尿病动物模型包括高脂饮食诱导型、自发性(包括单基因肥胖小鼠和多基因肥胖小鼠)模型和遗传修饰小鼠模型。本综述主要总结了糖尿病小鼠模型的常见种类和构建要素,以及选用时需考虑的关键因素,并探讨了这些因素对糖尿病研究的影响,以期为相关研究提供参考。
提高生物医学研究结果的可重复性是一项重大挑战,研究人员透明且准确地报告其研究过程有利于读者评估该研究结果的可靠性,进而重复该实验或在该成果的基础上进一步探索。ARRIVE 2.0指南是英国国家3Rs中心(NC3Rs)于2019年组织发布的一份适用于任何与活体动物研究报告相关的指导性清单,用以提高动物体内实验设计、实验实施和实验报告的规范性,以及动物实验结果的可靠性、可重复性和临床转化率。ARRIVE 2.0指南的使用不仅可以丰富动物实验研究报告的细节,确保动物实验结果信息被充分评估和利用,还可以使读者准确且清晰地了解作者所表述的内容,促进基础研究评审过程的透明化和完整性。目前,ARRIVE 2.0指南已经被国际生物医学期刊广泛采纳。本文是在国际期刊遵循ARRIVE 2.0指南的最佳实践基础上,对2020年发表于PLoS Biology期刊上的ARRIVE 2.0指南完整解读版(原文请见 https://arriveguidelines.org )进行中文编译(第二部分包括“关键10条”里的第4~7条:“随机化”、“盲法”、“结果测量”和“统计方法”等部分),以期促进国内研究人员充分理解并使用ARRIVE 2.0指南,提高实验动物研究及报告的规范性,助推我国实验动物科技与比较医学研究的高质量发展。
目的 异种器官移植是解决人类器官供体短缺的有效途径,但其面临严重的免疫排斥反应,包括血型差异导致的超急性排斥反应。建立稳定、便捷、可靠的猪血型鉴定方法,可快速筛选合适血型的供体猪用于异种器官移植研究。 方法 选择版纳微型猪近交系、滇南小耳猪、巴马香猪为研究对象,用DNA提取试剂盒提取3种品系猪的血液、口腔颊黏膜和胎儿成纤维细胞中DNA,通过PCR法对猪ABO血型同源基因EAA第7号内含子附近的目标片段进行扩增。采用血液凝集反应检测猪前腔静脉全血加入抗A、B抗体后的溶血现象,采用免疫组织化学法检测猪心、肝、脾、肺、肾组织中A抗原表达水平,采用免疫荧光法检测猪口腔黏膜中A抗原表达水平。通过对比不同方法测定猪血型的结果,验证PCR方法的稳定性和可靠性,以此建立一种基于PCR的便捷式猪血型鉴定方法。 结果 首先,69头版纳微型猪近交系、7头滇南小耳猪和34头巴马香猪的血液PCR结果显示AO血型20头,AA血型66头,OO血型24头。47头滇南小耳猪的胎儿成纤维细胞PCR结果显示47个胎儿均为OO血型,其中8头基因编辑克隆猪的口腔黏膜PCR结果与供体胎儿成纤维细胞的PCR结果一致,均为OO血型;8头野生型猪(2头版纳微型猪近交系、4头滇南小耳猪和2头巴马香猪)的口腔黏膜PCR结果均与血液PCR鉴定结果一致。然后,从中随机挑选11头版纳微型猪近交系、4头滇南小耳猪和2头巴马香猪进行血液凝集反应验证,结果均与血液及口腔黏膜PCR鉴定结果一致。而且,对1头版纳微型猪近交系和2头巴马香猪的心、肝、肺、肾、脾组织进行免疫组织化学分析,结果与血液PCR鉴定和血液凝集反应结果相一致。最后,采集其中2头版纳微型猪近交系和1头巴马香猪的口腔黏膜样本进行免疫荧光检测,结果与血液PCR鉴定结果一致。 结论 通过采集胎儿细胞和活体猪的口腔黏膜样本进行PCR检测,可准确、高效地鉴定出猪的血型,为异种器官移植供体猪的血型筛选提供了一种简便方法。
目的 统计清华大学实验动物中心小鼠自动饮水系统漏水情况,评估自动饮水设备安全性,为动物设施自动饮水系统的选用和使用维护管理提供参考。 方法 本文以清华大学实验动物中心二期动物设施南、北两个屏障饲养区的小鼠自动饮水系统为研究对象,分别进行了为期3年、1年半的漏水情况监测记录。通过统计分析监测期内两个屏障饲养区漏水事件发生案例,将漏水原因分为人员误操作、动物行为、异物阻塞、配件变形4种,计算南、北区自动饮水系统因前述4种漏水原因造成的总日漏水率,以及因设备自身质量问题即异物阻塞和配件变形两种漏水原因造成的日漏水率,并进一步对漏水原因以及漏水给设施带来的影响进行分析讨论。同时,统计在监测期末,未使用自动饮水的一期设施和使用自动饮水系统的二期设施的动物饲养量和饲养人员数量,计算两种饲养模式下人均负责笼位数的差异。 结果 监测期内两个区域共发生漏水52起,总日漏水率为0.000 13%。其中,人员误操作导致的漏水有31起,约占漏水总发生量的60%,在加强培训、监督检查和有效提醒措施下,可降低人员误操作导致漏水的发生率;动物行为导致的漏水有2起;异物阻塞导致漏水0起;因设备质量原因导致的漏水有19起,日漏水率为0.000 07%。根据清华大学实验动物中心的运行数据统计,使用自动饮水系统的二期设施人均负责笼位数为908笼,而未使用自动饮水系统的一期设施人均负责笼位数为570笼,在使用自动饮水的条件下人均负责笼位数增加约59%。 结论 清华大学实验动物中心自动饮水系统日漏水率远低于设备理论设计值0.003%,进一步证明了自动饮水系统的安全性和有效性。同时,自动饮水系统的使用可以大幅提升饲养工作效率,除购入自动饮水系统需投入采购成本外,饲养用工成本将随着工作效率的提升而不断下降,从而降低设施整体运行成本。在现代化动物设施建设背景下,自动饮水系统将会成为动物设施设计和运行的重要考量因素之一。
动物实验伦理审查是基于动物实验的必要性、科学性以及实验人员专业技能和科研条件等因素,对动物实验做出可为或不可为的伦理判定。由于文化传统、宗教信仰、人格特质以及在动物实验过程中分工角色等的不同,人们对待实验动物和动物实验的态度也存在较大差异。动物实验伦理如何与生命科技发展方骖并路,并始终发挥科技伦理的前瞻引导作用和底线保障功能,是需要不断探索、实践和研究的课题。目前,保障实验动物福利已成为社会普遍关注的伦理共识。但是,对待不同类别动物实验的态度和原则理念,以及在开展活体动物实验过程中如何真正有效地保证动物福利质量,则更应该纳入实验动物科技伦理管理范畴。本文基于生物技术在实验动物领域的深度应用,考量动物实验行为对科技伦理理念发展的促进作用,系统阐释了实验动物的特殊生命价值地位以及实验动物与生物安全、生态安全的关系,并列举了不同种类实验动物的福利质量评估方法,证明生命价值观的哲学思想是动物实验伦理的核心,动物实验的质量和意义决定着实验动物生命价值实现的伦理水平,动物福利技术则为动物实验提供高水平的伦理保障。伦理学理论与实验动物生命科技的紧密结合是动物实验伦理的客观要求。生命价值、动物福利与风险防范共同构成了动物实验伦理审查的核心内容,是提高动物实验伦理审查质量,避免出现伦理偏差的根本因素。
目的 通过模拟高催乳素血症及免疫炎症状态,建立非哺乳期乳腺炎(non-puerperal mastitis,NPM)大鼠模型,评价其乳腺局部炎症特征,为乳腺疑难疾病的诊疗研究提供依据。 方法 选用SPF级Wistar雌性大鼠12只,均分为对照组和模型组。实验期间,对照组未接受任何实验性操作和药物处理;模型组连续7 d每日皮下注射1次盐酸甲氧氯普胺注射液100 mg/kg,在注射首日后第10、20、30天分别采用ELISA法检测血清催乳素水平。注射7 d后,将200 μL哺乳期SD母鼠乳汁混合200 μL完全弗氏佐剂制备为油包水乳剂,多点皮下注射至模型组大鼠背部进行首次免疫。首次免疫7 d后,再将油包水乳剂经多点皮下注射至大鼠第3、4、5对乳房进行末次免疫。末次免疫后连续观察乳房外观28 d,计算乳腺结节大小;并于第3、7、14、28天,通过HE染色分析乳腺组织形态学,免疫组织化学法检测CD138表达水平,ELISA法测定乳腺组织中白细胞介素(interleukin,IL)-6、IL-1β、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α和诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)含量,以综合评价造模情况。 结果 模型组大鼠可见乳腺皮肤破溃,并于破溃处闻及恶臭味,触诊及超声下可见乳腺结节形成。HE染色显示,末次免疫后第3天大鼠乳腺组织中正常导管及小叶结构消失,并见大量浆细胞浸润;第7天可见乳腺导管扩张,导管上皮坏死脱落,管周浆细胞、淋巴细胞(以T淋巴细胞为主)浸润明显;第14天时可见大量纤维脂肪组织、小血管及肉芽组织增生,间质内可见散在浆细胞;第28天时炎性细胞浸润、纤维组织增生现象减轻,肉芽肿形成。大鼠在造模成功后第10天、第20天催乳素水平逐渐升高(P<0.05,P<0.001);模型组大鼠在末次免疫后第3、7、14、28天时,乳腺组织中IL-6和TNF-α含量均较对照组升高(P<0.05);IL-1β含量在末次免疫后第3、7、14天时较对照组升高(P<0.01),第28天时略低于对照组(P>0.05);iNOS在末次免疫后第7天显著高于对照组(P<0.001)。 结论 成功构建大鼠NPM模型,其乳房局部具有肿块、脓肿、溃疡等表现以及乳腺导管扩张和浆细胞浸润的典型病理特征,可为该临床疑难疾病的诊疗研究奠定基础。
世界各国的文化信仰、发展历程和科技水平存在差异,实验动物工作的管理模式也不尽相同。2001年科学技术部等七部委联合颁布《实验动物许可证管理办法》,这是我国实验动物专项管理制度的创新。国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会立足实验动物福利和科研需求,发布了一系列实验动物相关的国家标准,各省市也成立了地方性实验动物管理机构、实验动物质量检测机构和实验动物专业人才培训基地等,为实验动物科学的快速健康发展提供了强有力的保障。本文回顾上海市近10年的实验动物管理工作进展,反映近年来国家实验动物管理工作沿革,指出发展过程中存在的薄弱环节,并对实验动物工作的创新发展提出建议。
目的 揭示H1连接子组蛋白基因(H1 linker histone gene,hil-1)的生理学功能,以及其调控线虫寿命的分子机制。 方法 以秀丽隐杆线虫为模式生物,采用RNA干扰菌喂食、hil-1(gk229)突变体回交纯化以及过表达质粒显微注射技术来敲降、敲除以及过表达hil-1基因,然后观察线虫存活寿命及产卵情况,通过热耐受实验、百草枯应激实验和重金属Cr6+应激实验评价hil-1(gk229)突变体的抗逆性,利用实时荧光定量PCR实验以及构建双突变体线虫进一步确定hil-1调控寿命所关联的信号通路和作用靶点。 结果 与野生型N2线虫相比,RNA干扰后的线虫寿命以及hil-1(gk229)突变体线虫寿命明显缩短(P<0.001),而hil-1全身性过表达后线虫寿命延长(P<0.05)。与野生型N2线虫相比,hil-1(gk229)突变体线虫对热压力和氧化压力的耐受性明显降低(P<0.001,P<0.05),而对重金属的耐受能力无差异(P>0.05)。并且,相比于野生型N2线虫,hil-1(gk229)突变体线虫的发育周期缩短(P<0.001),产卵提前(P<0.001),但产卵总量没有显著变化(P>0.05)。给eat-2(ad465)突变体线虫喂食hil-1 RNA干扰菌后,hil-1表达下调不影响eat-2(ad465)突变体线虫的寿命(P>0.05)。相较于野生型N2线虫,hil-1(gk229)突变体线虫中daf-16表达水平明显下调(P<0.001),其下游基因mtl-1和ctl-1表达也下调(P<0.05,P<0.001)。与daf-2(e1370)突变体相比,daf-2(e1370);hil-1(gk229)双突变体线虫的寿命无明显变化(P>0.05);而与daf-16(mu 86)突变体相比,daf-16(mu86);hil-1(gk229)双突变线虫的寿命明显缩短(P<0.001)。与对照组相比,在表皮和肠道中RNA干扰hil-1基因表达后线虫寿命明显缩短(P<0.001)。 结论 hil-1基因缺失明显缩短线虫寿命,同时使线虫对热压力和氧化压力的耐受性降低。hil-1基因可能通过饮食限制信号通路调控秀丽隐杆线虫的寿命,且该作用主要在表皮和肠道。
实验动物是生命科学研究和生物医药产业发展的基础条件,是科学探索和医疗健康事业中不可或缺的技术支撑。科学地开发疾病动物模型对生物医药科研和产业发展意义重大。但鉴于多种新兴体外建模技术在过去十年中的蓬勃发展,2022年美国国会全票通过了FDA Modernization Act 2.0(即《美国食品药品监督管理局现代化法案2.0》,简称FDA现代化法案2.0),取消了自1938年以来实施的FDA批准新药进入人体临床试验前必须经过动物实验的联邦强制要求,并正式提出体外疾病模型也可以被运用在临床前试验中,但并未禁止开展动物实验。本文解读了FDA现代化法案2.0的由来,介绍了细胞培养、类器官、器官芯片、生物3D打印模型和计算机模型这5种体外建模方式在科研、生物化工和制药业中的最新应用及其各自的优缺点,同时概括了实验动物和疾病动物模型发展的新趋势,并关注各种模型之间的交叉应用,旨在为我国今后的疾病动物模型发展提供一些参考。
目的 对供应商来源的实验大鼠、小鼠进行常规微生物监测,为实验动物设施科学管理提供重要依据,确保相关实验结果的可靠性。 方法 以复旦大学实验动物科学部为例,在2021年4月到2023年4月间,按照单纯随机抽样原则,对来自7家供应商的大鼠、小鼠进行微生物质量抽检。具体参照国家标准中SPF级实验动物必须排除的微生物指标及其检测方法进行。 结果 抽检动物的检测总合格率为80.36%。其中SPF级大鼠抽检合格率为52.63%,SPF级近交系小鼠抽检合格率为82.76%,SPF级远交系小鼠抽检合格率为86.67%,SPF级免疫缺陷小鼠抽检合格率为86.36%。检测不合格的细菌学指标集中在金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、肺炎克雷伯杆菌和啮齿杆菌H型,检出率分别为10.76%、3.16%、2.53%和0.63%。不合格的血清学指标为仙台病毒,发生率为2.53%。此外,除国家标准规定SPF级小鼠必须排除的微生物指标外,还在近交系小鼠中检测到阿米巴原虫和肠杆菌属菌株;在免疫缺陷小鼠中检测到产酸性克雷伯杆菌,检出率分别为1.15%、2.30%和4.55%。 结论 供应商来源的大小鼠动物中存在一定的病原体感染发生率,相关动物设施有必要强化实验动物微生物监测,确保接收和饲养动物的质量,这对提高实验结果准确性和保护实验动物从业人员的职业健康具有重要意义。
目的 解决实验用斑马鱼出现的生长发育滞后、产卵量不足等问题,以提高实验用斑马鱼的繁殖效率和使用寿命。 方法 取受精后2月龄的斑马鱼,以投喂商品化的观赏鱼专用颗粒饲料或冰冻成体卤虫为实验组,以投喂活的幼体卤虫为对照组。不同饵料投喂70 d内,通过测量体长和体重评估斑马鱼生长性能,通过统计产卵量和产卵率等评估斑马鱼繁殖性能。对甲状腺肿大病症明显的斑马鱼投喂颗粒饲料,通过测量其甲状腺肿大病灶直径大小变化评估颗粒饲料对该病症的抑制效果。将3种饲料配合使用,对饲养方案进行优化,通过繁殖性能测试验证其用于斑马鱼饲养的实际效果。 结果 从60 dpf开始投喂颗粒饲料直到111 dpf,颗粒饲料组的体长、体重均日渐优于对照组(P<0.000 1)。从60 dpf开始投喂成体卤虫直到96 dpf,成体卤虫组的体长增长趋势与对照组基本相同,而75~82 dpf时成体卤虫组的雌鱼体重极明显高于对照组的雌鱼(P<0.000 1)。成体卤虫组斑马鱼相比于对照组,雌雄间体色差异显著,在75 dpf时,已可以通过体色差异准确区分性别;而且成体卤虫组斑马鱼3月龄时产卵率显著高于对照组(94.44% vs 27.78%,P<0.05)。另外,投喂颗粒饲料130 d后,所有实验用斑马鱼的甲状腺肿大病灶均消失。根据以上结果,将3种饲料组合,优化大于2月龄的斑马鱼饲养方案为上午保持喂食幼体卤虫,下午用颗粒饲料和成体卤虫交替投喂,直至12月龄斑马鱼的产卵率可以保持70%,产卵量达到(233.6±3.95)颗,受精率和孵化率分别为97.47%和90.24%,均显著高于原方案饲养组(P<0.001或P=0.01)。 结论 相比幼体卤虫饵料,商品化的颗粒饲料能显著提升斑马鱼的生长性能,并对甲状腺肿大病症有治疗作用,而成体卤虫饵料能显著提高斑马鱼的早期繁殖性能。优化后的饲养方案成功提高了斑马鱼的产卵效率,并延长其繁殖使用寿命,能更好地保障相关科学研究的开展。
肺动脉高压是一种由肺血管重构引起血管阻力增大的临床综合征,若不治疗将导致右心衰竭,甚至死亡。目前关于肺动脉高压的病理机制尚未明确,且临床治疗方法未能有效改善预后或降低死亡率。为了深入研究肺动脉高压的发病机制并开发更加安全有效的药物,建立合适的疾病动物模型在临床前研究中必不可少。本文概述了肺动脉高压的病理特征,并总结了各类肺动脉高压动物模型,同时阐述了近5年内肺动脉高压动物模型在3种治疗途径及相关药物研究中的应用进展,以期为肺动脉高压动物模型的选择和研究应用提供参考。
目的 建立一种快速灵敏的金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)检测方法。 方法 选择金黄色葡萄球菌特异性基因nuc作为靶基因,设计并合成一对特异性引物和一条TaqMan探针,利用荧光定量PCR技术建立nuc基因的核酸检测方法,并在大鼠、小鼠粪便样本检测中进行应用。 结果 对金黄色葡萄球菌和其他非金黄色葡萄球菌菌株中提取的DNA进行荧光定量PCR检测,结果显示金黄色葡萄球菌出现特异性扩增曲线,而其他非金黄色葡萄球菌未出现,表明设计的引物和探针对金黄色葡萄球菌检测具有特异性。将提取的金黄色葡萄球菌DNA进行10倍梯度稀释后测定其灵敏度,结果显示最低检出限是10 fg的DNA量,比普通PCR方法高2个数量级。本研究共检测91份样品,有4份来自同一设施的大鼠样品,扩增曲线为典型的S曲线;将该PCR产物测序并进行BLAST比对,该样本的基因序列与金黄色葡萄球菌的基因序列相似度为100%,表明该样本为金黄色葡萄球菌nuc基因核酸阳性,阳性率为4.40%,与细菌培养法的检测结果一致。核酸提取采用全自动核酸纯化仪,从核酸提取到检测结果判定快速,所需时间小于1.5 h。 结论 建立的以nuc为靶基因鉴定金黄色葡萄球菌的qPCR方法,具有快速、灵敏度高和特异性强的优点,可用于实验动物大鼠、小鼠粪便中金黄色葡萄球菌的检测。
东方田鼠是已知的唯一一种天然抗日本血吸虫病的哺乳动物。来源于血吸虫病疫区和非疫区以及实验室培育的东方田鼠对日本血吸虫有着相同的抗性。野生东方田鼠经过30多年的实验室培育,已经实现了实验动物化。同时,研究人员对东方田鼠的生长发育、生殖生理、血清生化、血液学指标、组织解剖等生物学性状进行了较详细的研究,并且进一步深入探讨了东方田鼠的抗血吸虫病特性及机制。上海实验动物研究中心培育的洞庭湖东方田鼠封闭种群(S:DTMF)在2021年经中国实验动物学会实验动物资源与评价工作委员会认定为中国实验动物资源。本综述着重总结近10年,特别是国家科技支撑计划项目实施中在东方田鼠生物学特性、标准化、基因组以及抗血吸虫病机制等方面的研究进展。
提高生物医学研究结果的可重复性是一项重大挑战,研究人员透明且准确地报告其研究过程有利于读者对该研究结果的可靠性进行评估,进而重复该实验或在该成果的基础上进一步探索。ARRIVE 2.0指南是英国国家3Rs中心(NC3Rs)于2019年组织发布的一份适用于任何与活体动物研究报告相关的指导性清单,用以提高动物体内实验设计、实验实施和实验报告的规范性,以及动物实验结果的可靠性、可重复性和临床转化率。ARRIVE 2.0指南的使用不仅可以丰富动物实验研究报告的细节,确保动物实验结果信息被充分评估和利用,还可以使读者准确且清晰地了解作者所表述的内容,促进基础研究评审过程的透明化和完整性。目前,ARRIVE 2.0指南已经被国际生物医学期刊广泛采纳。本文是在国际期刊遵循ARRIVE 2.0指南的最佳实践基础上,对2020年发表于PLoS Biology期刊上的ARRIVE 2.0指南完整解读版(原文请见 https://arriveguidelines.org )进行中文编译(第三部分包括“关键10条”里的第8~10条:“实验动物”、“实验步骤”和“结果”部分),以期促进国内研究人员充分理解并使用ARRIVE 2.0指南,提高实验动物研究及报告的规范性,助推我国实验动物科技与比较医学研究的高质量发展。
目的 分析皮肤光老化动物模型的造模要素和受试物情况,为该动物模型的制备和完善提供参考,也为科学评价受试物提供依据。 方法 通过在中国知网、万方、PubMed数据库中检索收集2010—2022年皮肤光老化动物模型制备的相关文献,对文献中记载的模型动物种类、性别、造模方法、造模周期、辐射光源与造模部位距离、累计辐射量、检测指标、受试物(药物或治疗手段)内容进行整理归纳,建立数据库后进行统计分析。 结果 筛选出257篇符合纳入标准的文献,其中模型动物使用最多的是SKH-1无毛小鼠,其次为SD大鼠和KM小鼠;动物的性别选择以单一雌性为主,常采用中波紫外线(ultraviolet B,UVB)作为辐射光源,辐射光源与造模部位的距离多为30 cm,造模周期多控制在40~60 d;长波紫外线(ultraviolet A,UVA)累计照射剂量在100~150 J/cm2的所占比例最大,中波紫外线(ultraviolet B,UVB)累计照射剂量在5~10 J/cm2的所占比例最大。模型建立后采用的检测指标为皮肤组织病理检查、皮肤组织匀浆、纤维染色、免疫印迹检查等。受试物包括中药、中药提取物、中成药、中药复方、化学药、生物制剂以及其他治疗手段,同时皮肤光老化动物模型还应用于中医外治、物理疗法、阳性对照药方面的临床疗效研究。 结论 皮肤光老化动物实验常选用SKH-1雌性无毛小鼠,采用UVB作为辐射光源,造模周期多控制在40~60 d,UVB累计照射剂量在0~10 J/cm2,按照最小红斑量(minimum erythema dose,MED)逐周递增方式进行造模,具有成模率高、重现性好以及与临床疾病高度吻合等优点。
目的 观察和分析斑马鱼体肾的微细结构,并对其分泌的外泌体进行分离鉴定。 方法 应用光学显微镜和电子显微镜技术系统观察斑马鱼体肾的显微结构和超微结构,用纳米颗粒跟踪分析(nanoparticle tracking analysis,NTA)技术检测外泌体粒径大小。 结果 斑马鱼体肾紧贴并平行于脊椎,肾单位由肾小管和肾小体组成,其中肾小管可细分为近曲小管、远曲小管及颈段3种类型,肾小体由肾小球和肾小囊构成;经高碘酸-希夫(periodic acid-Schiff,PAS)染色后,可见近曲小管富含糖原颗粒,其游离面有明显的刷状缘结构。透射电子显微镜下,在肾小管的管腔观察到外泌体分布,上皮细胞游离面的胞质有少量多囊泡体和大量的晚期内涵体分布,肾小管的顶端和肾小球足细胞中亦观察到少量多囊泡体分布。通过CD9、CD63和TSG101免疫组织化学和免疫荧光检测显示,多囊泡体及其外泌体在肾小管管腔的游离面高表达,在肾小体和管腔内表达较弱。NTA和透射电子显微镜观察结果显示,分离获得的斑马鱼体肾外泌体呈茶托状,粒径众数为144.4 nm,符合外泌体形态和直径大小特征。 结论 斑马鱼体肾具有哺乳动物肾脏的典型结构,为体内的泌尿器官。肾小管具有分泌外泌体的能力,其形成是多囊泡体向细胞游离面释放到胞外的过程。本研究结果为水生实验动物泌尿器官的功能研究及相关模型的开发应用奠定了形态学基础。
目的 建立大鼠中重度膝骨关节炎模型,为中重度膝关节炎发病机制及其防治方法研究奠定基础。 方法 选用30只雄性SD大鼠,随机分为3组:假手术组、模型8周组、模型20周组,每组各10只。模型8周组和模型20周组大鼠通过手术切断右膝关节前后交叉韧带和内侧副韧带,去除内外侧半月板,术后大鼠可自由活动。假手术组大鼠仅切开皮肤,暴露关节,不进行手术处理。分别于术后8周和20周进行Micro-CT观察,分析大鼠股骨骨质疏松情况;大鼠安乐死后,对膝关节面进行大体观察,并采用Pelletier评分表对关节面软骨进行评分。膝关节取材,进行HE染色和番红O-固绿染色,观察软骨形态变化,并使用改良Mankin's评分法对关节面组织病理情况进行评分。通过免疫组织化学染色法检测Ⅱ型胶原和基质金属蛋白酶13(matrix metalloproteinase 13,MMP13)表达情况,以此反映膝关节软骨的合成分解代谢情况。 结果 模型8周组和模型20周组大鼠膝关节的关节面软骨破坏严重,Pelletier评分及改良Mankin's评分均明显高于假手术组(均P<0.01)。模型20周组大鼠的Pelletier评分及改良Mankin's评分均明显高于模型8周组(P<0.01)。模型8周组和模型20周组大鼠经Micro-CT观察可见膝关节面不平整,骨赘形成,出现骨质疏松的表现;且模型20周组大鼠的膝关节周围有较多游离体形成。免疫组织化学染色提示模型组大鼠的膝关节组织中MMP13表达量增多,Ⅱ型胶原表达量减少,提示关节软骨合成分解代谢平衡被破坏。 结论 通过手术切断大鼠膝关节前后交叉韧带和内侧副韧带并去除内外侧半月板的方法可成功构建中重度膝关节炎大鼠模型,影像学检查发现膝关节骨赘、骨质疏松及游离体,病理学观察发现关节软骨减少甚至消失,而且软骨合成分解代谢平衡破坏。
自发性脑出血(spontaneous intracerebral hemorrhage,sICH)是最常见和致死性最高的卒中类型,其特征是脑实质的自发性出血,目前尚无有效的防治方法。现有的sICH动物模型可以概括为三大类:(1)诱导性脑出血模型,主要有自体血注入、胶原酶注射、微气球充盈、高血糖诱导的sICH血肿扩大模型;(2)自发性高血压脑出血模型,主要有易卒中性自发性高血压大鼠和易卒中性肾血管性高血压大鼠模型;(3)基因修饰模型,主要有高血压脑出血转基因模型、脑淀粉样血管病转基因模型、脑动静脉畸形病变相关基因修饰模型、脑海绵状血管畸形相关基因修饰模型及胶原蛋白相关基因修饰模型。这些模型不仅帮助我们了解sICH的发病机制、探索预防或治疗的方法,也可用于临床前药物试验,促进sICH新药研发工作。本指南系统总结了sICH的发病机制,详细介绍了不同种属建模动物的优劣性、不同sICH动物模型的建模原理和方法、建模技术细节、模拟的病理生理机制及其临床相关性以及sICH动物模型神经行为评价技术,并比较了各种sICH模型的优缺点及其适用的研究范围,最后重点概括了sICH相关的临床前药物试验设计要点。
结直肠癌(colorectal cancer,CRC)是全球第三大常见的恶性肿瘤,最新统计数据显示CRC发病人数占全球癌症病例总数的10%,为癌症死亡的第二大主因。CRC是一种高度异质性疾病,其发生发展是由多个基因表达突变引起功能异常或表观遗传变化所驱动,并经过不同途径发展为肿瘤。由于遗传、环境、伦理以及患者本身个体差异等复杂因素限制了CRC在人体上的研究,动物疾病模型已成为研究该疾病必不可少的工具,在预防、治疗、临床前研究和基础性研究中发挥重要作用。CRC疾病模型种类丰富,其中小鼠模型应用最为广泛,根据造模方式不同分为自发性、化学诱导、移植瘤和基因工程小鼠模型,各有其不同特点及应用前景。本文重点阐述CRC小鼠模型,同时介绍大鼠、实验猪、斑马鱼等动物模型的最新研究进展,以期为CRC动物模型的选择和应用提供参考。
目的 对已报道的围绝经期综合征(perimenopausal syndrome,PS)动物模型制备方法进行综合分析,比较模型制备各要素和检测指标的优缺点,为优化相关动物模型并规范其在新药疗效评价中的运用提供有益参考。 方法 采用文献研究方法,以“围绝经期综合征”和“perimenopausal syndrome”等为主题词,在中国知网、万方数据、PubMed等数据库中检索2016年1月—2023年2月发表的与PS动物模型制备相关的文献,按照纳入标准和排除标准筛选出符合PS动物模型制备的实验文献,梳理文献中详细记载的实验动物品系、造模方法、给药时长、阳性药物、检测指标等相关信息。将上述信息统一进行标准化处理后,利用Excel2010表格建立PS动物模型数据库,系统归纳总结模型制备要素和评价指标,并用Excel 2010软件进行统计学处理和分析。 结果 共筛选出247篇文献。制备PS动物模型常选用SD大鼠(164次,65.86%)和Wistar大鼠(35次,14.06%)。造模方法常选择双侧卵巢摘除法(139次,53.87%)和自然老化法(43次,16.80%)。用于建模的大鼠年龄从7周龄~18月龄不等,其中以3月龄大鼠(22次,21.78%)最常用。关于检测指标,大多采用血清生化、阴道脱落细胞涂片、组织形态学、一般情况观察、行为学观察以及脏器组织蛋白免疫印迹等多指标进行综合评价。检验模型是否成功制备常选用西医评价指标,西医常用阴道脱落细胞涂片方法判定动情周期(125次,85.04%),待实验者观察到实验动物动情周期紊乱或不规则即可认为模型制备成功;同时也有部分文献通过检测发现血清雌二醇含量明显降低来判定造模成功(5次,3.04%)。中医证型评价常采用中西医评价指标相结合的方法进行综合评价,实验者通过阴道脱落细胞涂片辅以一般情况观察判断中医证型(3次,2.04%)。 结论 目前已有的PS动物模型制备方法较多,但相关研究在动物种属选择、动物年龄、造模成功标准、中医证型评价等方面仍存在较大差异。
目的 建立小鼠自体动静脉内瘘模型,并对造模效果进行评价。 方法 采用麻醉后颈外静脉-颈总动脉端侧吻合的方式,将10只8周龄雄性C57BL/6小鼠的左侧颈外静脉及颈总动脉分离并进行自体动静脉端侧吻合手术,右侧仅进行颈外静脉暴露而未行缝合(作为对照),从而建立自体动静脉内瘘动物模型。通过多普勒超声、HE和Masson染色以及免疫组织化学染色观察动静脉内瘘流出段静脉与对侧对照静脉的血流动力学、内膜增生和平滑肌细胞增殖相关蛋白表达情况,评估模型构建效果。 结果 本研究使用10只小鼠,完成造模9只,成功率为90%。手术当天以及术后7 d、14 d的超声检查结果显示,吻合口附近血液流速与管径大小成线性关系,流速越高提示管径越大,峰值速度和管腔外径之间存在正相关性(P=0.000 6,R2=0.831 7)。术后14 d的HE染色结果显示,自体动静脉内瘘造模后流出段静脉的平均管腔面积显著减少(P<0.000 1),内膜面积显著增加(P<0.000 1),内膜中膜面积比及内膜细胞密度均显著提升(P<0.000 1);Masson染色结果显示,动静脉内瘘术侧的胶原沉积明显增加,平均染色阳性区域占比显著提升(P<0.000 1)。免疫组织化学染色结果显示动静脉内瘘术侧胶原蛋白1(Collagen 1)阳性区域占比明显上调(P<0.000 1),α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)阳性区域大量增加(P<0.000 1)并集中于新生的内膜区域,增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)阳性细胞明显增多(P<0.000 1),提示局部细胞增殖水平增加。 结论 小鼠自体动静脉内瘘造模具有成功率高、稳定性好、实验成本低等优势,该模型为探寻动静脉内瘘内膜增生的生物学机制提供了良好的载体。
目的 探讨人参皂苷Rg1在创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)小鼠模型血脑屏障、神经炎症、行为学功能等方面的作用。 方法 实验分2部分。第一部分是将27只SPF级雄性BALB/c小鼠随机分为空白组、假手术组、TBI模型组,每组9只;TBI模型组开颅后采用受控皮质冲击(controlled cortical impact,CCI)方式造模,假手术组只开颅不进行打击,空白组不经任何处理;手术后进行造模效果评价。第二部分是将40只雄性BALB/c小鼠随机分为假手术组、3个剂量的人参皂苷Rg1治疗组和溶剂DMSO对照组,每组8只小鼠。Rg1治疗组在TBI建模成功后6 h腹腔注射剂量分别为10、20、40 mg/kg的人参皂苷Rg1,而DMSO对照组给予等量的1% DMSO,持续给药1周,每天2次。于造模后1、3、7、14 d分别进行改良的神经损伤严重程度评分(modified neurological severity scores,mNSS);取造模后第3天的小鼠脑组织,采用蛋白质印迹法检测血脑屏障渗漏情况;第14、16天分别采用高架十字迷宫实验、水迷宫实验检测小鼠神经行为功能;第28天麻醉、灌注后取脑,免疫荧光染色观察小胶质细胞、星形胶质细胞活化等神经炎症。 结果 人参皂苷Rg1治疗组的血脑屏障标志物MMP-9表达量减少(P<0.01),小胶质细胞(Iba-1阳性表达)和星形胶质细胞(GFAP阳性表达)数量均明显减少(P<0.05),提示神经炎症得到抑制,且以20 mg/kg剂量效果最好(P<0.01)。人参皂苷Rg1治疗组小鼠的mNSS评分显著低于溶剂DMSO对照组(P<0.01),进入开放臂次数比例显著高于DMSO对照组(P<0.05);其在水迷宫实验平台所在象限的时间比及穿越平台的次数均显著多于DMSO对照组(P<0.05),且均以20 mg/kg剂量效果最佳。 结论 成功构建TBI小鼠模型并用于人参皂苷Rg1的损伤修复研究。人参皂苷Rg1能够显著改善TBI模型小鼠血脑屏障,减轻神经炎症,发挥改善神经行为功能的作用,且以20 mg/kg剂量作用效果最为显著。
目的 研究顺铂(又名顺式-二氯二氨合铂,cis-dichlorodiamineplatinum,DDP)抑制小鼠类固醇激素合成的作用途径,并观察脱氢表雄酮(dehydroepiandrosterone,DHEA)的干预效应。 方法 将60只成年ICR小鼠随机分为3组:对照组、DDP建模组、DHEA治疗组,每组10只雄性和10只雌性小鼠。DDP建模组小鼠按2.5 mg·kg-1·d-1剂量腹腔注射DDP溶液,每3 d注射1次,共7次;造模同日,对照组小鼠腹腔注射等量的生理盐水;而DEHA治疗组小鼠在予以DDP处理的同时,按8.3 mg·kg-1·d-1剂量给予DHEA灌胃,连续给药21 d。通过旷场、抓力和转棒试验观察小鼠疲劳指标的变化,采用常规组织切片的HE染色法观察肾上腺、睾丸与卵巢组织形态的变化,运用高效液相色谱串联质谱方法检测小鼠血清类固醇激素的含量,运用实时荧光定量PCR和蛋白质印迹技术检测下丘脑、垂体、肾上腺、睾丸和卵巢组织中相关基因的mRNA和蛋白表达水平。 结果 与对照组比较,DDP建模组雄性与雌性小鼠的体重以及旷场运动能力均显著下降(P<0.05),同时雌性小鼠的抓力和转棒时间也均显著下降(P<0.05);而DHEA治疗组小鼠的上述疲劳指标均显著改善(P<0.05)。DDP建模组雄性小鼠睾丸组织中各级生精细胞排列紊乱且睾丸间质水肿,雌性小鼠卵巢组织中大量原始卵泡被激活,闭锁卵泡增多,卵泡颗粒细胞减少;而DHEA治疗组小鼠睾丸和卵巢受损伤表型均得到显著改善。与对照组比较,DDP建模组雄性与雌性小鼠血清睾酮、二氢睾酮含量均显著降低(P<0.01),雄性小鼠血清孕烯醇酮含量下降而皮质酮含量显著升高(P<0.05),雌性小鼠血清皮质酮含量显著降低(P<0.05);与DDP建模组比较,DHEA治疗组雄性小鼠的孕烯醇酮含量和雌性小鼠的孕酮含量均显著增高(P<0.05),而雌性小鼠的孕烯醇酮含量和雄性小鼠的孕酮含量均显著降低(P<0.05)。与对照组比较,DDP建模组雄性与雌性小鼠的肾上腺Cyp21a1、Cyp11a1基因和下丘脑Gnrh基因表达均显著下调(P<0.05);雌性小鼠肾上腺Hsd3b2基因,卵巢Star、Cyp11a1、Lhr基因,下丘脑Crh、垂体Pomc和Lhb基因表达均显著下调(P<0.05);雄性小鼠睾丸Star基因及StAR蛋白以及垂体Fshb和Lhb基因表达均显著下调(P<0.05)。与DDP建模组比较,补充DHEA后,雄性小鼠肾上腺Cyp17a1基因和睾丸Cyp17a1、Lhr、Fshr基因表达均显著下调(P<0.05);雌性小鼠肾上腺Cyp11a1基因表达显著下调(P<0.05),而肾上腺Hsd3b2基因和卵巢Star、Cyp11a1、Hsd3b2、Lhr基因,以及垂体Lhb基因表达均上调(P<0.05)。 结论 DDP间断给药可以抑制下丘脑-垂体-肾上腺皮质与性腺轴功能,并且雌性受抑制更显著;补充DHEA有助于调节体内类固醇激素水平的自身稳态。
随着实验生物学的持续发展,常用模式生物的应用局限日益凸显。由于实验动物和人类的相关研究之间存在差异,严重影响到动物实验研究结果的转化应用。本文介绍了一种在进化上与脊椎动物亲缘关系最近的无脊椎动物,同时也是脊椎动物的姊妹分支——尾索动物玻璃海鞘( Ciona intestinalis)。本综述通过总结近年来玻璃海鞘在各领域的研究进展,说明其作为新型模式生物具有的优势与巨大应用前景。玻璃海鞘的研究进展主要包括:(1)玻璃海鞘全基因组测序完成并建立了许多相关数据库,多种胚胎基因编辑技术已经在玻璃海鞘中成功应用,使玻璃海鞘成为易于遗传学操作且能够直观研究目的基因功能和相互作用的动物模型。(2)神经生物学领域,玻璃海鞘具有与脊椎动物相似的中枢神经系统组织结构且拥有众多同源神经肽和激素分子,使其在研究内分泌与神经内分泌相关分子的作用机制、功能进化方面具有优越性。同时,玻璃海鞘幼虫对光刺激的敏感性与习惯性可用于探索行为可塑性相关机制。(3)免疫学领域,玻璃海鞘已有成熟的固有免疫系统,并进化出部分适应性免疫系统相关基因的前体,加之编码免疫相关基因较简单,故而可以作为免疫领域研究较理想的模式生物。(4)发育生物学领域,众多研究聚焦玻璃海鞘的脊索发育过程和其中的表达调控机制,提示脊索动物共同的进化发育策略。另外有关心脏发育方向的研究则对人类心脏发育基因网络的理解做出重要贡献。(5)医学领域中,玻璃海鞘的神经复合体和虹吸管具有再生能力,以及心脏在严重损伤后仍然可以存活并恢复收缩功能,使得玻璃海鞘可作为研究再生问题和心脏受损的动物模型。同时玻璃海鞘作为阿尔茨海默病的研究模型在新药开发方面也有其独特优势。此外,玻璃海鞘的完整生命周期仅5个月左右,便于用其观察记录衰老全过程,探索不同因子的衰老效应。总之,本综述旨在说明玻璃海鞘作为模式动物具有独特的优越性并且有望在更多的科学研究方面发挥重要作用。
目的 利用CRISPR/Cas9基因编辑技术构建抗肌萎缩蛋白(dystrophin,Dmd)基因第23号外显子点突变的Dmd基因突变小鼠,分析并验证该小鼠在肌肉及免疫系统中的表型变化,为杜氏肌营养不良症等疾病提供评价模型。 方法 针对Dmd基因23号外显子序列特征,设计合成小向导RNA(small guide RNA,sgRNA);将Cas9 mRNA、sgRNA片段和oligo donor DNA显微注射到C57BL/6J小鼠受精卵中,并将该受精卵移植至代孕鼠后出生获得F0代小鼠;F0代小鼠通过交配获得子代小鼠后,基因型鉴定筛选得到Dmd基因阳性突变小鼠(命名为DmdMu/+小鼠)。选择3月龄和9月龄的雄性半合子DmdMu/+小鼠(命名为DmdMu/Y小鼠)和野生型C57BL/6J小鼠(作为对照)用于表型验证:称量记录活体小鼠体重,并通过悬挂实验检测小鼠肌张力;采集心脏和半腱肌,采用HE染色法观察组织病理学变化,进一步通过蛋白质印迹法检测9月龄小鼠肌肉组织内Dmd蛋白的表达情况。利用脂多糖诱导建立DmdMu/Y小鼠急性炎症模型,采集小鼠颌下静脉血,采用流式细胞术检测外周血中性粒细胞和单核细胞比例变化。 结果 基因组测序和蛋白质印迹结果表明Dmd基因点突变小鼠(即DmdMu/+小鼠)构建成功,DmdMu/+小鼠骨骼肌和心肌中未见Dmd蛋白表达,与野生型C57BL/6J小鼠相比明显下降(P<0.05)。与背景相同的野生型小鼠相比较,3月龄和9月龄的雄性半合子突变小鼠(DmdMu/Y小鼠)体重明显减轻(P<0.01),肌张力显著下降(P<0.05);9月龄DmdMu/Y小鼠的骨骼肌和心肌发生肌间隙变宽等明显病变。未注射脂多糖时,与野生型小鼠相比,3月龄DmdMu/Y小鼠的外周血中性粒细胞和单核细胞比例显著降低(P<0.01);经脂多糖诱导后,3月龄DmdMu/Y小鼠的外周血中性粒细胞比例仍然较野生型小鼠显著降低(P<0.01),而9月龄DmdMu/Y小鼠的外周血中性粒细胞比例在脂多糖诱导后显著升高(P<0.05),但较野生型小鼠仍显著降低(P<0.01);同月龄DmdMu/Y小鼠经脂多糖诱导后外周血单核细胞比例与野生型小鼠相比仅有偏低趋势(P>0.05)。 结论 成功构建了Dmd基因突变小鼠模型,证实该基因具有维系肌肉组织正常形态和肌张力等重要功能,并初步发现该基因缺失会减少外周血液中性粒细胞比例,为后续研究杜氏肌营养不良症患者的免疫系统异变机制提供新的思路。
神经母细胞瘤(neuroblastoma,NB)是儿童最常见的实体恶性肿瘤,居我国儿童肿瘤发病率第四位,占儿童肿瘤死亡人数的15%,高危患者存活率低。目前对于NB的发病及药物治疗机制知之甚少。NB动物模型可以表征NB发展特征,是研究预防和治疗NB的重要工具,然而尚未有一种动物模型可以模拟人类NB的所有特征。本文介绍了当前研究较多的几种NB动物模型(小鼠模型、鸡胚绒毛尿囊膜模型和斑马鱼模型),并对每种NB动物模型的种类、构建方法、特征、优缺点及研究进展做了详细阐述,同时对NB的应用方向及前景进行概括,以期为NB动物模型构建和NB治疗等提供理论依据。
目的 探究银杏内酯B调控缺血性脑卒中恢复期小鼠的脑内T细胞生物学特性及T细胞与胶质细胞间的作用机制。 方法 选取36只成年C57BL/6小鼠,随机分为假手术组(Sham组)、对照组(PBS组)和银杏内酯B组(GB组)。Sham组仅给予假手术处理;PBS组和GB组均采用线栓法制备大脑中动脉栓塞(middle cerebral artery occlusion,MCAO)损伤即缺血性脑卒中模型,并于损伤后连续14 d分别鼻饲等体积的PBS和银杏内酯B溶液。采用转棒实验及神经功能评分法评估3组小鼠的神经功能变化;并于实验第15天取PBS组和GB组小鼠脑损伤区及周边皮层、胼胝体及纹状体的新鲜组织,采用单细胞测序方法评估该区域中T细胞及其亚群的生物学特性,并进一步探索T细胞、小胶质细胞和少突胶质细胞之间的相互作用及机制。 结果 与Sham组相比,PBS组和GB组小鼠的神经功能评分均显著上升(P<0.001),掉落前运动时程均显著降低(P<0.001);与PBS组相比,GB组在缺血性脑损伤后5、10、15 d的神经功能评分有下降趋势,掉落前运动时程有上升趋势,尤其15 d时的掉落前运动时程显著上升(P<0.05)。与PBS组相比,GB组小鼠在脑损伤后15 d时脑内T细胞增殖活性显著升高(P<0.05),增殖性T细胞数量及脂质代谢水平均显著上调(P<0.05),所有T细胞的细胞外基质重塑显著增多(P<0.05);同时,GB组小鼠脑内T细胞与小胶质细胞、少突胶质细胞之间的相互作用以及小胶质细胞自身、小胶质细胞与少突胶质细胞之间的相互作用均显著增强,主要表现为CD74与巨噬细胞迁移抑制因子(macrophage migration inhibitory factor,MIF)、集落刺激因子1受体(colony stimulating factor 1 receptor,CSF1R)与集落刺激因子1(colony stimulating factor 1,CSF1)的相互作用增强(P<0.05),但T细胞的炎性水平与PBS组相比均无显著差异。 结论 采用线栓法MCAO损伤手术可成功构建小鼠缺血性脑卒中疾病模型。银杏内酯B可能通过调控小鼠脑内T细胞生物学特性及其与胶质细胞间的互作关系,促进小鼠脑损伤后的神经功能恢复。
目的 观察分析食蟹猴分娩行为,建立食蟹猴分娩发生的判定标准,进而结合兽医助产以提高食蟹猴活产率。 方法 通过对2017—2021年112只孕期140 d以上的围产期食蟹猴的监控视频进行回溯分析,观察记录分娩时食蟹猴的主要行为学表现,包括努责、摸舔产道、趴卧或躺卧、身体辗转和翻滚等行为。在此基础上建立分娩相关的行为指标的权重,详尽分析30只食蟹猴围产期的行为表现,以进行分娩判定。 结果 30只食蟹猴的围产期行为学验证结果显示,努责、摸舔产道、趴卧或躺卧、身体辗转和翻滚的行为指标均以不同的频次出现,其中努责和趴卧/躺卧的权重最高,权重值分别为35.5%和27.2%。可以依据这两个行为对食蟹猴的分娩发生做出精准判定。精准判定分娩发生并经兽医助产的食蟹猴平均活产率达到87.1%,明显高于无辅助自然分娩的平均活产率63.5%,二者具有显著差异(P<0.05)。 结论 精准的食蟹猴分娩判定结合兽医助产可显著提高实验用食蟹猴的活产率。
提高生物医学研究结果的可重复性是一项重大挑战,研究人员透明且准确地报告其研究过程有利于读者对该研究结果的可靠性进行评估,进而重复该实验或在该成果的基础上进一步探索。ARRIVE 2.0指南是英国国家 3Rs中心(NC3Rs)于2019年组织发布的一份适用于任何与活体动物研究报告相关的指导性清单,用以提高动物体内实验设计、实验实施和实验报告的规范性,以及动物实验结果的可靠性、可重复性和临床转化率。ARRIVE 2.0指南的使用不仅可以丰富动物实验研究报告的细节,确保动物实验结果信息被充分评估和利用,还可以使读者准确且清晰地了解作者所表述的内容,促进基础研究评审过程的透明化和完整性。本文是在国际期刊遵循ARRIVE 2.0指南的最佳实践基础上,对2020年发表于PLoS Biology期刊上的ARRIVE 2.0指南完整解读版( https://arriveguidelines.org )第五部分包括“推荐11条”里的第6~11条:“动物照护和监测”、“解析/科学阐释”、“可推广性/转化”、“研究方案注册”、“数据获取”和“利益冲突声明”等内容进行了编译、解释和阐述,以期促进国内研究人员充分理解并使用ARRIVE 2.0指南,提高实验动物研究及报告的规范性,助推我国实验动物科技与比较医学研究的高质量发展。
目的 用同种异体移植的方法构建大鼠子宫内膜异位症模型,并评价促性腺激素释放激素(gonadotropin-releasing hormone,GnRH)激动剂GenSci006对实验大鼠子宫内膜异位症模型的影响。 方法 取供体SPF级雌性SD大鼠的子宫内膜移植于受体雌性大鼠的腹腔壁上,构建同种异体的子宫内膜异位症模型。3周后,测量异位内膜的长、宽、高,计算给药前异位内膜的体积V1。将进行假手术操作的大鼠设为假手术组,将造模大鼠随机分为模型组、曲普瑞林组(0.25 mg/kg)、GenSci006-1组(0.125 mg/kg)和GenSci006-2组(0.25 mg/kg)共4组,每组大鼠16只。各组大鼠单次给予相应的药物,假手术组和模型组给予同等体积的溶剂。3周后,再次测量异位内膜,计算给药后异位内膜的体积V2和抑制率;通过比较脏器系数及病理切片的变化,判断GenSci006 对大鼠子宫和卵巢组织的影响;ELISA法测定血清中雌二醇(estradiol,E2)、孕酮(progesterone,P4)、卵泡刺激素(follicle stimulating hormone,FSH)和黄体生成素(luteinizing hormone,LH)水平的变化;实时荧光定量PCR法测定下丘脑和垂体中GnRH受体(GnRH receptor,GnRHR)mRNA的表达水平。蛋白质印迹法检测异位内膜组织中雌激素受体(estrogen receptor,ER)α、ERβ和孕激素受体(progesterone receptor,PR)蛋白的表达。 结果 给药3周后发现,与模型组相比,曲普瑞林组和GenSci006-2组大鼠的体重显著增加(P<0.05),而异位内膜的体积显著减小(P<0.05)。与假手术组相比,模型组子宫、卵巢脏器系数及子宫内膜厚度无明显变化(P>0.05);与模型组相比,曲普瑞林组和GenSci006-2组子宫脏器系数及子宫内膜厚度显著降低(P<0.05)。与假手术组相比,模型组血清中E2、P4、FSH、LH水平无明显变化(P>0.05);与模型组相比,曲普瑞林组、GenSci006-1组和GenSci006-2组大鼠的卵巢脏器系数和血清P4水平均显著降低(P<0.05),而GenSci006-1组大鼠的血清LH水平明显升高(P<0.05),但各组血清E2和FSH水平并无显著变化(P>0.05)。与模型组相比,曲普瑞林组和GenSci006-2组大鼠垂体GnRHR mRNA表达水平显著下调(P<0.05);各组大鼠下丘脑组织中GnRHR mRNA表达及异位内膜组织中ERα、ERβ、PR蛋白表达水平无明显变化(P>0.05)。 结论 大鼠同种异体子宫内膜异位症模型适宜作为筛选和评价子宫内膜异位症治疗药物的动物模型,而且异位内膜体积、抑制率、子宫及卵巢脏器系数、血清E2水平均可作为检测药物疗效的指标。
提高生物医学研究结果的可重复性是一项重大挑战,研究人员透明且准确地报告其研究过程有利于读者对该研究结果的可靠性进行评估,进而重复该实验或在该成果的基础上进一步探索。ARRIVE 2.0指南是英国国家3Rs中心(NC3Rs)于2019年组织发布的一份适用于任何与活体动物研究报告相关的指导性清单,用以提高动物体内实验设计、实验实施和实验报告的规范性,以及动物实验结果的可靠性、可重复性和临床转化率。ARRIVE 2.0指南的使用不仅可以丰富动物实验研究报告的细节,确保动物实验结果信息被充分评估和利用,还可以使读者准确且清晰地了解作者所表述的内容,促进基础研究评审过程的透明化和完整性。本文是在国际期刊遵循ARRIVE 2.0指南的最佳实践基础上,对2020 年发表于PLoS Biology期刊上的ARRIVE 2.0指南完整解读版( https://arriveguidelines.org )第四部分包括“推荐11条”里的第1~5条:“摘要”、“研究背景”、“研究目标”、“伦理声明”和“饲养场所和饲养”等内容进行了编译、解释和阐述,以期促进国内研究人员充分理解并使用ARRIVE 2.0指南,提高实验动物研究及报告的规范性,助推我国实验动物科技与比较医学研究的高质量发展。
目的 通过系统梳理与分析新冠病毒感染相关的转录组数据,为研究新冠病毒感染过程中的生物学变化和致病机制提供更多的比较医学基础信息。 方法 按照检索策略,以COVID-19和SARS-CoV-2为检索词,从GEO、ArrayExpress、GEN三大转录组数据库收集获得2020年1月—2023年5月的新冠病毒感染转录组数据集,分析得到新冠病毒感染转录组的数据资源组成、分布和研究应用情况,并对数据分布进行可视化展示及关联分析。从临床医学和比较医学两个方面,围绕临床相关分子机制、生物标志物及相关免疫反应、治疗干预策略等方面,分析现有新冠病毒感染转录组数据的研究应用和局限性,阐述其研究价值和应用前景。 结果 共纳入新冠病毒感染转录组数据975组,在3个数据库中样本来源于人的数据集最多,分别占71.9%、77.9%和90.0%。除人以外,小鼠等是数据主要来源物种,呼吸系统和神经系统是数据分布排名在前的两个系统。在临床意义方面关联27个数据集。分析显示,基于转录组数据挖掘得到呼吸道损伤等相关分子机制,cfDNA等生物标志物可作为治疗靶点,以M1型巨噬细胞为代表的细胞变化和失调与新冠病毒感染严重程度相关。比较医学分析表明小鼠、仓鼠等均为新冠病毒易感动物,其中恒河猴和食蟹猴与人类的感染特征高度相似,仓鼠除了呼吸道症状还存在消化系统症状。新冠病毒能在各种易感动物呼吸系统器官、雪貂的肠道及水貂的耳部进行复制,产生肺炎、弥漫性肺损伤等不同程度的病理变化;基于免疫应答差异,可使用仓鼠进行中和抗体反应研究。 结论 目前新冠病毒感染转录组数据较多,但缺少比较转录组研究,可将转录组学与比较医学进一步结合,从而对新冠病毒感染的比较医学差异进行更深入的挖掘。
近年来男性不育发病率不断上升,急需开展雄性不育发病机制和相应药物研发,以应对我国人口出生率下降和老龄化等新问题。雄性不育动物模型的构建和应用是其中很重要的一环,它对于准确评价不育治疗药物的药效及作用机制等都具有重要作用。合适的不育动物模型不仅可以减少药物药效的重复评价,降低动物使用和新药研发成本,而且对于后续临床试验也具有重要的参考价值。雄性不育动物模型可以通过化学、物理、内分泌、环境雌激素、基因修饰和免疫等方法构建。本文主要介绍了现有的雄性不育药物研发相关实验动物模型,并对各模型应用现状进行了简要介绍,以期为雄性不育药物研发人员提供有益的参考。
将以“立德树人”为根本任务的课程思政内容有机融入实验动物学教学体系,会对学生的思想意识及行为举止产生潜移默化的影响。本文结合实验动物学的课程设计及专业特色,探讨实验动物学所蕴含的思政元素,提出针对不同章节内容设计课程思政有机融入的形式和方法,同时凝练出实验动物学教学体系中课程思政的典型案例及有机融入特色做法。实践证明将课程思政元素有机融入实验动物学教学体系,可进一步增强教师的课程思政意识及能力,从而有效提升学生的综合素质,增强课程思政铸魂育人的实效性。
随着我国生物医药产业的蓬勃发展,实验动物行业进入快速发展阶段,相应的设施运行系统建设也更加自动化和智能化。与传统的实验动物设施相比,新设施在送排风、空调、自控及整个屏障的维护方面均需要更加专业的技术团队。临港实验室实验动物设施涵盖大、小动物饲养和实验等功能区域。该设施管理团队总结日常维护经验,并结合实验室运行特点,调研探索多种运行维护模式,然后通过分析3种常见模式的优劣势,为实验动物设施管理提出新的思路,也为同行选择最适合的专业维护保养模式提供参考。