實驗動物研究范文
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篇1
關(guān)鍵詞:實驗動物;屏障系統(tǒng);改造;設(shè)計與建設(shè)
實驗動物科學作為生命科學研究的基礎(chǔ)和條件,是衡量一個國家或科研單位科學研究水平的重要標志。2008~2013年,"Science"評選出50項重大科技進展中,生命科學占22項,其中利用實驗動物的研究就占13項[1]。隨著科學研究的深入,SPF及以上等級的實驗動物的使用越來越廣泛。近幾年,我國不斷地完善實驗動物法規(guī)與標準,并頒布實施新國標GB14925-2010《實驗動物環(huán)境及實施》[2],實驗動物屏障系統(tǒng)建設(shè)體系作為保證SPF級動物質(zhì)量、動物實驗準確性的載體[3],已取得了顯著發(fā)展。建立和管理與生命科學相適應(yīng)的實驗動物屏障環(huán)境,已成為現(xiàn)代醫(yī)學學科建設(shè)和科研發(fā)展的必然趨勢。四川大學華西第二醫(yī)院是集醫(yī)療、教學、科研和人才培養(yǎng)為一體的大學附屬醫(yī)院,擁有婦兒疾病與出生缺陷教育部重點實驗室、早期發(fā)育與損傷的基礎(chǔ)與臨床嵌合研究教育部長江學者創(chuàng)新團隊及PI實驗室團隊等學科特色。為適應(yīng)醫(yī)學科學研究的快速發(fā)展,醫(yī)院于2016年啟動對原實驗動物中心升級改造工程。本文結(jié)合本次實驗動物中心升級改造過程中積累的經(jīng)驗,探討如何有效實施舊設(shè)施環(huán)境改造的設(shè)計與建設(shè),以供借鑒參考。
1實驗動物屏障系統(tǒng)概況
四川大學華西第二醫(yī)院實驗動物中心按照國家有關(guān)法規(guī)和標準規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè),是一個集科研和教學為一體的公共服務(wù)平臺。經(jīng)改造擴建后的實驗動物中心室內(nèi)建筑面積約為1100m2,位于大樓的第四、五層,其中四樓的SPF級實驗動物屏障設(shè)施約400m2,平面布局如圖1所示,滿足了人流、物流、動物流的合理走向,避免往返交叉;五樓建有普通級實驗動物房200m2,并兼顧AAALAC認證推薦的"GuidefortheCareandUseofLaboratoryAnimals"[4],設(shè)立動物行為學觀察室、動物準備室、手術(shù)室、安樂死處置室、解剖室、動物觀察室等功能區(qū)域。具有動物飼養(yǎng)分區(qū)合理,實驗設(shè)施功能齊全,充分保障實驗動物福利等優(yōu)點,滿足不同種類、微生物控制級別的實驗動物使用需求。
2實驗動物屏障系統(tǒng)的設(shè)計布局
2.1空調(diào)凈化系統(tǒng)設(shè)計
空調(diào)系統(tǒng)作為整個屏障系統(tǒng)運行和管理的核心[5],采用全新風,氣流組織從高潔凈區(qū)向低潔凈區(qū)降低:清潔走廊動物飼育間污染走廊輔助功能區(qū)。中心根據(jù)不同的等級要求采用不同的調(diào)節(jié)控制方式,四、五樓各設(shè)計獨立空調(diào)系統(tǒng),并配置了兩套互為備用的機組設(shè)備;輔助功能區(qū)單獨設(shè)計一套多聯(lián)機系統(tǒng),不用不開,既節(jié)約能耗,又方便管理。空調(diào)機組安裝于大樓屋頂,不占室內(nèi)有效面積,同時降低管網(wǎng)造價。凈化系統(tǒng)采用頂送下排的送、排風方式,送入新風經(jīng)粗、中及高效三級過濾處理達萬級潔凈度。送、排風系統(tǒng)采用變頻風機,使通風系統(tǒng)能夠隨著室內(nèi)控制指標的變化調(diào)節(jié)送、排風量,減少通風負荷。排風終端采用了除臭過濾排風機,排放的廢氣經(jīng)除臭過濾處理后可有效防止環(huán)境污染。每臺空調(diào)通風機組設(shè)置獨立的自動控制系統(tǒng),以強弱電一體化恒溫恒濕控制柜智能化控制空調(diào)通風機組的啟動、備用切換、參數(shù)調(diào)節(jié)等功能。通過遠程控制終端監(jiān)控空調(diào)凈化系統(tǒng),符合“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的智能化行業(yè)發(fā)展趨勢要求。
2.2照明系統(tǒng)設(shè)計
照明系統(tǒng)主要包括動物生物節(jié)律照明與工作照明,為使動物照明分布盡量均勻,在滿足國家標準15lx~20lx的光照強度前提下,增加動物照明燈數(shù)量,降低每個照明燈功率,并通過時控開關(guān)控制14h/10h的生物節(jié)律。屏障內(nèi)外各個獨立區(qū)域設(shè)置了帶蓄電池的應(yīng)急照明燈,便于緊急斷電時,人員的安全疏散。
2.3安防系統(tǒng)設(shè)計
設(shè)置重要區(qū)域的視頻監(jiān)控、內(nèi)外通訊、門禁系統(tǒng)等安防設(shè)施,減少區(qū)域間的交叉污染,便于實時控制實驗動物屏障系統(tǒng)的流向管理與規(guī)范運行,解決屏障內(nèi)外人員間的交流,降低人流、物流出入頻率,又有效控制并減少閑雜人員的進出。由于實驗動物屏障系統(tǒng)密閉性高,人員流動線路復(fù)雜,且潔凈區(qū)內(nèi)人員少,事故難發(fā)現(xiàn),在消防設(shè)施設(shè)計上設(shè)置了煙感火災(zāi)探測器及兩個不相鄰的安全出口,便于及時發(fā)現(xiàn)事故與緊急疏散。由于潔凈區(qū)禁止設(shè)置消防栓,在非潔凈區(qū)的前后走廊均安裝消防栓,保證了消防栓的工作半徑符合消防規(guī)定。
2.4新型高效設(shè)備的選用
結(jié)合實驗動物中心的開放式管理及不同PI項目制實驗需要,安裝獨立通風系統(tǒng)籠具(簡稱IVC),避免同一飼育間內(nèi)不同實驗項目的相互影響,以提高屏障設(shè)施利用率。在輔助區(qū)域的設(shè)計上,采用現(xiàn)代化設(shè)施進行管理,以提高輔助區(qū)面積的有效利用率,并節(jié)省了人力、物力成本。安裝新型落地式脈動真空滅菌器,既未破壞地平影響舊房承重,又無外置推車,節(jié)省操作空間與外置車清潔工作環(huán)節(jié)??紤]在高密度飼養(yǎng)條件下繁重的日常清洗工作,安裝運用小型籠盒全自動清洗機,以小巧、高效、節(jié)水等優(yōu)勢降低人員的勞動強度,進一步節(jié)省了用人用水等成本,為屏障系統(tǒng)的高效運轉(zhuǎn)提供基礎(chǔ)保障。
2.5充分保障動物福利
動物實驗數(shù)據(jù)的準確性和可靠性很大程度上受實驗動物福利水平高低的影響,在本次的設(shè)計與建設(shè)中,采取了許多有力措施充分保障實驗動物福利。設(shè)置前室既可作為潔凈走廊與動物飼育間的緩沖區(qū),又可減少實驗操作對其他動物產(chǎn)生的不良影響;設(shè)置術(shù)前準備室,用于實驗動物的術(shù)前準備、與術(shù)中操作隔離,避免動物產(chǎn)生恐懼、焦躁等情緒;設(shè)置安樂死處置室并購置安樂死專業(yè)設(shè)備,在適當?shù)臅r機以人道方式使動物達到仁慈終點,最低程度降低動物的痛苦,既維護實驗動物的福利,也確保了實驗數(shù)據(jù)的準確性。
3實驗動物屏障系統(tǒng)建設(shè)施工管理
在實驗動物屏障系統(tǒng)施工前,建立完備的技術(shù)監(jiān)督、管理、控制體系,協(xié)調(diào)好設(shè)計、施工、監(jiān)理及過程控制等單位的關(guān)系,充分發(fā)揮各自優(yōu)勢,不僅能保證工程施工質(zhì)量,也有利于新技術(shù)、新工藝、新方法的運用。實驗動物屏障系統(tǒng)建設(shè)涉及面廣、技術(shù)水平要求高,工程設(shè)計質(zhì)量是工程項目質(zhì)量的直接決定因素,選擇有經(jīng)驗、實力強的設(shè)計單位非常重要。設(shè)計初始方案完成后,組織相關(guān)專家進行設(shè)計優(yōu)化,從安全、功能、標準、經(jīng)濟等多方面全面權(quán)衡,形成最終設(shè)計方案。設(shè)立過程控制單位,從第三方角度針對建筑工程變更或增量進行咨詢、審核、造價評估,嚴把設(shè)計變更關(guān)更有利于項目成本控制。在施工之前,組織各方做好設(shè)計圖紙會審工作,通盤考慮基建、安裝、電氣、凈化等方面要求,及時梳理圖紙中的“錯、漏、碰、缺”部分,并與設(shè)計單位溝通變更,作為今后施工的依據(jù)。在施工過程中,依托監(jiān)理單位嚴控施工工序、施工作業(yè)、原材料質(zhì)量、工程進度及安全生產(chǎn),每周召開監(jiān)理例會,通報當前施工進展與下階段計劃,及時溝通解決存在的問題,掌控施工階段工程質(zhì)量、造價、進度及安全管理主動權(quán)。
4討論
在實驗動物屏障系統(tǒng)的設(shè)計與建設(shè)過程中,不同單位的設(shè)計與建設(shè)理念、工藝各具特色。在平面設(shè)計中,采用的雙走廊設(shè)計同趙頌軍等人[6]的單走廊設(shè)計相比,雖減少了屏障系統(tǒng)的有效利用面積,但能有效分隔潔凈區(qū)與污物區(qū),易于控制交叉污染的危害。嚴鶴峰[7]、周慶生[8]等人在節(jié)能技術(shù)的研究中,介紹了定向流技術(shù)、能量回收裝置等節(jié)能措施,與傳統(tǒng)的技術(shù)相比節(jié)省人力與財力投資,進一步降低運行能耗,而我們根據(jù)不同區(qū)域的劃分應(yīng)用不同的變頻空調(diào)系統(tǒng),不用不開;采用屏障系統(tǒng)與IVC相結(jié)合的飼養(yǎng)模式,在夜間或無人工作時段,維持屏障系統(tǒng)通風量的同時可降低換次次數(shù),節(jié)約能耗[9];在滿足設(shè)備對凈高的需求,適當降低系統(tǒng)室內(nèi)凈高,使凈高達國標最低標準2.5m,局部區(qū)域為2.4m,減少冷熱負荷[10]。
5結(jié)語
對實驗動物屏障系統(tǒng)的改造設(shè)計與建設(shè)過程中,要遵循因地制宜的利舊原則[11],充分利用新理念、新產(chǎn)品、新技術(shù),降低能耗、節(jié)約運營成本、提高飼養(yǎng)水平,為實驗動物屏障環(huán)境系統(tǒng)標準化、規(guī)范化及信息化建設(shè)與管理提供基礎(chǔ)支撐。
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1.1實驗動物科學的概念
實驗動物科學(Laboratory Animal Sciences)是以實驗動物資源研究、質(zhì)量控制和利用實驗動物進行科學實驗的一門綜合性學科。在《學科分類與代碼標準》(GB/T13745-1992)中,與實驗動物科學有關(guān)的學科分別是“實驗動物學”、“醫(yī)學實驗動物學”、“比較病理學”等,分別歸屬于動物學和基礎(chǔ)醫(yī)學等。實驗動物科學誕生于20世紀50年代初期,現(xiàn)在已發(fā)展成為一門獨立的、綜合性的基礎(chǔ)科學,它是融合生物學、動物學、獸醫(yī)學和醫(yī)學等科學,并引用了其它自然科學的成就發(fā)展起來的。因此這門科學是綜合性的,它所涉及到的知識面很廣泛,不僅要以生物學、醫(yī)學、藥學、獸醫(yī)學、畜牧學等為對象,以遺傳學、育種學、病理學、生理學、營養(yǎng)學、微生物學等為基礎(chǔ),還要引用機械工程學、環(huán)境衛(wèi)生學、建筑學等科學,對實驗動物和動物實驗方法進行開發(fā)和研究。簡言之,實驗動物科學是以生物特性、飼養(yǎng)繁殖、遺傳育種、質(zhì)量控制、疾病防治和開發(fā)應(yīng)用的科學。
1.2實驗動物科學的研究內(nèi)容
實驗動物學(laboratory animal science)是以實驗動物為主要研究對象,并將培育的實驗動物應(yīng)用于生命科學等研究領(lǐng)域的一門綜合性基礎(chǔ)學科。概括地講,實驗動物學包括了實驗動物繁育和實驗動物應(yīng)用兩部分內(nèi)容。前者主要圍繞實驗動物種質(zhì)培育和保存、生物學特性、生活環(huán)境、飼養(yǎng)繁殖與管理、質(zhì)量控制、野生動物及家畜禽的實驗動物化等開展有關(guān)研究,使實驗動物品種、品系不斷增加,質(zhì)量不斷提高,最終達到規(guī)范化和標準化的要求。后者主要以各學科的研究目的為目標,研究實驗動物的選擇、動物實驗的設(shè)計、試驗方法與技術(shù)、動物模型的制造、影響動物實驗結(jié)果各因素的控制以及在試驗中實驗動物反應(yīng)的觀察和結(jié)果外延分析等,以保證科研教學活動中動物實驗的質(zhì)量。實驗動物學研究范疇包括實驗動物生物學、實驗動物環(huán)境生態(tài)學、實驗動物遺傳學、實驗動物營養(yǎng)學、實驗動物微生物學和寄生蟲學、實驗動物醫(yī)學、比較醫(yī)學、動物實驗技術(shù)、實驗動物福利、動物實驗倫理學、動物實驗替代方法學等內(nèi)容。隨著實驗動物科學的發(fā)展,實驗動物科學與生命科學、醫(yī)學、藥學、制藥工業(yè)、化學工業(yè)、航空航天、環(huán)境保護、生物安全、生態(tài)保護等許多學科和行業(yè)結(jié)合越來越密切,已經(jīng)起到舉足輕重的支撐作用。
1.3實驗動物科學的地位與作用
實驗動物是“活的精密儀器和試劑”,是生命科學、醫(yī)學和藥學等諸多領(lǐng)域的科技支撐條件,是四大科技支撐條件中最不可控的條件。隨著我國改革開放和世界經(jīng)濟科技一體化進程的推進,設(shè)備、試劑、信息已不是科學研究的制約因素,而實驗動物已成為生命科學、醫(yī)學、藥學等領(lǐng)域影響研究課題的確立和研究成果水平高低的最重要因素。實驗動物科學的發(fā)展直接將許多領(lǐng)域的研究引入新的境地。近交系動物的培育為遺傳學研究、育種學研究和免疫學等研究開辟了新的研究思路和研究手段。免疫缺陷動物的成功培育對于器官移植、組織細胞移植、腫瘤學研究、免疫學研究起到了巨大的推動作用?;蚬こ虅游锸构δ芑蚪M學研究迅速發(fā)展,生物反應(yīng)器和人工改造動物成為可能,為比較醫(yī)學提供了研究基礎(chǔ),也成為揭示生命科學本質(zhì)和了解病理機制的重要途徑。
1.3.1實驗動物科學是生命科學進步的基石
實驗動物科學是現(xiàn)代科學技術(shù)的重要組成部分,不僅是生命科學研究的支撐,也是生命科學研究的前沿,生命科學的進步離不開實驗動物科學的發(fā)展。實驗動物科學已經(jīng)融入到許多前沿科學中,例如,利用基因工程動物進行功能基因組研究;研究新藥的靶基因、靶器官、作用機理和毒性作用,通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)研制現(xiàn)代醫(yī)藥工業(yè)的生物反應(yīng)器等,通過病原微生物的感染動物模型,研究傳播途徑、傳播規(guī)律,研究發(fā)病機制,研究預(yù)防、治療措施,藥物疫苗的創(chuàng)制與開發(fā)等。
1.3.2實驗動物科學對于人類健康和醫(yī)藥學的進步起著關(guān)鍵性作用
隨著社會的進步和生活水平的提高,作為醫(yī)藥學研究不可替代的重要支撐,尤其是與醫(yī)學的進一步融合,比較醫(yī)學和轉(zhuǎn)化醫(yī)學的發(fā)展和崛起,實驗動物科學對于生命基本規(guī)律和機理的闡明,對于人類疾病的發(fā)病機理、治療、藥物研發(fā)所起的作用越來越不可或缺。
1.3.3普及實驗動物科學知識
實驗動物科技已成為保障現(xiàn)代科學實驗研究的重要支撐條件。所以,普及實驗動物科學知識,宣傳我國實驗動物科技成就,管理法制化、質(zhì)量標準化、技術(shù)規(guī)范化行業(yè)特色,以及實驗動物倫理、福利和替代研究進展,引導(dǎo)公眾科學認識實驗動物和動物實驗,感受先進科學技術(shù)帶給人類的福祉。支持和促進實驗動物學發(fā)展,營造和諧、創(chuàng)新、可持續(xù)發(fā)展的社會環(huán)境。
總之,實驗動物科學作為現(xiàn)代科學技術(shù)的重要組成部分,是衡量一個國家、地區(qū)或單位科學研究水平的重要標志,也與人們的生活和健康息息相關(guān)、緊密相連。實驗動物科學的發(fā)展不僅僅是科學家的責任與義務(wù),也是政府和全社會的責任與義務(wù)。
2 實驗動物學科特點、發(fā)展動態(tài)、發(fā)展模式
2.1實驗動物學科特點
實驗動物是一種遺傳限定動物,是根據(jù)科學研究需要在實驗室條件下有目的、有計劃地進行人工馴養(yǎng)、繁殖和科學培育獲得的動物。實驗動物來源于野生動物、經(jīng)濟動物、觀賞動物,又不同于野生動物、經(jīng)濟動物、觀賞動物等“實驗用動物”,它既具有野生動物的共性,同時又有生物學特性明確、遺傳背景清楚、表型均一、對刺激敏感性和反應(yīng)性一致的特點。這些自身特點有利于僅用于少量動物就能獲得精確、可靠的動物實驗結(jié)果,并具有良好的可重復(fù)性,因而廣泛用于生物學、醫(yī)學及藥學科研與教學。
實驗動物能復(fù)制多種疾病的模型。由于人類各種疾病的發(fā)生、發(fā)展十分復(fù)雜。要揭示疾病發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律,不可能完全在人身上進行,以人為實驗對象在道義上和法學上往往受到種種限制。人類的疾病均可利用現(xiàn)代醫(yī)學實驗技術(shù)通過實驗動物復(fù)制和模擬出相應(yīng)的人類疾病的動物模型,用實驗動物模擬人類疾病過程,觀察藥物及其他各種因素對生物體機能、形態(tài)及遺傳學的影響,既方便、有效、可比性高,又易于管理和操作。
實驗動物作為生命科學研究的基礎(chǔ)和重要支撐條件,它的重要性隨著生命科學的飛速發(fā)展愈來愈得到充分的體現(xiàn)。可以說實驗動物科技發(fā)展水平在某些領(lǐng)域的研究中,已經(jīng)成為關(guān)鍵性的制約因素。實驗動物科學的發(fā)展和水平的提高不斷地將生命科學研究推向更高的層次,同時,生命科學的發(fā)展也給實驗動物科學的發(fā)展提出了新的更高的要求,為實驗動物科學的發(fā)展創(chuàng)造出更為廣泛的發(fā)展空間。在一定意義上,實驗動物科學的發(fā)展水平,代表著一個國家或地區(qū)生命科學的發(fā)展水平。
2.2國內(nèi)外實驗動物學科發(fā)展動態(tài)
2.2.1發(fā)達國家實驗動物學科發(fā)展動態(tài)
世界上一些發(fā)達國家,如美、英、德、法、澳、日等國,對實物動物高度重視,均已實現(xiàn)實驗動物生產(chǎn)的標準化、社會化和商品化。他們有完整的組織管理機構(gòu),其管理已納入法制化管理軌道。目前,國際實驗動物界共同關(guān)心的問題是圍繞對動物福利的關(guān)注和滿足科學研究對高質(zhì)量的實驗動物的需求兩個方面。各國也相繼制定了各種有關(guān)的法律法規(guī)。對實驗動物的飼養(yǎng)管理與使用提出一系列規(guī)范化要求。
發(fā)達國家以美、歐、日本為代表,實驗動物科學的發(fā)展經(jīng)歷了幾十年的積累,已經(jīng)形成了相對完善的學科體系,在科學研究、資源建設(shè)、技術(shù)平臺建設(shè)、科學管理等方面都得到了全面發(fā)展。基本現(xiàn)狀是:常用實驗動物及相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)供應(yīng)商品化、社會化,標準化質(zhì)量管理行業(yè)化,實驗動物保種和新資源開發(fā)政府資助的公益化,科學研究資助力度加大化,動物實驗技術(shù)規(guī)范化。尤其在科學研究、保種育種和新資源開發(fā)方面,政府投入力度非常大,有利地促進了生命科學研究的發(fā)展,取得了豐碩成果。
2.2.2國內(nèi)實驗動物學科發(fā)展動態(tài)
為加快我國實驗動物學科的發(fā)展,1988年,我國頒布《實驗動物管理條例》,在此之后陸續(xù)頒布了10條配套法規(guī),規(guī)范了實驗動物管理、許可證制度、種質(zhì)中心、質(zhì)量檢測網(wǎng)絡(luò)和動物福利等方面。各省、市、自治區(qū)也結(jié)合各自實際情況制定了相應(yīng)的管理法規(guī)和規(guī)章制度。已經(jīng)形成了具有我國特色的實驗動物法制化、規(guī)范化管理體制。
為保障實驗動物質(zhì)量,國家資助基本建成了包括啃齒類、實驗犬、兔、禽類、小型豬和實驗靈長類的國家動物種子中心和種植資源基地網(wǎng)絡(luò)。成立了國家省市兩級實驗動物質(zhì)量檢測體系。已經(jīng)形成低等級小動物使用量不斷減少,SPF級、基因工程動物和疾病動物模型使用量不斷增加的局面。調(diào)查發(fā)現(xiàn),我國實驗動物生產(chǎn)量已達到1900萬只的規(guī)模,使用量也高達1600萬只,高于歐盟25國的總和――1210萬只,成為實驗動物生產(chǎn)和使用大國。國內(nèi)機構(gòu)從原來單一的生產(chǎn)逐步向多元化發(fā)展,最直接地參與動物實驗服務(wù)和拓展業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向其他相關(guān)產(chǎn)品和業(yè)務(wù)。
2.2.3福建省實驗動物學科發(fā)展動態(tài)
我省實驗動物科技工作起步較早,在1993年就提出并實施省實驗動物公共實驗室建設(shè)計劃。近年來,福建省科技廳先后資助建立了4個實驗動物科技平臺。動物實驗服務(wù)體系基本建立。我省在實驗動物工作在法制化管理、質(zhì)量控制、資源建設(shè)和人才教育與培訓等諸多方面開展了卓有成效的工作,實驗動物科學學科體系基本建立。
(1)實驗動物管理體系現(xiàn)狀。1988年頒布的《實驗動物管理條例》明確規(guī)定,國家科委主管全國實驗動物工作,省、自治區(qū)、直轄市科技管理部門主管本地區(qū)的實驗動物工作,國務(wù)院各有關(guān)部門負責管理本部門的實驗動物工作。按照職能分工,福建省科技廳主管全省實驗動物工作,負責制定實驗動物科技發(fā)展規(guī)劃,印制、發(fā)放和管理實驗動物許可證,以科技項目經(jīng)費支持實驗動物科學研究。1991年成立的福建省實驗動物管理委員會(以下簡稱“省動管會”)由省科技廳等有關(guān)政府職能部門領(lǐng)導(dǎo)及專家組成,省動管會主要是宏觀上對實驗動物科技領(lǐng)域依法實施科學管理的執(zhí)行機構(gòu)。近年來,我省強化了實驗動物法制化管理,調(diào)整了省實驗動物管理委員會成員,頒發(fā)了《福建省實驗動物許可證驗收細則(修訂)》、印發(fā)《福建省實驗動物許可證管理辦法》等文件,已經(jīng)建立了較為完善的組織機構(gòu)管理體系、政策法規(guī)體系和質(zhì)量保障體系。
(2)構(gòu)建了實驗動物技術(shù)服務(wù)平臺。近5年來,省科技廳采取“科學規(guī)劃、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、激勵共享、分期實施、滾動支持”的方式,累計資助1 500萬元,先后建立了福建醫(yī)科大學鼠類動物實驗技術(shù)服務(wù)平臺、福建中醫(yī)藥大學兔類動物實驗技術(shù)服務(wù)平臺、福建省人口與計劃生育科研所非人靈長類實驗動物技術(shù)服務(wù)平臺和廈門大學轉(zhuǎn)基因與基因敲除小鼠培育與研究共用技術(shù)服務(wù)平臺。
(3)實行實驗動物許可證制度及從業(yè)人員崗位資格認可證制度。實驗動物許可證經(jīng)審核合格由省科技廳發(fā)放認定,從業(yè)人員崗位資格認可證經(jīng)培訓考核合格由省實驗動物管理委員會辦公室發(fā)放認定,“十一五”期間,累計培訓學員1 000余人次,有效提升從業(yè)人員素質(zhì)。實驗動物設(shè)施內(nèi)環(huán)境指標檢測報告由省實驗動物質(zhì)量檢測中心出具(該中心于1996年通過福建省技術(shù)監(jiān)督局計量認證,2001年被國家科技部認證為省級實驗動物環(huán)境檢測機構(gòu))。
(4)實驗動物設(shè)施建設(shè)和資源發(fā)展迅速。截至2012年6月,全省飼育、使用實驗動物的單位近50家,其中有34家取得實驗動物許可證,生產(chǎn)使用實驗動物達10余個品種品系,2011年動物的使用量約12萬只,生產(chǎn)量約4萬只,其中實驗大小鼠用量占85%。全省共有實驗動物設(shè)施12000m2,通過許可證評審并能正常開展工作的屏障系統(tǒng)以上級別實驗動物設(shè)施6000m2。其中,福建中醫(yī)藥大學清潔級及SPF級動物實驗設(shè)施達2100m2;福建醫(yī)科大學已建成并通過驗收的實驗動物設(shè)施3000多m2,特別是正在施工的1200m2的GLP實驗大樓,將為我省新藥臨床前安全性評價創(chuàng)造了條件;福州總醫(yī)院1800m2和廈門大學6000m2的實驗動物中心大樓已經(jīng)建成。近期擬提交驗收。這些都將為我省實驗動物的科研及實驗工作打下堅實的基礎(chǔ)。
(5)建立福建實驗動物信息網(wǎng)。經(jīng)過多年的努力,建立了福建實驗動物信息網(wǎng),實現(xiàn)全省實驗動物信息資源的整合;并通過與中國實驗動物信息網(wǎng)、福建科技信息網(wǎng)和實驗動物許可證管理系統(tǒng)的鏈接,實現(xiàn)信息共享。目前,實驗動物信息網(wǎng)調(diào)研收集整理了大量第一手寶貴的資料,可為用戶提供信息瀏覽、產(chǎn)品搜索和信息等服務(wù),信息量包括政策法規(guī)、國家標準、許可證專欄、學習園地、知識之窗等12個欄目,現(xiàn)有信息已達20000余條。
(6)充分發(fā)揮實驗動物學會的作用。我省于1993年成立省級實驗動物學會,業(yè)務(wù)主管部門為福建省科協(xié)。實驗動物學會作為一個群眾性的團體組織,充分發(fā)揮學會的專家團隊作用,解決了我省專門從事實驗動物科學高級專業(yè)技術(shù)人員不足的問題,極大地發(fā)揮學會在學術(shù)交流、科學普及、科技咨詢等方面的作用。
(7)實驗動物科學研究取得重要進展。據(jù)不完全統(tǒng)計,近5年我省實驗動物科學獲國家、省級科研項目(課題)12項,科研經(jīng)費700萬元,發(fā)表SCI論文10篇,核心期刊論文30余篇;其中,福建省科學技術(shù)廳和廈門大學聯(lián)合創(chuàng)立的“福建省轉(zhuǎn)基因與基因敲除小鼠培育與研究共用技術(shù)服務(wù)平臺”繼之前在省內(nèi)率先成功完成了多個轉(zhuǎn)基因小鼠品系的創(chuàng)建之后,最近又成功構(gòu)建了福建省首例基因敲除小鼠,該項目得到了國內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注與認可。
2.3國內(nèi)外實驗動物學科發(fā)展模式
2.3.1發(fā)達國家實驗動物學科發(fā)展模式
發(fā)達國家的實驗動物在市場經(jīng)濟制約下,已經(jīng)成為專業(yè)化商品,并形成了實驗動物產(chǎn)業(yè),這一產(chǎn)業(yè)以實驗動物的生產(chǎn)供應(yīng)為主體,同時也包括相關(guān)產(chǎn)品如飼料、墊料、籠具、儀器設(shè)備及工程設(shè)施的商品化、社會化和產(chǎn)業(yè)化。這種在市場競爭下所形成的商品化生產(chǎn)供應(yīng)和社會化服務(wù)的發(fā)展模式適應(yīng)市場經(jīng)濟發(fā)展,也是我們發(fā)展實驗動物科技可以借鑒的模式之一。
在美國,生物科學課題投資的40%涉及實驗動物,而60%的生物學科研課題需要實驗動物,國家衛(wèi)生署每年用于實驗動物的經(jīng)費是4億美元,全美有1300個有關(guān)實驗動物科技工作的生產(chǎn)與研究單位。美國NIH實驗動物資源中心和杰克遜實驗室,是世界上最大的遺傳保種和遺傳研究中心,僅NIH實驗動物資源中心就維持著250種近交系大小鼠。創(chuàng)立于40年代的美國查理士河公司的產(chǎn)品約占美國實驗動物市場60%的份額,歐洲市場80%的份額。該公司在市場經(jīng)濟的競爭中,從一間車庫開始,發(fā)展成為目前世界上最大規(guī)模的實驗動物供應(yīng)商,在18個國家和地區(qū)擁有獨資和合資的分公司。
歐洲國家已建立全國性的、現(xiàn)代化的實驗動物中心、研究中心及輔助用品的生產(chǎn)公司。而在上世紀50年代建立的英國實驗動物中心和法國實驗動物中心在70年代相繼關(guān)閉,德國實驗動物中心在經(jīng)過嚴格審查后才得以保留。在歐洲產(chǎn)生這種局面的原因主要是由于這些機構(gòu)的發(fā)展方向沒能針對實驗動物自身學科發(fā)展要求運轉(zhuǎn),偏離了對實驗動物學科自身的研究,同時也偏離了市場經(jīng)濟的軌道,已經(jīng)不再從事實驗動物的研究。
日本于上世紀70年代起開始有計劃地在各個國立研究機構(gòu)和大學建立現(xiàn)代化的動物實驗設(shè)施,并且很快實現(xiàn)實驗動物的商品化、標準化。2000年5月建成的日本熊本大學動物資源開發(fā)研究中心保存有已育成的與人類疾病相近似的病理動物模型417種。在實驗動物的生產(chǎn)、培育方面,日本在國際上占有明顯優(yōu)勢。全國專門生產(chǎn)實驗動物的公司有50多個,大小鼠每年使用數(shù)為1560萬只,但40%的實驗動物仍需要從美國進口。
2.3.2國內(nèi)實驗動物學科發(fā)展模式
經(jīng)過20多年的努力,我國的實驗動物科技工作取得長足的進步。目前我國大約有300多家有一定規(guī)模的實驗動物生產(chǎn)單位,每年生產(chǎn)實驗動物達1900萬只,大小鼠品系50多個,其中SPF級動物產(chǎn)量占年產(chǎn)量的5%~8%,并逐年增加,在數(shù)量上基本滿足科研需要。已經(jīng)建立了國家嚙齒類實驗動物種子中心、國家實驗動物質(zhì)量檢測中心和國家實驗動物質(zhì)量檢測網(wǎng)絡(luò)。各省市根據(jù)當?shù)氐木唧w情況,提出并建立適合實際的發(fā)展模式,已形成了地區(qū)性生產(chǎn)基地,開始向生產(chǎn)規(guī)?;⒐?yīng)社會化方向發(fā)展。
(1)實驗動物技術(shù)服務(wù)平臺建設(shè)。近年來,國家和地方實驗動物科技平臺建設(shè)速度很快,已逐步形成一個有機整體。國家層面為加快實驗動物標準化、規(guī)范化,全面提升我國實驗動物整體水平,建立實驗動物平臺為全社會提供資源和技術(shù)服務(wù)支撐,初步建成的實驗動物平臺包括實驗動物信息平臺、實驗動物遺傳資源共享平臺、實驗動物種質(zhì)資源的保存與共享平臺、實驗動物公共服務(wù)平臺、靈長類GLP動物實驗平臺和比較醫(yī)學技術(shù)共享平臺。按照國家建立技術(shù)服務(wù)平臺的要求,全國已有17個省(市、區(qū))從本地實際需求出發(fā)立項建設(shè)實驗動物平臺,突出為本地產(chǎn)業(yè)和企業(yè)發(fā)展提供服務(wù),突出為本地科技活動的中下游提供支撐,突出區(qū)域特色和優(yōu)勢。
(2)中外合資模式。上海西普爾一必凱實驗動物有限公司成立于1989年10月,系上海市計劃生育科學研究所與英國B&K環(huán)球有限公司合資的國內(nèi)首家生產(chǎn)高質(zhì)量實驗動物的企業(yè)。主要從事大小鼠、犬、兔、獼猴等實驗動物的繁育生產(chǎn)及全價顆粒飼料的生產(chǎn),并向社會提供技術(shù)咨詢服務(wù)。該公司每年向社會提供大小鼠達30萬只和部分兔、犬、猴等標準化實驗動物,并向國外出口,為探索中外合資模式發(fā)展我國實驗動物產(chǎn)業(yè)積累了經(jīng)驗。
2.3.3福建省實驗動物學科發(fā)展模式
《實驗動物管理條例》頒布后,福建省科技廳于1 990年提出并實施實驗動物重點實驗室建設(shè)計劃,通過重點實驗室建設(shè)承擔全省實驗動物生產(chǎn)供應(yīng)、檢測和培訓的發(fā)展模式,以期實現(xiàn)到2000年四大實驗動物重點實驗室聯(lián)手建成能承擔風險,有一定社會和經(jīng)濟效益、自負盈虧、全方位開放,全省性實驗動物生產(chǎn)、供應(yīng)、科研一體化的企業(yè)集團。該發(fā)展模式預(yù)期目標未能實現(xiàn),但仍為我省實驗動物事業(yè)的發(fā)展起到一定的作用。
為落實福建省“十一五”科技發(fā)展規(guī)劃綱要,規(guī)范科技創(chuàng)新平臺建設(shè)與管理,促進科技資源的合理配置與共享,為科技創(chuàng)新活動提供良好條件,福建省科技廳采用“科學規(guī)劃、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、激勵共享、分期實施、滾動支持”的管理方式,先后扶持建立了鼠類、兔類、非人靈長類和轉(zhuǎn)基因與基因敲除小鼠培育與研究共用四個技術(shù)服務(wù)平臺。通過法律地位確立、政策法規(guī)確定和管理辦法制定三個要素的有機組合,推動資源整合,促進實驗動物生產(chǎn)、使用和研究、開發(fā)的有機結(jié)合。實踐證明,實驗動物科學的發(fā)展離不開法規(guī)制定、政策引導(dǎo)、監(jiān)督管理和財政的資金扶持和培育。
3 福建省實驗動物學科發(fā)展趨勢預(yù)測
3.1實驗動物的管理走向法制化
實驗動物管理的法制化是推進依法行政的需要。按照《許可法》的要求,完善實驗動物的法制化才能為在我省范圍內(nèi)實施實驗動物管理行政許可提供法律支撐,這是加強生物安全和社會安全的需要,也是現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展的需要。通過實驗動物的法制化可以有效促進實驗動物產(chǎn)業(yè)化和生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
3.2實驗動物種質(zhì)資源擴大和質(zhì)量提高
我國自1997年開始,在實驗動物種子資源的保存和利用方面投入大量的資金,設(shè)立了國家嚙齒類實驗動物種子中心和分中心,已經(jīng)初步建立了種子網(wǎng)絡(luò)體系。用于科研的實驗動物種類,從嚙齒類、兔、犬到實驗非人靈長類動物不斷擴大。實驗動物使用總量下降,高質(zhì)量實驗動物使用量增加,實驗動物品種、品系增加,用于科研方面的嚙齒類普及清潔級,部分實驗室將使用悉生動物和無菌動物。
3.3實驗動物福利
動物實驗替代方法的3R理論已被愈來愈多的科學家所接受,并在實際研究工作中得到了廣泛的應(yīng)用,對推動生命科學以及相關(guān)學科研究的發(fā)展起到了重要作用。探索能夠達到相同目的或獲得相同結(jié)果的動物實驗替代方法是今后我省實驗動物工作的發(fā)展趨勢。
3.4實驗動物標準化建設(shè)
實驗動物標準化建設(shè)是實驗動物科學發(fā)展的重點,質(zhì)量管理是實驗動物管理的核心。我國通過立法,實施實驗動物的許可證制度和統(tǒng)一的國家技術(shù)標準,提高了實驗動物的質(zhì)量,保證了人員安全,也保護了動物福利,推動了實驗動物學科的快速發(fā)展,但是,伴隨著生命科學發(fā)展,實驗動物標準化管理體系不健全等深層次的問題仍然存在,迫切需要加以系統(tǒng)研究和完善。
4 福建省實驗動物學科面臨的挑戰(zhàn)
21世紀,科學技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和世界經(jīng)濟一體化,對生命科學、醫(yī)藥研究提出了新的要求,為實驗動物學的發(fā)展提出了挑戰(zhàn),當前我省實驗動物體系存在品種資源短缺、創(chuàng)新能力不足、政策法規(guī)和質(zhì)量標準體系不健全、保障體系薄弱、共享機制不完善等諸多問題。
4.1實驗動物資源不能完全滿足科學研究的需要
我省常用實驗動物品種品系單一,規(guī)模偏小,有時需要從外省引進,實驗動物資源不能完全滿足科學研究的需要。
4.2實驗動物標準化管理存在漏洞
實驗動物法律法規(guī)體系不健全,個別單位存在有法不依、有標準不遵守現(xiàn)象。實驗動物福利倫理認識程度低,缺乏實驗動物福利倫理審查規(guī)范和機制。
4.3實驗動物及其相關(guān)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化、商品化、市場化程度低
符合質(zhì)量要求的常用實驗動物及相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)供應(yīng)不足,缺少政府的扶持和資助,難以保持,更不能形成產(chǎn)業(yè)化局面。
4.4從業(yè)人員素質(zhì)有待提高,高水平創(chuàng)新型人才匱乏
具有一定實驗動物專業(yè)知識的技術(shù)人員,是保證實驗動物科技工作質(zhì)量的先決條件和基本保證。雖我省實驗動物從業(yè)人員逐年增加,由于從業(yè)人員素質(zhì)參差不齊和缺乏專業(yè)系統(tǒng)教育,省內(nèi)符合第一任職要求的實驗動物科技工作者少,高層次創(chuàng)新型人才匱乏,有必要集中省內(nèi)優(yōu)勢技術(shù)力量和資源,建立健全系統(tǒng)而科學的教學體系和教學內(nèi)容,從而提高實驗動物從業(yè)人員的整體素質(zhì)。
5 福建省實驗動物科技面臨的機遇
5.1時代機遇
隨著比較醫(yī)學和轉(zhuǎn)化醫(yī)學的發(fā)展和崛起,作為生命科學、醫(yī)學研究不可替代的重要支撐的實驗動物科學,對于人類疾病的發(fā)病機理、治療、藥物研發(fā)所起的作用越來越不可或缺。發(fā)達國家大型實驗動物資源匱乏、動物實驗成本高、動物保護主義運動影響以及動物福利和倫理學的要求,動物實驗特別是大型實驗動物臨床前研究呈現(xiàn)出向中國、印度等發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移的顯著趨勢,為我國承接國際醫(yī)藥動物實驗業(yè)務(wù)帶來了機遇。
5.2政策機遇
目前,科技部正在努力打造科研基礎(chǔ)平臺,加強科研基礎(chǔ)條件建設(shè),以滿足科技創(chuàng)新和社會經(jīng)濟發(fā)展的需要為宗旨,加強我國實驗材料資源的收集、搶救、整理、整合、保存,根據(jù)實驗材料的描述標準和規(guī)范,實現(xiàn)實驗材料的數(shù)據(jù)化,建立E平臺,實現(xiàn)實驗材料資源的信息共享和實物共享。我國科技規(guī)劃中提出:在“十一五”期間,建立以國家實驗動物種質(zhì)資源中心為核心、20~30個功能獨特的實驗動物種源單位共同形成的結(jié)構(gòu)完整、功能齊全、技術(shù)先進并與國際接軌的中國實驗動物種質(zhì)資源網(wǎng)絡(luò)平臺。在保證實驗動物質(zhì)量和實驗動物品種(系)與類型多樣性的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)實驗動物種質(zhì)資源共享。這無疑是實驗動物科學發(fā)展的強大推動力。
5.3產(chǎn)業(yè)機遇
醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,為實驗動物科學發(fā)展提供了機遇。在發(fā)達國家,人口、健康和醫(yī)藥衛(wèi)生高新技術(shù)發(fā)展迅速,其產(chǎn)業(yè)規(guī)模和產(chǎn)值迅猛增長。我國生物技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展取得顯著成績,國家“863”計劃、科技“攻關(guān)”計劃都將生物技術(shù)列入重點支持領(lǐng)域。而醫(yī)藥、生物技術(shù)日新月異,對實驗動物科學發(fā)展提出了更高的要求。
6 福建省實驗動物科學發(fā)展思路和目標
6.1發(fā)展思路
以提高我省生命科學研究和生物醫(yī)藥技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展為目標,以實驗動物技術(shù)服務(wù)平臺建設(shè)為重點,大力推進實驗動物資源整合和優(yōu)化配置,加大實驗動物科研及質(zhì)量監(jiān)控力度,完善法制建設(shè),努力培育我省實驗動物產(chǎn)業(yè),走出既符合國情,又有福建特色的實驗動物科技發(fā)展道路,為我省生命科學發(fā)展提供保障。
6.2發(fā)展目標
(1)到2015年,建立能生產(chǎn)并滿足全省大動物和常用清潔級以上實驗大小鼠需求量的供應(yīng)體系。合格實驗動物生產(chǎn)量達10萬只,其中清潔級以上實驗大小鼠8萬只,普通級實驗兔1萬只,實驗用猴和實驗比格犬3000只。建成能滿足我省生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的動物實驗技術(shù)服務(wù)和信息服務(wù)平臺,基本實現(xiàn)實驗動物保種、繁殖、生產(chǎn)、供應(yīng)與使用的標準化和社會化,為我省生命科學和生物醫(yī)藥發(fā)展提供有力的基礎(chǔ)條件保障。
(2)實驗動物質(zhì)量保障體系基本建立。實驗動物質(zhì)量檢測體系進一步完善,實驗動物質(zhì)量檢測的快速診斷技術(shù)及其應(yīng)急系統(tǒng)基本建立;基本形成實驗動物檢測、自檢和抽檢相結(jié)合的質(zhì)量檢測體系。
(3)實驗動物科研水平顯著提高。閩臺實驗動物科技創(chuàng)新暨轉(zhuǎn)基因培育與研究技術(shù)服務(wù)合作基地的建立,轉(zhuǎn)基因培育與研究共用技術(shù)、保種與生產(chǎn)能力進一步提升。到2015年底,基因工程小鼠達300種,開展轉(zhuǎn)基因大鼠或轉(zhuǎn)基因豬等轉(zhuǎn)基因大動物的創(chuàng)建與研發(fā);福建黃兔人工種群的生物凈化暨實驗動物化研究及應(yīng)用取得實質(zhì)性進展。
7 福建省實驗動物科學發(fā)展的戰(zhàn)略任務(wù)
7.1實驗動物法制化管理體系的完善
法規(guī)制度體系建設(shè)。爭取在2013年將《福建省實驗動物管理辦法》列入省政府立法計劃項目,“十二五”期間完成省政府立法并實施;同時完善和修訂相關(guān)管理制度并實施。
法制化管理體系的建設(shè)。充實和調(diào)整福建省實驗動物專家組,真正發(fā)揮專家組在我省開展實驗動物發(fā)展研究、為我省實驗動物法制化管理和相關(guān)政策法規(guī)的制定等方面的指導(dǎo)和咨詢作用。
建立管理信息系統(tǒng)。在現(xiàn)有的福建實驗動物信息網(wǎng)頁上增加實驗動物學會活動窗口,加強實驗動物信息網(wǎng)后臺管理建立實驗動物信息網(wǎng)的專業(yè)信息平臺,加大實驗動物科技宣傳力度,使社會各方全面、準確地理解和執(zhí)行國家實驗動物管理條例。
實施應(yīng)急反應(yīng)體系。為控制實驗動物疫病的發(fā)生和傳播,保證實驗動物質(zhì)量及其動物實驗結(jié)果的準確可靠,建立和完善與相關(guān)部門聯(lián)動機制,制定和重大實驗動物疫病控制應(yīng)急預(yù)案,形成全省性的重大動物疫病控制應(yīng)急體系,保證和促進實驗動物持續(xù)健康發(fā)展。
7.2加強行政執(zhí)法管理力度
在科技計劃立項、成果管理活動中加強有關(guān)實驗動物質(zhì)量和動物實驗條件的審核,強化監(jiān)督管理,切實有效地發(fā)揮其職能。應(yīng)用不合格實驗動物或未取得實驗動物使用許可證進行的科學實驗、檢定,其實驗、檢定結(jié)果無效,科研項目不予以立項。
加大實驗動物質(zhì)量管理力度,優(yōu)化資源配置,完善省實驗動物質(zhì)量監(jiān)督檢測體系,建立實驗動物質(zhì)量抽查和報告制度。全面推行實驗動物許可證制度,嚴禁未取得生產(chǎn)許可證或不合格的動物進入流通渠道。
加強本省行政區(qū)域內(nèi)實驗動物行政執(zhí)法工作力度,建議設(shè)立實驗動物質(zhì)量監(jiān)督員、實驗動物信用管理、實驗動物質(zhì)量通報和信息公開制度,接受社會監(jiān)督。
7.3健全實驗動物質(zhì)量保障體系
7.3.1規(guī)范實驗動物質(zhì)量檢測管理。省實驗動物質(zhì)量檢測中心必須進一步規(guī)范質(zhì)檢工作,加強實驗動物監(jiān)測與管理,嚴格執(zhí)行許可證制度,開展實驗動物質(zhì)量檢測新項目、新方法、新技術(shù)的研究。
7.3.2全面實施實驗動物國家新標準。為保證對新版標準的貫徹實施,應(yīng)開展實驗動物國家新標準宣貫會,全新解讀新版國家標準內(nèi)容和標準編制中規(guī)范性技術(shù)要素的確定,推動實驗動物質(zhì)量的提高及動物實驗技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展,以滿足實驗與科研工作的需要。
7.3.3加強從業(yè)人員隊伍建設(shè)。我省缺乏掌握實驗動物科技管理技術(shù)的高端人才和復(fù)合型人才;從業(yè)人員的學歷層次、專業(yè)化水平和整體素質(zhì)有待提高。必須進一步加強從業(yè)人員隊伍建設(shè),努力提高從業(yè)人員的政治思想素質(zhì)、職業(yè)道德水準和業(yè)務(wù)技能,建立技術(shù)力量雄厚、人才結(jié)構(gòu)合理的創(chuàng)新團隊,為我省實驗動物科技發(fā)展提供強有力的人才支撐和智力支持。
7.4實驗動物技術(shù)服務(wù)平臺建設(shè)
7.4.1建立閩臺實驗動物科技創(chuàng)新暨轉(zhuǎn)基因培育與研究技術(shù)服務(wù)合作基地。隨著海峽兩岸整體經(jīng)濟水平和科技能力的提升,生物技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域等也將逐步提出對轉(zhuǎn)基因/基因剔除小鼠模型動物的需求。所以,開展轉(zhuǎn)基因培育與研究共用技術(shù)、保種與生產(chǎn),供應(yīng)生命科學研究所需要的特種實驗動物、以滿足實驗動物科技日新月異的發(fā)展需要。
7.4.2建立開放系統(tǒng)動物實驗技術(shù)服務(wù)基地。隨著經(jīng)濟發(fā)展和科技進步,省內(nèi)對大動物實驗的需求將逐年增加,所以,開展大動物(犬、豬、羊)動物實驗技術(shù)服務(wù)、動物實驗技術(shù)培訓、實驗動物共享數(shù)據(jù)庫、實驗動物設(shè)備設(shè)施共享、大動物調(diào)劑供應(yīng),以滿足省內(nèi)動物實驗所需的大動物(犬、豬、羊)逐年上升的需求。
7.4.3建立福建實驗動物科普、倫理和遠程教育基地。通過該基地建設(shè),提高實驗動物管理工作質(zhì)量和水平,維護動物福利,促進人與自然和諧發(fā)展,適應(yīng)科學研究、經(jīng)濟建設(shè)和對外開放的需要。同時向公眾開放陳列室和其他場地、設(shè)施,舉辦講座和提供咨詢。
7.4.4建立實驗兔繁育及福建黃兔實驗動物化研究技術(shù)服務(wù)基地。在省內(nèi)使用量較大的單位建立生產(chǎn)常用實驗兔基地,承擔我省實驗兔的生產(chǎn)、供應(yīng)和滿足福州市區(qū)實驗兔調(diào)劑服務(wù)及周邊實驗兔的需求,以解決目前全省所使用的實驗兔不達標的問題。同時,開展福建黃兔人工種群的生物凈化暨實驗動物化研究及應(yīng)用,提升福建實驗動物科技水平。
7.4.5加強常用動物和飼料的生產(chǎn)供應(yīng)。充分利用鼠類技術(shù)服務(wù)平臺現(xiàn)有條件和人才優(yōu)勢,在其生產(chǎn)清潔級實驗大小鼠的基礎(chǔ)上,通過加大扶持力度,形成年產(chǎn)超5萬只清潔級以上實驗大小鼠的生產(chǎn)能力。支持有條件的企業(yè)建立5萬只以上規(guī)模的實驗兔繁殖基地。依托有條件的單位建立標準化實驗動物飼料的生產(chǎn)車間,年產(chǎn)各類實驗動物飼料500噸,以滿足科研、生產(chǎn)及部分教學工作的需要。
7.5實驗動物信息服務(wù)平臺建設(shè)
7.5.1數(shù)據(jù)信息服務(wù)平臺建設(shè)。以國家科技基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺為基礎(chǔ),開發(fā)福建實驗動物專家數(shù)據(jù)庫、相關(guān)聯(lián)企事業(yè)單位數(shù)據(jù)庫、實驗動物品種品系資源數(shù)據(jù)庫,整合信息資源;建立實驗動物管理、科研、生產(chǎn)、使用或經(jīng)營管理集成性網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺,提供遠程、互動、及時、高效的網(wǎng)絡(luò)服務(wù);根據(jù)服務(wù)對象的具體需求,開展查新、咨詢、策劃、信息、實驗動物及其相關(guān)產(chǎn)品推介、交流合作等多方面的個性化信息服務(wù)。
7.5.2實驗動物、飼料供需信息服務(wù)平臺建設(shè)。建立市場調(diào)研系統(tǒng),對實驗動物進行分類市場調(diào)查,定期向相關(guān)服務(wù)群體提供行情報告;建立網(wǎng)絡(luò)性的共性市場開發(fā)平臺,接受供需雙方的委托,對服務(wù)群體及服務(wù)需求進行市場調(diào)查分析,組織實驗動物及其相關(guān)產(chǎn)品的供需信息。通過信息平臺,協(xié)調(diào)解決實驗動物來源和供應(yīng)問題,合理引導(dǎo)和培育實驗動物市場。
7.5.3實驗動物從業(yè)人員遠程培訓和上崗考試平臺。通過該平臺的建設(shè),將提供最優(yōu)秀的實驗動物科技培訓資源,該平臺只要有因特網(wǎng)的地方就可以接受培訓和考試,不受時間、地點限制,同時結(jié)合從業(yè)人員水平層次的不同,提供個性化學習和課程答疑服務(wù)。該平臺根據(jù)福建實驗動物科學管理的工作要求,結(jié)合實驗動物從業(yè)人員上崗管理實際,主要用于實驗動物從業(yè)人員培訓和上崗資格認證考試,到2015年底,使我省實驗動物從業(yè)人員的持證上崗率達到95%以上。
8 福建省實驗動物學科發(fā)展的戰(zhàn)略對策
8.1加強法制化管理
貫徹國家有關(guān)實驗動物法律、法規(guī),建立和完善福建省實驗動物科技管理的法規(guī)性文件,加大執(zhí)法力度。加強各部門之間的協(xié)調(diào),在省科技、教育、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生等行業(yè)堅決按實驗動物許可證制度的要求,在科研立項、成果評價、、新藥研究、行業(yè)驗收與認證工作及安全性評價等工作中逐步實行實驗動物一票否決制。
8.2加強實驗動物從業(yè)人員培訓
要采取切實有效的措施,穩(wěn)定現(xiàn)有的實驗動物從業(yè)人員隊伍。采取多種形式,加強和規(guī)范實驗動物技術(shù)人員的培訓和考核,提高實驗動物技術(shù)隊伍的整體水平。為從事實驗動物的管理人員提供學習機會,尤其是對單位法人或主管領(lǐng)導(dǎo)進行必要的實驗動物法規(guī)和基本知識培訓,促進科學管理。
8.3加大投資力度,統(tǒng)籌規(guī)劃,合理布局
我省每年用于實驗動物生產(chǎn)、新品種的培育及動物模型的研究經(jīng)費十分有限,制約了實驗動物學科的發(fā)展。應(yīng)開辟資金渠道,通過地方匹配投資、爭取國家財政經(jīng)費和吸收社會資金等多種方式,加大實驗動物的投入強度,逐步形成實驗動物多元化投入格局。建議設(shè)立實驗動物專項發(fā)展基金,納入省級科技計劃,以不斷加大財政投入,為實驗動物科研和實驗動物學科發(fā)展中出現(xiàn)的問題提供堅實的資金支持。
8.4在省科技計劃項目中報指南中增加實驗動物科學研究內(nèi)容
為進一步提升實驗動物研究水平,加強和完善實驗動物技術(shù)服務(wù)平臺的功能,推進我省生命科學研究和生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展,建議將實驗動物科學研究內(nèi)容列入省社會發(fā)展科技項目支持重點、軟科學研究項目和省基金項目資助范圍。
8.5建立確保平臺良性運行的管理制度和運行機制
平臺必須制定科學的管理制度,明確平臺建設(shè)單位的權(quán)利和義務(wù),制定相應(yīng)的績效考核和評價制度,采取優(yōu)勝劣汰的動態(tài)管理方法。日常運行經(jīng)費應(yīng)通過開展各類創(chuàng)新服務(wù)和承擔企業(yè)、政府委托的科技項目,以及當?shù)卣С趾推髽I(yè)資助等途獲得,通過平臺良好的服務(wù)和管理,來獲得平臺自我發(fā)展的資金保障。
8.6重視學會的工作,支持學會開展工作
省實驗動物學會是實驗動物與動物實驗人才集中的地方,學會要積極努力,將省內(nèi)從事生命科學研究的專家組織起來,開展多學科的學術(shù)交流與培訓活動,取長補短,共同促進實驗動物隊伍整體素質(zhì)的提高;同時,還應(yīng)加強彼此之間聯(lián)系與協(xié)作,使實驗動物事業(yè)更好地為生命科學研究服務(wù)。
8.7加強閩臺間的學術(shù)交流,追蹤國際發(fā)展趨勢
通過近年的努力,我省的實驗動物工作已取得長足的進步,從而為我省開展閩臺間實驗動物科技的交流創(chuàng)造了條件。我省應(yīng)加大宣傳力度,利用現(xiàn)有資源的優(yōu)勢,吸引更多的項目,包括高科技項目到我省進行實施,以利于追蹤國際生命科學的發(fā)展趨勢。
篇3
近年來,有關(guān)中醫(yī)藥防治左心室肥厚(LVH)的文獻逐漸增多,從原來單純的中醫(yī)藥臨床療效觀察逐漸向?qū)嶒炑芯考拔⒂^作用機制研究不斷深入。隨著中醫(yī)藥防治LVH實驗研究的開展,有關(guān)LVH動物模型的應(yīng)用和研究逐漸增加,許多學者從不同的病理機制出發(fā),復(fù)制了多種高血壓病LVH動物模型。筆者現(xiàn)就目前中醫(yī)藥防治LVH常用的動物模型的類型及存在的問題作一述評。
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1 中醫(yī)藥防治左心室肥厚常用的動物模型類型
1.1 自發(fā)性高血壓大鼠
自發(fā)性高血壓大鼠(SHR)是較為接近人類原發(fā)性高血壓病的遺傳性大鼠模型,出生后不久就出現(xiàn)血壓增高,12~16周后與同齡正常血壓大鼠相比較有非常顯著的差異。SHR左室重量及左室重量指數(shù)、心肌細胞面積及橫徑在高血壓初期(6周)無明顯改變,7~8周齡后左室肥厚逐漸發(fā)生,14周時有顯著增加,24周時增加更加顯著[1]。有學者用具有補陰益陽作用的桂附八味丸早期干預(yù)治療,可糾正血壓升高,據(jù)此提示SHR可能是重要陰陽兩虛模型。但其病理變化的過程復(fù)雜,以上結(jié)論尚缺乏進一步的實驗證據(jù)的支持[2]。目前研究表明,多種中藥復(fù)方或單味中藥均可從不同的機制干預(yù)SHR模型LVH的形成,如益氣活血復(fù)方[3]、活血潛陽復(fù)方[4],活血化瘀類的通心絡(luò)復(fù)方[5],滋腎抑肝的滋肝青陽片[6]、杞菊地黃丸[7],以及單味藥丹參[8]、燈盞花素[9]、前胡丙素[10]、鉤藤[11]等,均通過不同的作用機制降低SHR大鼠血壓、逆轉(zhuǎn)心肌肥厚的作用。導(dǎo)致此類現(xiàn)象的原因可能是在SHR血壓增高的過程中,左室肥厚、心肌纖維化及血管周圍纖維化和間質(zhì)纖維化的發(fā)生發(fā)展過程是不同步的,它們各自有自己的演變規(guī)律,而導(dǎo)致這些變化非同步的原因可能是由于其致病因素并非完全相同。
1.2 腹主動脈縮窄大鼠模型
根據(jù)Anversa[12]的方法,平均體重為220 g(200~230 g)的SD大鼠,腹腔注射戊巴比妥鈉(40 mg/100 g體重)麻醉,仰臥固定后,腹部常規(guī)處理,沿膈以下2 cm處切開皮膚和肌肉,打開腹腔找到腹主動脈并分離,取一探針(直徑約0.6 mm)沿主動脈的方向與分離的腹主動脈一起結(jié)扎,然后抽出探針,形成一個縮窄的腹主動脈,關(guān)閉腹腔。大鼠腹主動脈部分狹窄5周后,形成實驗性心肌肥厚模型,心肌和左心室重量明顯增加。洪氏等[13]對此模型4周后開始連續(xù)給黃芪注射液和卡托普利8周,觀察兩者的抗肥厚作用。以動物的心臟重量衡量心肌肥厚程度,用HP法測定血漿及左心室組織中腎上腺素和去甲腎上腺素(NE)含量,結(jié)果顯示,黃芪注射液和卡托普利有不同程度的抗心肌肥厚作用,并可部分糾正腎上腺素和NE含量的異常變化。另有學者運用逆轉(zhuǎn)錄多聚酶鏈反應(yīng)方法結(jié)合圖像分析技術(shù)檢測到該模型組大鼠心肌P53mRNA的表達減少。給槲皮素75、150 mg/kg后均能明顯降低心肌和左心室重量,增加大鼠心肌P53mRNA表達,提示槲皮素抗心肌肥厚作用與增加大鼠心肌P53mRNA的表達有關(guān)[14]。
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1.3 腎性高血壓大鼠模型
此模型用Wistar或SD大鼠,腹腔注射麻醉,經(jīng)腹膜后近主動脈側(cè)分離左腎動脈,用內(nèi)徑為0.2 mm銀夾狹窄左腎動脈,右腎不觸及,此即為二腎一夾腎性高血壓大鼠模型(2K1C-RHR)[15]。有學者觀察大鼠于術(shù)后第4周可形成明顯的左室肥厚[16]。而有的學者認為,2K1C-RHR左腎動脈縮窄1周后就有明顯的LVH,其左心室重量/體重(LVW/BW)較假手術(shù)組大鼠顯著升高(P<0.05)[17]。此模型有關(guān)中醫(yī)證候?qū)傩缘难芯枯^多,有研究表明,助陽藥可使該模型動物高血壓加劇,而滋陰藥使之減輕,提示可能是高血壓陰虛模型[18];進一步研究表明,該模型大鼠的腦組織中腦啡肽含量明顯低于正常大鼠,而腦啡肽作為交感活性抑制性調(diào)制物,腦啡肽降低有利于交感活性增高,具有陰虛證的屬性;藥物反證法也證明,助陽藥可使其腦啡肽含量進一步下降,具滋陰作用的六味地黃丸可使之趨向正常,更加明確了此模型的“陰虛”屬性[19]。廖氏等[20]從中醫(yī)病因?qū)W,大鼠的癥狀、體征特點,微觀指標的檢測及藥物的反證等角度分析2K1C-RHR模型的證侯特點,結(jié)果大鼠造模后1周即表現(xiàn)出體重減輕,尿量減少,飲水量增加,毛發(fā)干枯,體溫上升,易激惹程度增高。該模型血漿環(huán)磷酸腺苷/環(huán)磷酸鳥苷(cAMP/cGMP)、血清腫瘤壞死因子γ(TNF-γ)、白細胞介素1(IL-1)含量均明顯高于正常大鼠,與人類陰虛陽亢證候特點相似。六味地黃丸與具有滋陰潛降作用的中藥復(fù)方滋水降火飲,對以上改變均有一定的調(diào)節(jié)作用,但在降壓、降低易激惹程度等方面滋水降火飲較六味地黃丸有明顯的優(yōu)勢。該模型不僅有陰虛的一面,尚有陽亢的特征,應(yīng)屬陰虛陽亢證型。進一步研究表明,造模后第12周模型組大鼠的LVW、LVW/BW值明顯增加,中藥滋水降火飲可使其LVW/BW值明顯降低,證明滋水降火飲對高血壓陰虛證LVH有一定的預(yù)防和治療作用[21]。有學者利用中藥復(fù)方首烏降壓膠囊防治腎性高血壓大鼠LVH也取得一定效果[22]。
1.4 L-甲狀腺素誘發(fā)實驗性甲亢大鼠心肌肥厚
L-甲狀腺素(Thy)4 mg/kg連續(xù)7 d灌胃可誘發(fā)缺血性心肌肥厚,以地黃為主藥的六味地黃湯對Thy誘發(fā)的肥厚性心肌病具有治療作用,可降低缺血心肌細胞丙二醛(MDA)含量和升高超氧化物歧化酶(SOD)活性,以及減少機體兒茶酚胺的釋放。而地黃煎劑可通過對缺血細胞線粒體及其Ca2+轉(zhuǎn)運酶的保護作用,使細胞線粒體避免缺血損傷和ATP耗竭,從另一方面揭示了地黃對Thy性心肌肥厚的消退作用機制;并提示地黃可能具有抗甲狀腺亢進的藥理學作用[23]。近來有研究表明,黃連素、芍藥總苷和蕎麥花總黃酮對Thy所致心肌肥厚大鼠的心肌均有保護作用[24-26]。
1.5 兒茶酚胺誘導(dǎo)心肌肥大模型
心肌缺血或心臟壓力超負荷時,交感神經(jīng)活性提高,循環(huán)中的兒茶酚胺含量明顯增加,這是LVH中最敏感的調(diào)節(jié)代償機制之一,血漿中的NE濃度與左室重量指數(shù)在一定程度上呈正相關(guān)。因此,給動物持續(xù)注射大劑量NE或其它兒茶酚胺類活性物質(zhì)可制備心肌肥大模型。
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1.5.1 去甲腎上腺素誘導(dǎo)心室肥厚方法
大鼠皮下植入微型NE滲透泵,根據(jù)不同情況,使其恒速釋放NE 2.0~14.0 mg/(kg·d)連續(xù)3~14 d。術(shù)后可見大鼠血壓升高,外周阻力增加,左心室重量指數(shù)、心肌纖維直徑明顯增加,心輸出量減少。在給予NE后的1~3 d,I和M型膠原表達、心房利鈉多肽(ANP)表達上調(diào)。姜氏等[27]利用NE腹腔注射1.5 mg/(kg·d),2次/d,建立大鼠心肌肥厚模型;同時利用蕎麥花葉總黃酮(TFBFL)和卡托普利灌胃給藥15 d,觀察心電圖、左心室肥厚指數(shù)(LVWI)和心重指數(shù)(HWI);同時采用比色法測定心室肌鈣含量,用放免分析法檢測血漿、心肌、腎臟血管緊張素Ⅰ(AngⅠ)生成率和血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)含量。結(jié)果與肥厚模型組比,TFBFL能劑量依賴性改善心肌肥厚大鼠心電圖,降低LVWI、HWI、心肌鈣含量和心肌AngⅡ含量,但對血漿腎臟AngⅡ含量及心肌、血漿和腎臟AngⅠ生成率均無明顯影響,且與陽性藥物卡托普利組治療效果相近。因此認為,蕎麥花葉總黃酮對大鼠心肌肥厚具有保護作用,其機制可能與拮抗心肌局部腎素-血管緊張素(RAS)系統(tǒng)有關(guān)。
1.5.2 異丙腎上腺素誘導(dǎo)心室肥厚
異丙腎上腺素(ISo)誘導(dǎo)大鼠LVH的方法不一,劑量和時間不同。如有學者在大鼠皮下注入微型滲透泵,使其恒速、持續(xù)釋放ISo 1~4 mg/(kg·d),連續(xù)3 d以上,即可致心室重構(gòu),HWI明顯增加,心肌細胞體積增大,但心肌細胞數(shù)減少,心臟膠原組織明顯增生,反映心肌細胞肥厚的相關(guān)基因,如轉(zhuǎn)移生長因子-β1(TGF-β1)、ANP等表達增強。秦氏等[28]用ISo 0.02 mg/kg,2次/d,連續(xù)皮下注射6周,可形成大鼠心肌肥厚模型,槲皮素能通過清除氧自由基和降低心肌細胞內(nèi)游離鈣濃度抑制ISo所引起的心肌肥厚。胡氏等[29]用ISo 12.5 μg/kg每天皮下注射2次,連續(xù)14 d,造成小鼠實驗性心肌肥厚模型,研究知母、黃芪對模型動物的心率和心肌肥厚的作用,結(jié)果表明,知母能拮抗ISo所致的心率加快,降低HWI,知母、黃芪合用能減慢心率、提高心肌儲備、改善模型動物對應(yīng)激反應(yīng)的能力。此外,三七總皂苷、燈盞花素、葛根素等均可防治此類大鼠LVH[30-32]。
2 述評
2.1 存在的問題
從目前中醫(yī)藥防治高血壓病LVH實驗研究來看,中醫(yī)藥可通過多途徑對高血壓LVH有較好的改善作用,能防止、延緩或逆轉(zhuǎn)LVH,但使用的基本上是現(xiàn)代醫(yī)學的病理模型,難以反映中醫(yī)藥學辨證施治的學科要求。在中醫(yī)理論指導(dǎo)下,按照中醫(yī)證候特點復(fù)制病證結(jié)合模型一直是中醫(yī)藥學開展實驗研究的難點之一。有關(guān)高血壓LVH病證結(jié)合動物模型也處于探索階段,有的學者進行了有益的嘗試,但也存在一些問題。主要表現(xiàn)在:①動物模型研究中如何將傳統(tǒng)的中醫(yī)理論和現(xiàn)代醫(yī)學科學知識結(jié)合,復(fù)制出既能揭示LVH演變過程中中醫(yī)證候特點,又符合LVH病理生理變化特征以及中藥新藥研究要求的病證結(jié)合動物模型,是值得探索的重要內(nèi)容。②許多研究只是對中醫(yī)藥干預(yù)心肌肥厚療效的簡單觀察,缺乏對其它相關(guān)臟器保護作用的綜合觀察以及對心腦血管事件發(fā)生遠期效果的進一步研究。③中醫(yī)藥在降低高血壓、逆轉(zhuǎn)LVH方面,雖效果良好,但對其機制尚待進一步深入研究;中醫(yī)傳統(tǒng)的辨證指標與現(xiàn)代醫(yī)學的理化指標如何結(jié)合,以及各項指標的敏感性和特異性如何有待深入探討。④高血壓LVH辨證的規(guī)范化、標推化研究尚待進一步完善,療效的可重復(fù)性和可比性尚待進一步提高。職稱網(wǎng)
2.2 研究展望
面對以上存在的問題,我們在今后的研究過程中應(yīng)有針對性地采取相應(yīng)的措施和對策。①高血壓病作為一種遺傳異質(zhì)性疾病,具有延遲外顯性,其發(fā)病是體質(zhì)、環(huán)境因素以及不良生活方式共同作用的后果,與中醫(yī)學多因素致病的發(fā)病觀有顯著的相似之處,能否利用具有遺傳特質(zhì)的動物輔之以環(huán)境因素(如無規(guī)律的噪音刺激)、飲食因素(如高鹽、高熱量食物等)制造出病證結(jié)合的高血壓LVH動物模型。②在研究方法上,應(yīng)注重宏觀辨證和微觀辨證相結(jié)合、辨證與辨病相結(jié)合;注意將對微觀指標的綜合分析評價,與機體機能的整體調(diào)節(jié)結(jié)合起來,更易于賦予中醫(yī)學的辨證要素,進一步指導(dǎo)臨床治療。③加強LVH關(guān)鍵病理機制的研究,通過觀察其病變的演變規(guī)律,特別是結(jié)合LVH形成過程中證候的時相性特征,尋求相關(guān)證候演變間的內(nèi)在聯(lián)系,為臨床辨治提供理論支撐。④注意引入現(xiàn)代實驗研究方法,充分利用現(xiàn)代細胞、分子生物學技術(shù),加強高血壓LVH宏觀證候與相關(guān)基因譜表達內(nèi)在聯(lián)系及其中藥干預(yù)的實驗研究,為將來臨床治療提供高層次的理論指導(dǎo)。
筆者認為,隨著現(xiàn)代科學技術(shù)和先進實驗方法的參與,必然能夠使中醫(yī)藥防治高血壓病LVH的研究達到更新更高的水平;找準研究的切入點,突出中醫(yī)藥學研究的學科前沿的交叉、融合和一體化,中醫(yī)的整體性認識和現(xiàn)代復(fù)雜性研究的有機結(jié)合,將給高血壓病LVH的研究帶來契機。
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篇4
【關(guān)鍵詞】 關(guān)節(jié)炎,類風濕;動物模型;發(fā)病機制;綜述
類風濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)是一種以侵蝕性關(guān)節(jié)炎為主要表現(xiàn)的全身性自身免疫
病[1]。本病以女性多發(fā),男女患病比例約1∶3。RA控制不佳可致殘,因此研究本病的發(fā)病機制,探索控制或延緩病情進展的治療方法,對提高患者生活質(zhì)量具有經(jīng)濟和社會效益。然而如何復(fù)制出更接近RA的動物病理模型一直成為困擾風濕免疫專業(yè)學者的難題,尋找與RA發(fā)病機制更為接近的動物模型對研究疾病潛在病理、藥物發(fā)現(xiàn)和療效驗證具有重要意義[2-3]。近年來,針對RA動物模型的研究方興未艾,除了經(jīng)典的膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎(CIA)模型及佐劑性關(guān)節(jié)炎(AA)模型以外,又有了膠原抗體誘導(dǎo)關(guān)節(jié)炎(CAIA)模型、降植烷誘導(dǎo)關(guān)節(jié)炎(PIA)模型、聯(lián)合免疫缺陷小鼠(SCID)模型和卵清蛋白誘導(dǎo)的兔RA(OVA)模型。本文就上述模型最新進展做一綜述。
1 常用模型
1.1 CIA模型
1.1.1 CIA模型概述 CIA模型是1977年由Trentham團隊構(gòu)建的免疫性炎癥關(guān)節(jié)炎模型,以多發(fā)性的四肢末端關(guān)節(jié)炎為主要臨床表現(xiàn)[4]。CIA發(fā)病是由T細胞誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)激活、炎性因子釋放、Ⅱ型膠原抗體產(chǎn)生等環(huán)節(jié)共同決定的[5]。
1.1.2 CIA模型造模方法[6] 用雙蒸水將冰醋酸稀釋成0.01 mol?L-1,0.2 μm微孔膜過濾除菌,4 ℃保存過夜。用2.5 mL冰醋酸稀釋10 mg牛
Ⅱ型膠原,制成終質(zhì)量分數(shù)為4 mg?mL-1的溶液。錫箔紙保存避光,4 ℃環(huán)境下完全溶解過夜(該溶液可在-20 ℃環(huán)境下儲存6周)。使用時根據(jù)動物數(shù)量與完全弗氏佐劑按1∶1比例混合,在0 d時鼠尾根部皮內(nèi)注射,每只DBA/1小鼠給予0.1 mL
乳劑,21 d后加強免疫(與不完全弗氏佐劑等比混合),建立CIA模型。C57BL/6小鼠需使用雞Ⅱ型膠原。
1.1.3 CIA模型特點 在造模30 d后出現(xiàn)炎癥高峰,表現(xiàn)為實驗動物雙側(cè)足爪明顯腫脹,可累及前爪,造模時間與疾病進行性加重呈正相關(guān)。優(yōu)勢是免疫學過程和關(guān)節(jié)表現(xiàn)與人類具有較高的一致性[7-8]。
1.2 AA模型
1.2.1 AA模型概述 AA又稱弗氏佐劑關(guān)節(jié)炎模型,是一種使用廣泛的風濕性關(guān)節(jié)炎動物模型,可用于預(yù)測許多藥物對RA的臨床療效。致病原理主要是基于抗原模擬機制,位于結(jié)核桿菌上的某個蛋白分子在結(jié)構(gòu)上與關(guān)節(jié)滑膜上的某個糖蛋白分子相似,由此形成的抗體誘發(fā)了針對關(guān)節(jié)的免疫反應(yīng)。
1.2.2 AA模型造模方法[9] 將熱滅活的結(jié)核分枝桿菌混懸于0.1 mL弗氏完全佐劑,以0.1 mL劑量皮下注射6周齡Lewis大鼠。表現(xiàn)為致炎18 h
后出現(xiàn)足腫脹,通常于造模后2~3周內(nèi)達炎癥高峰,隨后有自愈傾向,繼發(fā)病變一般出現(xiàn)于
10 d左右,20 d左右達高峰。雖然所有的大鼠發(fā)病過程相似,但它們的炎癥表現(xiàn)不盡相同,這為探索初期炎癥的嚴重程度和關(guān)節(jié)功能之間的聯(lián)系提供了機會。
1.2.3 AA模型特點 早期炎癥反應(yīng)的部位常出現(xiàn)在造模對側(cè)和前爪,呈進行性加重,活動不便,耳和尾部出現(xiàn)類風濕結(jié)節(jié),實驗動物體質(zhì)量下降,特別是繼發(fā)性自身免疫性腫脹,這些表現(xiàn)與人RA表現(xiàn)相近,提示AA大鼠與RA患者在關(guān)節(jié)腫脹方面具有相似性[10]。AA具有發(fā)病迅速的特點,病程具有自限性,缺乏慢性改變過程,造模43 d后病理改變基本恢復(fù)正常[11]。
1.3 CAIA模型
1.3.1 CAIA模型概述 早在1998年,人們就在運用膠原抗體來誘導(dǎo)RA的CAIA模型。此模型適用于BALB/C小鼠、DBA/1小鼠,而C57BL/6小鼠模型反應(yīng)性低。此模型是研究RA發(fā)病機制和治療藥物篩選的理想模型。
1.3.2 CAIA模型造模方法[12] 8周齡雄性DBA/1小鼠,在0 d時腹膜腔注射鼠單克?、蛐湍z原抗體(An Arthrogen-CIA? 5-clone cocktail kit),每只1.5 mg?(0.15 mL)-1,3 d后,腹膜腔注射大
腸桿菌脂多糖,每只50 μg?(0.1 mL)-1。炎癥達峰期在14 d左右,發(fā)病率為83%左右。
1.3.3 CAIA模型特點 關(guān)節(jié)炎癥評分通常在第10天達高峰,CAIA小鼠關(guān)節(jié)腔內(nèi)有大量炎性細胞浸潤,侵蝕滑膜并破壞軟骨。這與RA關(guān)節(jié)病理存在高度一致性[13]。CAIA模型具有發(fā)病率高、發(fā)病迅速、穩(wěn)定性高和可重復(fù)性好的特點,同時該模型的建立不需要弗氏佐劑的誘導(dǎo),亦不受MHC分子的限制,各種品系的小鼠均可誘導(dǎo)發(fā)病,所以該模型的應(yīng)用范圍更廣,更適宜于各種干預(yù)性藥物實驗研究[14]。
1.4 PIA模型
1.4.1 PIA模型概述[15] 降植烷(2,6,10,14-四甲基十五烷)是葉綠素分解后的產(chǎn)物,是一種常用的致炎劑,能促進小鼠B淋巴細胞瘤的發(fā)生,誘導(dǎo)實驗小鼠產(chǎn)生狼瘡特異性抗體,表現(xiàn)出明顯的系統(tǒng)性紅斑狼瘡特征。因此推斷降植烷主要通過體液免疫激發(fā)炎癥反應(yīng)。
1.4.2 PIA模型造模方法[17] 6~8周雌性BALB/C
小鼠,分別于0,9,18周腹膜腔注射0.5 mL降植烷,21周時實驗小鼠表現(xiàn)出明顯的關(guān)節(jié)炎癥狀,發(fā)病率為73.7%,炎癥達峰期8~13 d。
1.4.3 PIA模型特點 實驗動物關(guān)節(jié)滑膜有大量炎性細胞浸潤,以單核細胞和中性粒細胞為主,滑膜增生,有血管翳形成,軟骨和骨組織破壞明顯,與人RA病理表現(xiàn)類似[16]。Holmberg等[17]研究發(fā)現(xiàn),降植烷是一種非免疫原性佐劑,主要通過免疫系統(tǒng)的非特異性刺激引起自身反應(yīng)性T淋巴細胞活化,而非影響T細胞或B細胞特異性識別。降植烷所致急性關(guān)節(jié)炎癥,在短暫的急性炎癥期后隨即進入慢性進展和反復(fù)發(fā)作階段,表現(xiàn)為一個較長的慢性遷延期。因此,在免疫學特征方面更類似于RA患者,更適于RA病理機制的研究。
1.5 SCID模型
1.5.1 SCID模型概述 SCID小鼠由于其免疫缺陷的特點,可用于建立人鼠嵌合模型。近年來研究發(fā)現(xiàn),植入SCID小鼠背部的RA滑膜能維持其特征12周以上,用于研究發(fā)病機制,特別是用于研究新藥的療效和機制,并可作為人源化RA模型。
1.5.2 SCID模型造模方法[18] 該模型用到的是4~8周齡天然免疫及適應(yīng)性免疫均缺乏的SCID-NOD小鼠,無菌條件下麻醉小鼠,在其背部正中做一切口,取一大小約0.1~0.2 cm3的人RA滑膜組織植入其皮下,植入物需避開切口。移植后第3,6或12周又可將移植物取出凍存于冰箱,以備后用。個別學者在滑膜植入期間,配合使用熒光染料標記的人外周血淋巴細胞鼠尾靜脈輸注,以提高成模率。實驗證明,在第3周和12周時RA-SCID小鼠血清中可檢測到人白細胞介素-6和免疫球蛋白。這些研究表明,RA-SCID具有滑膜炎的特性,與RA病理一致性高。
1.5.3 SCID模型特點[19] RA-SCID小鼠血清中炎癥腫瘤壞死因子-α水平顯著升高,RA組織滑膜增生、軟骨侵蝕和軟骨降解過程與人RA病理非常類似。由于動物模型與人的種屬差異是研究中一個重要影響因素,RA-SCID小鼠作為人源化滑膜侵蝕模型,在探討RA病理機制特別是軟骨破壞及治療方面可能有明顯優(yōu)勢。
1.6 OVA模型
1.6.1 OVA模型概述 卵清蛋白誘導(dǎo)模型首次出現(xiàn)在1962年,其可能的發(fā)病機制在于以抗原的形式刺激關(guān)節(jié)腔出現(xiàn)抗體,持續(xù)形成抗原-抗體-補體(C3)復(fù)合物,募集大量的淋巴細胞、單核巨噬細胞、中性粒細胞,從而引起局部的炎癥反應(yīng),刺激滑膜產(chǎn)生血管翳,導(dǎo)致關(guān)節(jié)破壞[20]。
1.6.2 OVA模型造模方法 將質(zhì)量分數(shù)為20 mg?mL-1的卵清蛋白乳劑于兔肩胛間區(qū)進行皮內(nèi)注射,每次選5個部位,每周1次,連續(xù)3次,進行基礎(chǔ)致敏。28 d后在脛骨結(jié)節(jié)最高點與髕骨下緣連線之中點的髕韌帶兩側(cè),以質(zhì)量分數(shù)為10 mg?mL-1的雞卵清蛋白乳劑雙膝各注射1 mL加強[21]。
1.6.3 OVA模型評價 該模型造模4周后即可出現(xiàn)明顯的關(guān)節(jié)腫脹、僵硬,活動受限,不能負重,甚至關(guān)節(jié)變形。且模型廉價易于復(fù)制,模型成功率可高達100%,適合較大規(guī)模的飼養(yǎng)與造模,同時本模型血清學、病理學改變均接近人RA[22]。
2 展望與討論
RA動物模型復(fù)制是研究RA發(fā)病機制及藥物治療效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。成功的RA動物模型應(yīng)在病理學特征上滿足RA病理特點,同時需具備操作簡單、可重復(fù)的特征,且用于造模的實驗動物、試劑需易購買[23]。在上述模型中,CIA與AA模型建立較早,是RA的經(jīng)典模型,已較為成熟,與人類病理過程有一定的相似性。但CIA模型缺乏統(tǒng)一的操作標準,各種大、小鼠成模率高低不同,且
Ⅱ型膠原注射劑量、注射部位、加強免疫方法不盡相同,這使實驗的可重復(fù)性、可操作性大打折扣。AA模型有自愈傾向,依然不能反映RA作為慢性病的臨床特點[24],存在發(fā)病程度不均一、成模率低等局限性。雖然CAIA模型、PIA模型和SCID模型在一定程度上解決了經(jīng)典模型的不足之處,具有慢性遷延的病程、成模率高、與人RA病理高度吻合的優(yōu)勢;但其不足之處表現(xiàn)在CAIA模型所需試劑昂貴、不利于購買;PIA模型造模耗時長,實驗進度緩慢,其復(fù)制能否成功取決于動物周齡、雌雄比例、屏障環(huán)境等多個因素;SCID模型所需的人類滑膜組織不容易獲得、操作復(fù)雜;而OVA模型又存在兔源化抗體稀少,后期研究困難的缺陷。所以,探索一種經(jīng)濟簡便,與人RA病理特點更符合的動物模型仍是今后模型研究的方向。
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篇5
【摘要】實驗研究是現(xiàn)代醫(yī)學的常用方法和手段,動物模型中醫(yī)藥研究中發(fā)揮著巨大作用。復(fù)制中醫(yī)動物模型的難度大,造模方法多樣,有待進一步研究。我們從中醫(yī)藥研究應(yīng)用動物模型意義、應(yīng)用價值、復(fù)制模型的要求及存在的問題等方面談幾點看法。
【關(guān)鍵詞】中醫(yī)藥;實驗研究;動物模型;應(yīng)用價值;
1 中醫(yī)藥實驗研究中開展動物實驗的意義和動物模型的應(yīng)用價值
1.1 提供發(fā)病率低、潛伏期長和病程長的疾病材料 臨床上不易見到的疾病可用動物模型隨時復(fù)制出來,如遺傳性疾病、免疫性疾病等在臨床上發(fā)病率較低,研究人員可以有意識地提高在動物種群中的發(fā)病率,隨時進行研究;腫瘤、呼吸道疾病、心血管疾病等,發(fā)生發(fā)展緩慢、潛伏期和病程較長,在人體上很難進行長期觀察,而許多動物生命周期較短,在實驗室可以進行長期實驗和研究。
1.2 嚴格控制實驗條件,比較可靠地證實治療效果 人類疾病的轉(zhuǎn)歸除藥物治療外還受著多種因素的影響,如:氣候環(huán)境、精神情緒、飲食勞逸等,這些因素在一定條件下會導(dǎo)致疾病好轉(zhuǎn)或惡化。臨床上還可見到由于患者產(chǎn)生強烈的治愈欲求,對接受治療產(chǎn)生良好的療效愿望,心理上產(chǎn)生一種有效偏見,從而出現(xiàn)治療有效的反應(yīng),即所謂“假陽性”現(xiàn)象;反之,臨床上也常見到患者在治療中因飲食起居不慎或受到精神刺激等因素的影響,導(dǎo)致疾病惡化。這些都會造成醫(yī)生在治療疾病中產(chǎn)生錯誤的療效判斷。所以要比較可靠地評論藥物治療效果就需要嚴格控制,而對于動物來說則較容易嚴格控制。
1.3 有利于樣品收集和簡化實驗操作,縮短研究周期,加快中醫(yī)發(fā)展 動物模型作為人類疾病的“縮影”或“復(fù)制品”,便于研究者按實驗?zāi)康呐c需要隨時采集各種樣品,或處死動物收集樣品,以了解疾病的全過程,這在臨床上是根本辦不到的。實驗動物的小型化發(fā)展趨勢也有利于動物飼養(yǎng)管理和簡化實驗操作。有些問題單憑臨床經(jīng)驗積累需要花費很長時間才能得到解決,或者雖花費很長時間,問題仍有得不到解決,而通過動物實驗有些問題就可以得到迅速解決。
2 復(fù)制中醫(yī)動物模型的基本要求
2.1 符合中醫(yī)的理論特點 中醫(yī)學具有完整獨特的理論體系,在實驗動物模型制作方面,必須以中醫(yī)學的基本理論為指導(dǎo),采用氣溫變化、飲食失宜、過服藥物及手術(shù)結(jié)扎等造型法,所做出的動物模型表現(xiàn)的“ 證” 基本符合中醫(yī)臨床實際,能較好地反映中醫(yī)病因病機理論的重點。
2.2 重復(fù)性好,較好再現(xiàn)所研究人類疾病 理想的動物模型應(yīng)是規(guī)范化的,能夠準確地重復(fù)再現(xiàn)。建立疾病動物模型的最終目的是為了研究探求防治人類疾病的規(guī)律,無論復(fù)制何種病理動物模型,其表現(xiàn)和體證與中醫(yī)證的臨床表現(xiàn)特征大體一致。因此,對疾病動物模型的評估主要取決于模型與人類疾病的相似或可比程度。一個理想的疾病動物模型應(yīng)能再現(xiàn)所要研究的人類疾病,即動物疾病表現(xiàn)與人類疾病相似。
2.3 簡單易行,造模時間較短 復(fù)制的動物模型應(yīng)力求可靠地反映人類疾病,即可特異性地反映某種疾病或某種功能、代謝與結(jié)構(gòu)變化。動物模型應(yīng)具備某種疾病的主要癥狀和體征,還應(yīng)考慮到今后的臨床應(yīng)用和便于控制其疾病發(fā)展,以利于進行研究。故要求模型復(fù)制方法簡單易行,實驗設(shè)計力求以急性實驗為主,縮短造模時間,一般應(yīng)選小動物復(fù)制人類疾病模型。
2.4 觀察指標具有直觀性與客觀性 動物模型的觀測指標力求客觀性、直觀性及重復(fù)性,既能如實反映實驗所提問題的特征變化,又便于操作。如把小鼠的體溫、心率、活動度、精神表現(xiàn)、眼球的凹凸、耳廓色澤、游泳時間作為“陽證”、“陰證”的觀測指標,兩者呈鮮明的對比,形象地顯示了“陽”與“陰”的特征。
3 中醫(yī)動物模型應(yīng)用中存在的問題
3.1 動物模型很難用“四診”方法加以判別 在病人身上通過望、聞、問、切可以得到完整的四診資料,做出較為準確的診斷辨證,但是對復(fù)制動物模型要想得到詳盡的四診資料困難較大,動物既無主訴,又無法通過脈診、舌診來給動物辨證。例如陽虛、氣虛和寒證的造模動物都可出現(xiàn)進食減少、大便溏、耐寒力低等現(xiàn)象,因此單憑這些癥狀、體征較難判斷此模型屬何證。應(yīng)加強對中醫(yī)“證”動物模型本質(zhì)的研究,制定出動物模型的各項定量、半定量客觀指標。
3.2 造模因素選擇缺少標準 目前有關(guān)造模的因素很多,究竟哪種造模因素比較符合臨床實際,能造出較為典型的中醫(yī)證型,目前還有待于進一步研究。
3.3 照搬西醫(yī)動物模型 未能以中醫(yī)理論為依據(jù),單純把西醫(yī)疾病模型當成中醫(yī)證的模型,中醫(yī)的證候不完全等同于西醫(yī)疾病的癥狀,臨床上??梢钥吹酵环N西醫(yī)疾病,中醫(yī)可能診斷為多種證候,而對不同的西醫(yī)疾病,中醫(yī)也可能診治方法完全相同,所以要研究中醫(yī)、發(fā)展中醫(yī),不能完全照搬西醫(yī)動物模型,應(yīng)根據(jù)中醫(yī)特點,復(fù)制體現(xiàn)中醫(yī)藥特色的動物模型,但這并不排除運用西醫(yī)現(xiàn)代科學技術(shù)對中醫(yī)藥進行深人細致的研究。
隨著現(xiàn)代醫(yī)學的發(fā)展,實驗研究越來越受到人們的重視。經(jīng)過近幾十年的不懈努力,我國目前已建立中醫(yī)動物模型150余種,這僅僅是初步的探索,還有待于進一步研究。中醫(yī)藥只有通過大量實驗研究,借用現(xiàn)代先進技術(shù)和方法,才能使中醫(yī)藥逐漸發(fā)揚光大,逐步走向世界,為人類健康事業(yè)做出更大貢獻。
參考文獻
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篇6
關(guān)鍵詞:日升月恒牌常舒膠囊;小腸推進;排便功能
便秘是一種臨床常見癥狀,主要表現(xiàn)為排便次數(shù)減少,排便困難或糞便過硬[1]。其發(fā)病率高,病因復(fù)雜,由于常被忽視,給患者帶來許多痛苦和煩惱,同時便秘與多種疾病如大腸癌、痔瘡、下肢靜脈曲張等的發(fā)生也有一定關(guān)系。便秘已不容忽視,它嚴重影響人類身體健康和生活質(zhì)量[2,3]。
目前采用中藥或者西藥的瀉劑來緩解和治療便秘,雖已取得了很好的效果,但藥物的治療又帶來了一些潛在的副作用,長期服用會造成電解質(zhì)紊亂、低血鉀、維生素缺乏、腸道炎癥,造成機體腸道菌群失調(diào)和紊亂等[4,5]。單純?yōu)a劑已經(jīng)不是理想的治療便秘的藥物,尋找作用溫和的緩解和治療便秘的藥物具有重要的臨床意義,因此,人們開始轉(zhuǎn)向中藥復(fù)方制劑的研究。
日升月恒牌常舒膠囊即為臨床經(jīng)驗方,由生何首烏、火麻仁、當歸、赤芍、玉竹、枳殼六味中藥按一定比例配伍組方,為驗證其通便功效,本試驗以小鼠為研究對象,采用小腸運動實驗和排便實驗,旨在研究該日升月恒牌常舒膠囊對小鼠潤腸通便功能的影響,為臨床應(yīng)用日升月恒牌常舒膠囊緩解和治療便秘提供一定的理論依據(jù)。以提高亞健康人群的生活質(zhì)量和健康水平。
1 資料與方法
1.1材料
1.1.1樣品 日升月恒牌常舒膠囊(由河南海絲克生物科技股份有限公司研發(fā)的純中藥保健食品,國食健申G20121026)0.25g/粒。人體推薦量為3次/d,2粒/次。
1.1.2動物及分組 SPF級昆明種雄性小鼠60只,體重18~22g(由北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司提供,合格證號:0003017)。
1.1.3計量設(shè)計及分組 三個劑量組低、中、高分別為人體推薦量的5倍、10倍、30倍,即0.13g/kg、0.25g/kg、0.75g/kg。分別稱取0.63g,1.25g,3.75g樣品加入蒸餾水至100mL作為低、中、高三個劑量組的受試液。另設(shè)溶劑對照組和模型對照組均給予蒸餾水。
1.1.4試劑與儀器 電子天平,手術(shù)剪,秒表,灌胃針,直尺,活性碳粉,復(fù)方地芬諾酯等。
1.2方法
1.2.1小腸推進試驗 試驗一組隨機分為溶劑對照組,模型對照組,低劑量受試組,中劑量受試組和高劑量受試組,每組12只,各劑量組給予受試物,溶劑對照組和模型對照組均給予蒸餾水,按20mL/kg經(jīng)口灌胃,1次/d,連續(xù)7d,并記錄小鼠體重。第7d給藥完畢后各組小鼠禁食不禁水16h,然后模型對照組和三個劑量組給予復(fù)方地芬諾酯5mg/kg(灌胃量20mL/kg),溶劑對照組給予蒸餾水。30min后劑量組分別給予含相應(yīng)受試物的墨汁(含5%活性碳粉、10%阿拉伯樹膠),溶劑對照組和模型對照組給予墨汁灌胃,25min后脫頸椎處死,打開腹腔分離腸系膜,剪取幽門至回盲部的腸管,置于托盤上,輕輕將小腸拉成直線,測量腸管的長度記為"小腸總長度",從幽門至墨汁前沿記為"墨汁推進長度",計算墨汁推進率[6]:
墨汁推進率=×100%
1.2.2小鼠排便試驗 實驗動物分為溶劑對照組、模型對照組、低劑量受試組、中劑量受試組和高劑量受試組,每組12只,小鼠均單籠飼養(yǎng)。各劑量組分別給予受試物,溶劑對照組和模型對照組均給予蒸餾水,按20mL/kg經(jīng)口灌胃,1次/d,連續(xù)7d。第7d給藥完畢后各組小鼠禁食不禁水16h,然后模型對照組和三個劑量組給予復(fù)方地芬諾酯10mg/kg,溶劑對照組給予蒸餾水(灌胃量20mL/kg),30min后劑量組小鼠分別給予含相應(yīng)受試物的墨汁(含5%活性碳粉、10%阿拉伯樹膠),溶劑對照組和模型對照組給予墨汁灌胃。各組小鼠均正常飲水進食,從灌墨汁開始記錄每只小鼠排出首粒黑便所需時間以及5h內(nèi)排出黑便粒數(shù)及重量,并記錄此過程中小鼠的體重變化[7]。
1.2.3結(jié)果分析 采用SPSS19.0軟件對試驗結(jié)果進行方差分析。
2 結(jié)果
2.1日升月恒牌常舒膠囊對小鼠體重的影響 由表1和表2可見,在小腸推進試驗及小鼠排便試驗中,各組小鼠的初始體重無顯著差異(P>0.05),并且各組小鼠的末重及增重均無顯著差異(P>0.05),說明在本試驗條件下,日升月恒牌常舒膠囊對小鼠的體重無明顯影響。
2.2日升月恒牌常舒膠囊對小鼠小腸推進運動的影響 由表3可見,經(jīng)口給予小鼠不同劑量的日升月恒牌常舒膠囊7d,模型對照組小鼠推進率低于溶劑對照組,差異有極顯著意義(P
2.3日升月恒牌常舒膠囊對小鼠排便時間和排便量的影響 由表4可見,模型對照組小鼠的首粒排黑便時間、黑便粒數(shù)、黑便重量與溶劑對照組比較差異均具有極顯著意義(P
3 討論與結(jié)論
隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,現(xiàn)代人生活節(jié)奏的加快,傳統(tǒng)的飲食結(jié)構(gòu)已被破壞,高糖、高油脂、高鹽的晚餐成為人們的正餐,取而代之豐富午餐的地位,晚上高蛋白低纖維食品不斷增多,加上體育鍛煉減少使得人們腸胃功能減弱,導(dǎo)致便秘患者明顯增加[8-11]。便秘還和多種疾病,例如:電解質(zhì)平衡紊亂、酸堿平衡紊亂、痔瘡和下肢靜脈曲張等疾病密切相關(guān),便秘已經(jīng)嚴重影響了人們的生活質(zhì)量和生命安全[12-16]。
日升月恒牌常舒膠囊采用生何首烏、火麻仁、當歸、赤芍、玉竹、枳殼為主要原料制成。方中生何首烏補益肝腎,潤腸通便;火麻仁質(zhì)地油潤,而具滑利下行之性,能潤燥滑腸,緩下秘結(jié);當歸補血活血,調(diào)經(jīng)止痛,潤腸通便;赤芍清熱涼血,散瘀止痛;玉竹養(yǎng)陰潤燥,生津止渴;枳殼行氣除滿,消痞通腑,引氣下行以助推動之力。本方寓瀉于補,以補藥之體作瀉藥之用,既可攻實,又可防虛。諸藥合用,共奏潤腸通便之效。
本試驗中小鼠的便秘模型造模成功,通過試驗,從小鼠的首次排便時間、排便粒數(shù)、糞便質(zhì)量和墨汁推進率等指標評價日升月恒牌常舒膠囊對便秘模型小鼠的通便功能。本實驗研究結(jié)果表明,對便秘模型小鼠給予日升月恒牌常舒膠囊后,在不影響其生長發(fā)育的情況下,可以顯著促進便秘模型小鼠小腸推進作用,縮短其首便時間,同時增加其糞便粒數(shù)和糞便質(zhì)量。由此說明日升月恒牌常舒膠囊確實具有改善便秘模型小鼠通便的作用。本研究為日升月恒牌常舒膠囊在臨床的廣泛應(yīng)用提供了實驗依據(jù)。
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篇7
【摘要】 【目的】 觀察雙氫青蒿素(DHA)對結(jié)直腸癌模型動物腫瘤生長的影響。【方法】選用SPF級BALB/c裸鼠,背部皮下接種結(jié)直腸癌LoVo細胞懸液復(fù)制結(jié)直腸癌模型;造模成功裸鼠隨機分成5組:模型對照組,5FU組(腹腔注射5FU 20mg·kg-1·d-1,共5d),DHA高、中、低劑量組(分別按120、60、30mg·kg-1·d-1劑量灌胃給藥)。14 d后,檢測活體腫瘤及解剖剝離后裸瘤體積、平均瘤體質(zhì)量、腫瘤生長速率和抑瘤率。【結(jié)果】治療后DHA各給藥組及5FU組活體腫瘤的體積及腫瘤生長速率均減少,與模型組比較差異有顯著性意義(P
【關(guān)鍵詞】 雙氫青蒿素/藥理學; 結(jié)腸腫瘤/中藥療法; 直腸腫瘤/中藥療法; 疾病模型,動物; 裸鼠
青蒿素是從黃花青蒿中提取的有效成分,為一種含內(nèi)過氧化基團的倍半萜內(nèi)酯化合物,臨床上主要用于治療瘧疾。近年來國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn),青蒿素及其衍生物還具有其他藥理活性,特別是其抗腫瘤作用受到了廣泛關(guān)注。Efferth等[1]發(fā)現(xiàn)青蒿琥酯對55株腫瘤細胞具有體外抑瘤作用,青蒿琥酯對結(jié)直腸癌細胞株的半數(shù)抑制濃度(IC50)為(213±074)μmol/L,而且對白血病等細胞株均有效果。周從明等[2]用四甲基偶氮唑鹽微量酶反應(yīng)比色法(MTT)檢測青蒿琥酯對人結(jié)直腸癌細胞株(HCT8)的殺傷作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)青蒿琥酯對HCT8的IC50值為199 μg/mL。青蒿素類藥物的抗瘧作用主要因其具有獨特的過氧橋結(jié)構(gòu),可以被鐵裂解產(chǎn)生大量的自由基,進而形成一些親電子化合物,攻擊細胞膜或細胞內(nèi)其他膜性結(jié)構(gòu),改變了細胞的通透性[3]。至于青蒿素及其衍生物的抗腫瘤作用機制,很多研究者[4-5]認為與青蒿素類藥物的抗瘧機制和腫瘤細胞代謝的特點有關(guān),青蒿素類藥物具有誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡、抑制新生血管等作用 。為進一步探討雙氫青蒿素的抗癌活性,本研究觀察了其對結(jié)直腸癌細胞株荷瘤裸鼠腫瘤生長的影響,現(xiàn)報道如下。
1 材料與方法
11 細胞株 結(jié)直腸癌細胞株LoVo由南方醫(yī)科大附屬南方醫(yī)院消化病研究所提供。
12 實驗動物 SPF級健康BALB/c雌性裸鼠50只,出生4~6周,體質(zhì)量20~25g,由中科院上海斯萊克實驗動物有限責任公司提供,合格證號:SCXK(滬)20070005;SPF環(huán)境下飼養(yǎng)。
13 藥物 雙氫青蒿素片(DHA)由四川三奇制藥有限責任公司生產(chǎn),批號:071001,以羧甲基纖維素鈉作為助溶劑溶解,再取定量混合液加入雙氫青蒿素,分別配置成30、60、120g/mL;陽性對照藥5氟尿嘧啶(5FU)注射液由上海旭東制藥廠提供,批號:080708,以生理鹽水配置成20mg/mL,冷藏備用。
14 動物造模[6-7]、分組及給藥 在SPF級實驗室無菌環(huán)境下,將培養(yǎng)成功的結(jié)直腸癌LoVo細胞以胰酶消化后,配置成細胞懸液,細胞濃度為2×106個/mL。取細胞懸液05mL,以無菌針管于裸鼠右背部皮下接種,接種工作在30min內(nèi)完成,定期觀察腫瘤接種情況,9 d后所有皮下瘤塊長至06~08cm時,表示動物腫瘤造模成功。再隨機分為5組,每組10只,各組標記后稱體質(zhì)量記錄。模型對照組灌胃生理鹽水02mL/d,共14 d;5FU組腹腔注射5FU 20mg·kg-1·d-1,共5 d,此后灌胃生理鹽水02mL/d,直至14d;DHA高、中、低劑量組分別按120、60、30mg·kg-1·d-1劑量灌胃DHA溶液,連續(xù)14d。末次給藥后第2天以頸椎脫臼法處死并解剖動物。
15 觀察指標 在實驗過程中及在處死動物后,均用游標卡尺測量活體腫瘤、解剖剝離后所得裸瘤的最大直徑a和橫徑b,按公式V=π/6×a×b2計算活體腫瘤及裸瘤的體積。用VGR〔VGR=(V1-V0)/t病程,mm3/d〕比較活體腫瘤的生長速率,其中V1為給藥后活體腫瘤體積大小,V0為造模成功當日活體腫瘤體積大小;并計算抑瘤率:p抑瘤=[1-(m給藥組/m模型組)]×100%,其中m給藥組為給藥組平均裸瘤質(zhì)量,m模型組為模型對照組平均裸瘤質(zhì)量。
16 統(tǒng)計學方法 所有實驗數(shù)據(jù)采用SPSS 130統(tǒng)計軟件進行分析。
2 結(jié)果
21 各組對結(jié)直腸癌細胞株荷瘤裸鼠活體腫瘤體積及其生長速率的影響
表1結(jié)果顯示,造模成功時,各組裸鼠的活體腫瘤體積無顯著性差異(P>005);實驗結(jié)束時,DHA各給藥組和5FU組活體腫瘤的體積及腫瘤生長速率均無顯著性差異(P>005),但與模型組比較差異均有顯著性意義(P
22 各組對結(jié)直腸癌細胞株荷瘤裸鼠裸瘤體積及其抑瘤率的影響 表2結(jié)果顯示,實驗結(jié)束時,5FU組及DHA高、中劑量組的裸瘤體積均顯著小于模型組(P
3 討論
當前治療結(jié)直腸癌的化療藥物大多具有較強的毒副作用,從傳統(tǒng)中藥以及天然藥物中開發(fā)新的高效低毒的抗癌物質(zhì)已經(jīng)成為研究熱點。體內(nèi)抑瘤實驗結(jié)果是評價抗腫瘤藥物有效性的重要指標,其中移植性動物腫瘤模型具有接種成功率高、實驗周期短、重復(fù)性好等優(yōu)點。所以本研究選用免疫功能缺乏的裸鼠接種人結(jié)直腸癌LoVo細胞進行造模,從而觀察雙氫青蒿素的抗結(jié)直腸癌活性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)給藥后DHA各劑量組以及5FU組的瘤塊體積以及質(zhì)量顯著低于模型對照組,差異有顯著性意義(P
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篇8
關(guān)鍵詞:通腑寧顆粒;潰瘍性結(jié)腸炎;免疫調(diào)節(jié);實驗研究
中圖分類號:11285.5
文獻標識碼:A 文章編號:1673-7717(2007)07-1325-02
通腑寧顆粒原名為加味通腑湯,由胡黃連、黃柏、滑石、蘆根、天花粉等13味中藥組成,具有通調(diào)氣血、清熱利濕、通腑止瀉功效。主治濕熱型慢性非特異性潰瘍性結(jié)腸炎,療效滿意。本方是筆者的臨床經(jīng)驗方,自1991年起即在本院作為院內(nèi)制劑使用,1999年在保持原方藥物構(gòu)成不變和劑量配比不變的情況下,改劑型為顆粒劑,現(xiàn)已申報國家三類中藥新藥。
慢性非特異性潰瘍性結(jié)腸炎(Ulcerative colitis,UC)是一種原因不明的慢性非特異性炎癥性腸病,臨床上以腹痛、腹瀉、黏液血便為主要癥狀。本病一般呈慢性遷延過程,常反復(fù)急性發(fā)作。我國近年發(fā)病率有顯著增高趨勢。原因不明,一般認為本病與免疫機制有關(guān)。在臨床上本病可并發(fā)中毒性結(jié)腸擴張、腸穿孔、大出血、假肉、癌變;腸道外可并發(fā)關(guān)節(jié)炎、皮膚病變、眼病、肝膽病變、尿路結(jié)石、間質(zhì)性肺纖維化、血栓栓塞癥、動脈炎等。在治療上目前西醫(yī)多采用靜脈營養(yǎng)法、抗生素、激素、免疫抑制劑、生物制劑等,但直至目前對本病的病因病理尚未明了,臨床療效尚不夠理想。
中醫(yī)學認為,UC屬于“泄瀉”、“痢疾”、“腹痛”等范疇,患者常由于先天稟賦不足,后天脾胃功能不健,在感受外邪,飲食所傷,情志不遂等致病因素作用下而誘發(fā)。目前認為其發(fā)病病機是脾虛為本,大腸濕熱為標,血瘀為局部病理損害。為評價通腑寧顆粒的藥理作用,進行了通腑寧顆粒對免疫法復(fù)制大鼠UC動物模型的影響實驗。
1 實驗材料
1.1 實驗動物Wistar大鼠74只,雌、雄各半,體重150-220g;新西蘭家兔4只。體重2-3kg。動物均由中國醫(yī)科大學實驗動物中心提供,合格證號遼實質(zhì)合字第008號,遼實條合字第001號,試驗前于遼寧省中醫(yī)研究院動物觀察室適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后使用,合格證號遼實條合字第016號。
動物飼料:鼠顆粒飼料、兔顆粒飼料,沈陽市于洪區(qū)前民飼料廠生產(chǎn)。
飼養(yǎng)環(huán)境:遼寧省中醫(yī)藥研究院動物飼養(yǎng)觀察室,室內(nèi)潔凈,安靜,自然采光,通風良好,濕溫度適中。
飼養(yǎng)方法:按組分籠飼養(yǎng),大鼠每籠5只,兔每籠2只,自由進食進水。
1.2 實驗藥物及試劑 通腑寧顆粒(遼寧省中醫(yī)藥研究院制劑室提供,批號990425,規(guī)格7.5g/袋);香連化滯丸(包頭中藥廠生產(chǎn),批號:20000110,規(guī)格:6g/丸);柳氮磺吡啶片(上海三維制藥有限公司生產(chǎn),批號:200011015,規(guī)格:250mg/片);卡介苗(長春醫(yī)學生物制品研究所,批號:200010003。規(guī)格:60mg/支);無水羊毛脂(防化學院實驗化工廠,批號:981101);氟化鈉(丹東市聯(lián)合制冷劑廠,批號:950601);硼砂(沈陽市制劑三廠,批號:991010);硼酸(沈陽市制劑三廠,批號:991201);PEG6000(防化學院實驗化工廠,批號:950615)。
2 實驗方法
取體重180-220g大鼠74只,雌雄各半,隨機分為模型組(64只)和空白對照組(10只),取4只家兔(雌雄不拘),剖腹取全結(jié)腸,清水洗凈后刮取腸黏膜,加20mL生理鹽水,勻漿器勻漿后,離心30min(3000r/min),取上清液。以上清液溶解卡介苗制成10mg/mL溶液。另取無水羊毛脂及液體石蠟,以3:5比例配成佐劑,高溫高壓滅菌后備用。取佐劑和黏膜上清液卡介苗溶液按1:1比例制成含卡介苗5mg/mL的黏膜勻漿,即抗原。冰箱冷藏。造型大鼠首次每只足跖酒精棉球局部消毒后注射抗原0.4mL,于第10、17、24、31天分別于足跖、背部、腹股溝、腹腔內(nèi)每只動物以同樣劑量注射,但末次注射不加佐劑。造型期間觀察大鼠大便性狀,厭食與否,毛發(fā),活動狀況等,造型時間為40天。從造型組中取4只大鼠,處死,取出結(jié)腸做病理學檢查,確定造模成功。將造型大鼠隨機分成6組,每組10只,分別為通腑寧顆粒高、中、低劑量組;香連化滯丸組;柳氮磺吡啶組;模型組。各組動物按表6的劑量灌胃給藥。空白對照組與模型組則灌胃給予同體積生理鹽水。連續(xù)灌胃給藥3周,每天1次。實驗結(jié)束時,禁食1天,大鼠摘眼球取血后脫頸處死,于距5cm處剖取結(jié)腸組織,置10%甲醛溶液中固定。將進行組織病理學檢查,血液取血清后備用。采用PEG法測循環(huán)免疫復(fù)合物。先取4.29g硼砂(Na2840:10H20),3.40g硼酸(H3BO3),蒸餾水加至1000mL,溶后用G3號玻璃濾器過濾,即配制成0.1mol/L。PH8.4硼酸鹽緩沖劑(BB)。取40.9gPEG6000,10.0g氟化鈉(NaF),BB加至1000mL,溶后用G3號玻璃濾器過濾,即配己成PEG-NaF稀釋液。取待檢血清0.15mL,加BB0.3mL(即1:3稀釋)。取BB2.0mL加入對照器。取PEG-NaF稀釋液2.0mL加入測試管,各取0.2mL1:3稀釋檢樣。分別加入測試管和對照管,加入各液后(待檢血清最終稀釋倍數(shù)為1:33,PEG最終濃度為36.4g/L),于37℃恒溫箱中水浴60min。取出后,用分光光度計在波長495nm處測吸光度。計算待檢血清濁度值[待檢血清濁度值=(測定管吸光度-對照管吸光度)×100]。
3 結(jié)果與分析
3.1 免疫法復(fù)制UC模型動物的觀察造型動物于1周左右出現(xiàn)黏液稀便。2周左右更嚴重,可見膿血,消瘦,食欲減退,毛不光潔,懶動等。經(jīng)給藥后通腑寧高、中、低劑量組,香連化滯丸組與柳氮磺吡啶組均有不同程度的改善。
3.2 通腑寧顆粒對免疫法復(fù)制UC動物模型免疫功能的影響,由表6可見,模型組、通腑寧顆粒中劑量組、通腑寧顆粒低劑量組、香連化滯丸組、柳氮磺吡啶組未將CIC值恢復(fù)到正常范圍,同空白對照組相比具顯著性差異,而通腑寧顆粒高劑量組則將其恢復(fù)到正常范圍,同空白對照組相比無顯著性差異,說明通腑寧顆粒高劑量組具有免疫調(diào)節(jié)作用。
3.3 通腑寧顆粒對免疫法復(fù)制UC動物模型影響的病理結(jié)果空白對照組可見腸黏膜腺體大小、形態(tài)一致,排列規(guī)整,黏膜表面上皮完整。模型組可見腸管上皮脫落,局部形成明顯深潰瘍,腸壁及潰瘍底部血管充血明顯沃量炎性細胞浸潤。通腑寧顆粒高劑量組可見潰瘍處被增生的黏膜腺體所充填,腺體大小、形態(tài)一致,排列規(guī)整,形態(tài)接近正常腸黏膜,血管極輕度擴張充血,周邊少量炎細胞浸潤。通腑寧顆粒中劑量組潰瘍處黏膜腺體增生較明顯,部分潰瘍所致腸黏膜缺損被充填,呈中度潰瘍形態(tài)改變,血管輕度擴張充血,周邊少量炎細胞浸潤。通腑寧顆粒低劑量組可見潰瘍處黏膜腺體增生不明顯,局部潰瘍明顯可見,偶見小膿包,上皮明顯缺損,潰瘍底部血管充血,炎性細胞浸潤。香蓮化滯丸組可見潰瘍處黏膜腺體增生接近通腑寧顆粒中劑量組改變,潰瘍底部及腸壁血管充血,炎細胞浸潤。柳氮磺吡啶組可見潰瘍處腺體再生明顯,大小、形態(tài)一致,排列規(guī)整,表層呈表淺潰瘍改變,黏膜上皮缺損,血管輕度擴張充血,周邊少量炎細胞浸潤。
篇9
[關(guān)鍵詞] 補腎中藥;骨髓基質(zhì)干細胞;堿性磷酸酶;礦化結(jié)節(jié)
[中圖分類號] R274 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701(2013)08-0001-03
骨質(zhì)疏松癥是中老年人最常見的慢性病之一,其特征主要表現(xiàn)為骨的微觀結(jié)構(gòu)退化、骨量減少。中醫(yī)學認為骨質(zhì)疏松癥發(fā)生的重要原因是腎氣虛衰,補腎中藥方劑是治療骨質(zhì)疏松癥較為有效的藥方。目前在補腎中藥促進成骨的基礎(chǔ)研究方面取得了一些成果[1],但是目前有關(guān)補腎中藥復(fù)方的研究仍在探索階段。本實驗自擬對成骨有作用的補腎中藥進行組合, 對體外培養(yǎng)的大鼠骨髓基質(zhì)干細胞進行誘導(dǎo),從細胞水平檢測補腎復(fù)方對骨髓基質(zhì)干細胞的影響,觀察成骨情況。
1 材料與方法
1.1 動物
選用出生6周齡雄性SD大鼠,體重不限,購于溫州醫(yī)學院實驗動物中心,合格證書:SCXK(浙)2006-0026。
1.2 中藥藥材
藥材(羊霍、杜仲、骨碎補、補骨脂、黨參、熟地、川牛膝、云苓、白術(shù)、煅龍骨、炒山藥、生蠣、丹皮)購自浙江溫州地區(qū)醫(yī)藥公司。
1.3 儀器與試劑
Thermo二氧化碳培養(yǎng)箱;Nikon 倒置生物顯微鏡;掃描電鏡,上海泰思肯貿(mào)易有限公司;RPMI-1640培養(yǎng)基、胰蛋白酶、MTT試劑、地塞米松、維生素C、β-甘油磷酸鈉、四環(huán)素鹽酸鹽, 均為Sigma 公司產(chǎn)品;胎牛血清,上海勁馬生物科技有限公司;堿性磷酸酶試劑盒,南京建成生物工程研究所。
1.4 方法
1.4.1 補腎中藥水提取液的制備 取羊霍、杜仲、骨碎補、補骨脂、黨參、熟地、川牛膝、云苓、白術(shù)、煅龍骨、炒山藥、生蠣、丹皮,按比例稱重混合后,加蒸餾水浸泡并煮沸3次,每次3 h,合并濾液并濃縮,用75%乙醇沉淀后靜置于冰箱過夜,次日過濾回收乙醇,用0.5%NaOH調(diào)pH至7.0,制成含生藥1 g/mL的藥液,冷藏備用。
1.4.2 大鼠骨髓基質(zhì)干細胞的分離與培養(yǎng)鑒定[2] 取出生6周左右的雄性SD大鼠,體重不限(由溫州醫(yī)學院實驗動物中心提供)。頸椎脫位法處死,無菌條件下取股骨,剪斷兩骨端,無血清培養(yǎng)液吹打髓腔并沖出骨髓。將組織均勻平鋪加10%DMEM培養(yǎng)基接種于10 cm培養(yǎng)皿內(nèi),放置于5%CO2、37℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)。3 d換液1次,待細胞長滿瓶底時后傳代,利用第3代細胞進行實驗。倒置顯微鏡下觀察細胞形態(tài)并用鈣鈷法進行堿性磷酸酶染色。
1.4.3 細胞增殖功能測定 采用MTT法[3]測定補腎中藥方劑對大鼠成骨細胞增殖的影響。細胞消化傳代后,調(diào)整細胞濃度加入96孔細胞培養(yǎng)板中,每孔加入培養(yǎng)液,放入5% CO2 37℃培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)。24 h后顯微鏡下觀察細胞生長合適后,分別換入含1 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、40 mg/L、100 mg/L、200 mg/L補腎中藥的DMEM培養(yǎng)基,共6組,每組12孔;對照為空白組,為單用20ng/mL的地塞米松。含不同濃度補腎方劑培養(yǎng)1、3、7、10 d。采用MTT法于490 nm波長,在酶標儀上測試各孔光吸收值。本檢測方法重復(fù)3次,分別計算對照組與實驗組的增殖率。
1.4.4 細胞功能的表達 大鼠骨髓基質(zhì)干以每孔1×105個/孔的密度被接種于6孔培養(yǎng)板,加入培養(yǎng)液,3 d后分別換入含0 mg/L、1 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、40 mg/L、100 mg/L、200 mg/L補腎中藥的DMEM培養(yǎng)基,定期更換培養(yǎng)液及干預(yù)藥物,不進行傳代直至檢測。
①細胞分化功能測定(ALP活性測定) 分別取各組(藥液濃度分別為0 mg/L、1 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、40 mg/L、100 mg/L、200 mg/L,共7組)培養(yǎng)至第7天的成骨細胞,倒除原培養(yǎng)液,經(jīng)胰蛋白酶消化后吸出消化液,加入0.9%NaCl吹打后低溫凍溶至破碎,離心后上清液行酶免法測定堿性磷酸酶含量。②細胞礦化功能測定 同上述方法培養(yǎng)至第14天,利用von Kossa染色法顯示礦化結(jié)節(jié)。培養(yǎng)14 d后采用多聚甲醛進行固定。以直徑>200 μm邊界清晰的結(jié)節(jié),為礦化結(jié)節(jié)的計數(shù)標準[1]。
1.5 統(tǒng)計學方法
采用SPSS16.0軟件處理,數(shù)據(jù)以(x±s)表示,多組間采用方差分析,然后行兩兩t檢驗,以P < 0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2 結(jié)果
2.1 成骨細胞的鑒定
倒置相差顯微鏡下觀察細胞形態(tài),培養(yǎng)1 d后大部分的細胞為圓形,大小不等漂浮于培養(yǎng)液;培養(yǎng)2 d后部分細胞貼壁,形態(tài)主要為梭形、多角形或紡錘形等幾種形狀(圖1)。培養(yǎng)后7 d貼壁細胞增多可見偽足,瓶底長滿梭形或多角形細胞(圖2);10 d可見貼壁細胞形多呈梭形(圖3)。von Kossa染色礦化結(jié)節(jié)(圖4)。
2.2 補腎中藥方劑對大鼠MSCs增殖的影響
如表1所示,在1 d時100 mg/組高于空白組(t = 6.21,P < 0.001),且200 mg/組也高于空白組(t = 10.27,P < 0.001),差異有統(tǒng)計學意義(P < 0.05);在3 d時濃度為20 mg/L(t = 6.89,P < 0.001)、40 mg/L(t = 6.63,P < 0.001)、100 mg/L(t = 14.49,P < 0.001)、200 mg/L(t = 22.21,P < 0.001)的OD值均高于空白組,差異有統(tǒng)計學意義(P < 0.05);在7 d時濃度為20 mg/L(t = 15.39,P < 0.001)、40 mg/L(t = 24.36,P < 0.001)、100 mg/L(t = 32.84,P < 0.001)、200 mg/L(t = 29.80,P < 0.001) 的OD值均高于空白組,差異有統(tǒng)計學意義(P
2.3 對礦化結(jié)節(jié)數(shù)的影響
如表2所示,選取第14天,濃度20 mg/L組、40 mg/L組、100 mg/組、200 mg/組的礦化結(jié)節(jié)數(shù)與空白組比較,差異均具有統(tǒng)計學意義(P
3 討論
骨髓間充質(zhì)干細胞是存在于骨髓中的間充質(zhì)干細胞,它具有多向分化潛能,能夠自我更新,可在體外培養(yǎng)。骨髓間充質(zhì)干細胞在一定的誘導(dǎo)條件下可以向軟骨細胞、成骨細胞、脂肪細胞、神經(jīng)細胞、心肌細胞等多個方向分化[4]。成骨細胞是體內(nèi)骨形成的主要細胞也是骨代謝的重要功能細胞,對維持骨的代謝平衡非常重要[5]。成骨細胞功能障礙或數(shù)量減少,都會導(dǎo)致骨組織代謝異常、骨質(zhì)疏松等多種疾病的發(fā)生。骨質(zhì)疏松癥在中醫(yī)學上被認為是腎氣虛衰所致,因此近年來越來越多的研究利用補腎中藥來治療骨質(zhì)疏松癥。
本研究發(fā)現(xiàn),不同濃度組的補腎中藥均可促進骨髓間充質(zhì)干細胞的增殖, 增強堿性磷酸酶的活性。堿性磷酸酶是骨髓間充質(zhì)干細胞成骨分化的主要特征性酶,也是最早出現(xiàn)的指標,其由成骨細胞產(chǎn)生并可反映分化程度的高低。目前比較普遍的觀點認為,堿性磷酸酶在體外的鈣化中起著關(guān)鍵的作用[6],堿性磷酸酶活性的高表達標志著成骨細胞的分化成熟[7]。相較于堿性磷酸酶,礦化結(jié)節(jié)為骨形成的標志,它的形成代表了細胞進一步成骨分化成熟[8]。本實驗結(jié)果顯示,不同濃度的補腎中藥在不同程度上能刺激骨髓間充質(zhì)干細胞的增殖分化成骨。
傳統(tǒng)醫(yī)學認為“腎主藏精”,腎精可以生骨養(yǎng)髓的。本方劑所涵蓋的多味補腎中藥中部分作為單味中藥在體外有促進向骨髓基質(zhì)干細胞成骨分化的作用。殷曉雪等[9]的研究發(fā)現(xiàn)羊藿可以上調(diào)BMP-2基因的表達,促進成骨細胞的增殖和分化。徐展望等[10]的研究發(fā)現(xiàn)補骨脂能促進大鼠成骨細胞的增殖。張立等[11]的研究發(fā)現(xiàn)杜仲也能通過刺激成骨細胞的增殖分化促進骨的重建。此外,Wang等[12]的研究指出骨碎補能促進人成骨細胞增殖作用。本實驗中的補腎中藥是在上述單味補腎藥物的基礎(chǔ)上經(jīng)過組合構(gòu)成,它能夠促進大鼠體外骨髓間充質(zhì)干細胞增殖及其向成骨細胞分化。
通過本實驗可以發(fā)現(xiàn),補腎中藥對骨髓基質(zhì)干細胞增值的影響。在低濃度不但沒有毒害作用,而且隨著濃度的增加,細胞增值作用遞增。中藥具有誘導(dǎo)分化的作用,和空白組相比(空白組也加入了誘導(dǎo)成骨液),中藥有誘導(dǎo)基質(zhì)干細胞向成骨細胞分化的作用。中期的ALP和細胞分化成熟晚期的礦化結(jié)節(jié)表明,藥物對細胞的分化成熟作用明顯,特別是對成骨晚期的骨礦化,補腎中藥顯示出極佳的促成骨作用。
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篇10
1鳥類腦大小對覓食創(chuàng)新的影響
很多動物行為學家都認為,在動物前腦大小與覓食創(chuàng)新之間存在著神經(jīng)生物學聯(lián)系[3],因為前腦與動物行為的可塑性密切相關(guān)。通常是前腦越大,覓食創(chuàng)新能力越強。根據(jù)這一基本原理,Lefebvre等人(2004)[4]研究了北美洲和大不列顛群島上各種鳥的前腦大小與覓食創(chuàng)新之間的關(guān)系。所謂覓食創(chuàng)新是指能取食和利用新的食物種類或采用新的覓食技巧。為此,研究人員利用了9種鳥類學雜志所提供的資料,收集了322種覓食創(chuàng)新(或覓食新技能),其中126種覓食新技能屬于大不列顛群島上的鳥類,192種屬于北美洲的鳥類(表1)。這些覓食創(chuàng)新包括銀鷗捕到小嚙齒動物后將它們?nèi)拥綆r石上摔死或沉入水中淹死;也包括普通烏鴉利用過路的小汽車把堅果壓碎,這相當于把小汽車當鉗子使用[5]Lefebvre等人曾計算過這些創(chuàng)新行為在不同類群(目鳥類中的分布情況,同時還分析過不同類群鳥類在大不列顛和北美洲的常見程度或稀有程度。在掌握各種鳥類覓食創(chuàng)新行為的同時,研究人員還獲得了這些鳥類前腦相對大小的資料[6]。無論是在大不列顛群島還是北美洲,鳥類前腦的大小都與覓食創(chuàng)新密切相關(guān)。凡是前腦比較大的鳥類,其覓食創(chuàng)新行為也更為常見。雖然有很多覓食創(chuàng)新都是在一次觀察中發(fā)現(xiàn)的,但對多達322例覓食創(chuàng)新行為的大規(guī)模分析中,發(fā)現(xiàn)在前腦大小與覓食創(chuàng)新之間確實存在著直接的關(guān)系,這表明,這是動物行為學中一個重要而有意義的研究新領(lǐng)域。Sol等人(2006,2007)[7-8]曾研究過鳥類腦子較大是否對其生存和生殖有利的問題。長期以來人們一直未經(jīng)驗證地認為,腦相對較大有助于提高動物的適合度(fitness),特別是當種群進入一個新的陌生環(huán)境的時候,這時覓食創(chuàng)新對動物的生存和生殖就特別重要[9-10]。Sol等人曾研究了646例物種被引入新環(huán)境的實驗(涉及196種鳥),其中大多是研究人員將一種鳥引入一個島嶼或原分布區(qū)以外的地方[11-12]。研究人員還收集了196種鳥有關(guān)腦大小的資料,并根據(jù)鳥大腦就大,鳥小腦就小的基本事實作了相應(yīng)的校正,最終發(fā)現(xiàn),在鳥的腦大小和能在新環(huán)境中成功定居之間存在著正相關(guān)關(guān)系,這是因為腦子較大的鳥類具有更強的覓食創(chuàng)新能力,這種能力可大大提高鳥類的食物攝取率,從而能提高鳥類的生存機會和生殖機會。
2動物有計劃未來的能力嗎?
學習是動物借助于個體生活經(jīng)歷和經(jīng)驗使自身行為發(fā)生適應(yīng)性變化的過程,從這一學習的定義可以看出,任何當前發(fā)生的行為都是與此前的生活經(jīng)歷和經(jīng)驗相關(guān)聯(lián)的。如果動物也能像我們?nèi)祟惸菢幽軌蚋鶕?jù)先前的經(jīng)歷和經(jīng)驗預(yù)測和計劃未來的話,那一定會大大增加自身的存活機會和適合度。目前屬于這方面的研究還很少,因為長期以來人們一直認為計劃未來是人類獨有的能力,這也是人類與所有其他動物存在的一個主要差異[13]。然而隨著時間的推移已變得越來越清楚的是,動物也具有一些一度被認為是人類所獨有的行為,例如使用工具和純粹是有利于未來生存的行為,這促使動物行為學家開始對動物有沒有計劃未來的能力產(chǎn)生興趣并進行研究。動物行為學家認為,要想確認計劃未來的行為必須滿足兩個條件:首先該行為必須是創(chuàng)新的或新穎的,它不是某些本能行為的表現(xiàn),例如:遷飛行為有很多本能成分,雖然顯示有一定的“計劃性”,但不是我們要求的那樣;其次,計劃未來的行為不一定與動物當前的動機狀態(tài)相關(guān),而必定會涉及到未來某一時刻的動機狀態(tài)。下面介紹一個最新的關(guān)于動物計劃未來的研究實例,這就是松鴉為了計劃未來而改變其覓食行為的現(xiàn)象[14]。松鴉是進行這類研究的一個極好的物種,因為它具有令人難以置信的記憶力,它生活在高海拔地區(qū),常常要為未來貯藏大量的食物,每個個體每年大約要貯藏3萬多粒種子,冬季和春季幾乎完全依賴秋季貯藏的種子為生。松鴉不僅能記住它們貯藏食物的地點,而且還十分注意當它們在貯藏食物時誰在觀察它們。在這種情況下,它們此后會把食物重新挖出來并進行深埋,以防這些食物被偷食[15]。Raby等人(2007)[16]利用一個簡單而巧妙的實驗檢驗了松鴉是否具有計劃未來的能力。研究人員為松鴉提供兩個隔室,其中一個隔室中含有食物松子,另一個隔室中沒有食物,每天早晨松鴉只能見到和進入一個隔室,在連續(xù)6天的實驗期間,兩個隔室是交替出現(xiàn)的,各出現(xiàn)3次。每天實驗的前一天晚上,不為松鴉提供任何食物,因此它們在見到隔室期間是處于饑餓狀態(tài)。6天實驗結(jié)束后,每天天黑前兩小時,只為松鴉提供一點點食物,使它們得不到可供貯藏的種子。此后再為它們提供一個備有大量松子的場所,并提供兩個以前曾多次拜訪過的隔室,但現(xiàn)在每個隔室內(nèi)又安裝了一個能貯藏食物的“貯食杯”,使鳥類在天黑前可以把食物貯藏起來,如果它們愿意這樣做的話。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),在兩個隔室中它們總是在其中的一個隔室中貯藏更多的食物(松子),而這個隔室是它們以前拜訪過的那個不含有食物的隔室,這說明在越是缺乏食物的環(huán)境中,它們貯藏食物的行為就表現(xiàn)得越明顯,這對于保障未來的生存是很重要的,這實際上是“為未來著想的一種行為適應(yīng)性”。接下來Raby等人又安排了一個更加有趣的實驗,他們訓練松鴉使其知道在一個隔室中可以吃到花生,而在另一個隔室中可以吃到谷粒,松鴉對這兩種食物都很愛吃。當按照上述同樣的方法進行實驗時,發(fā)現(xiàn)松鴉在含有花生的隔室中貯藏的食物是谷粒,而在含有谷粒的隔室中貯藏的是花生,這表明松鴉很注意并喜歡使它們的食物多樣化,在它們?yōu)槲磥頊蕚涫澄飼r也是遵循這一使食譜多樣化的原則。除鴉科鳥類(如松鴉和星鴉)外,其他動物是否也有“為未來著想”和計劃未來的行為,目前還研究得很少,尚有待于擴展研究范圍。
3腦海馬大小與貯食行為的關(guān)系
為了了解鳥類覓食行為與空間記憶力的問題,Hea-ley和Krebs(1992)[17]曾研究了7種鴉科鳥類的腦海馬大小與貯藏食物的能力之間的關(guān)系。他們之所以選擇研究腦海馬是因為已知鳥類大腦的這個區(qū)域與食物的回收(復(fù)得)有密切關(guān)系。同時,鴉科鳥類也是研究這一問題的最好對象,因為在鴉科鳥類的各個物種之間,貯食行為的表現(xiàn)各不相同,便于用比較研究法進行分析。有些鴉科鳥類根本就不貯藏食物,而另一些鴉科鳥類則 必須在長達9個月期間完全依賴貯藏的食物為生[18-19]。Healey和Krebs[17]研究了兩種幾乎不貯藏食物的鴉科鳥類,即寒鴉(Corrus monedula)和紅嘴山鴉(Pyr-rhocorax graculus),還研究了4種貯藏食物的鴉科鳥類,它們是禿鼻烏鴉(Corvus frugilegus)、歐洲烏鴉(Corviscorone)、喜鵲(Pica pica)和紅嘴藍鵲(Cisia erythro-rhyncha),此外還研究了1種不僅貯藏食物,而且在長達9個月期間必須記住6 000~11 000粒種子埋藏地點的鴉科鳥類,即歐洲松鴉(Garrulus grandarius)。當檢查貯食行為與腦海馬大小之間關(guān)系的時候,發(fā)現(xiàn)這些鳥類都表現(xiàn)出明顯的正相關(guān)關(guān)系,即海馬體積越大,貯藏食物的行為就越發(fā)達,這表明:海馬大小是鴉科鳥類空間記憶力和貯食行為進化的關(guān)鍵因素。此外,動物行為學家還研究了在一個物種內(nèi)部個體之間海馬大小與貯食能力之間的關(guān)系,例如:生活在食物短缺環(huán)境中的個體比生活在食物豐富環(huán)境中的個體具有更發(fā)達的貯食能力,腦海馬的體積也比較大[20]。這就是說,當鳥類生活在嚴酷環(huán)境中的時候,自然選擇有利于增強它貯存食物的能力和此后重新找回這些食物的能力,也有利于海馬體積的增大和海馬神經(jīng)元數(shù)量的增加。Pravosudo及其同事用來自食物豐富的科羅拉多州和來自食物短缺的阿拉斯加州的兩個黑冠山雀(Po-ecile atricapilla)種群檢驗和證實了這一觀點。他們從阿拉斯加州的安克雷奇(Anchorage)捕捉15只活鳥,從科羅拉多州的溫澤(Windsor)捕捉20只活鳥,然后將它們帶回加利福尼亞大學的實驗室,45天后測定這些鳥類貯藏種子之后再重新找到這些種子的能力。當為這些鳥提供可供貯藏的種子時,發(fā)現(xiàn)來自阿拉斯加(食物短缺)的山雀比來自科羅拉多(食物豐富)的山雀要貯藏更多的種子。同樣重要的是,阿拉斯加山雀不僅比科羅拉多山雀貯藏更多的種子,而且它們重新找回這些種子的效率也更高,所犯錯誤也最少。從海馬大小的角度進行比較,雖然阿拉斯加山雀比科羅拉多山雀的個體小體重輕,但其海馬的體積卻比后者大,而且海馬所含有的神經(jīng)元數(shù)量也更多。有趣的是,在不給予兩地山雀貯藏食物的機會的情況下,它們之間海馬大小的差異仍然存在,這表明:貯藏行為本身并不會使阿拉斯加山雀的海馬變大,相反,兩地山雀之間的差異應(yīng)當是自然選擇作用于海馬大小的結(jié)果。目前,有關(guān)這一領(lǐng)域的大量工作正在進行之中。
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