實驗猴動物模型在內(nèi)分泌及心腦血管疾病研究中的應(yīng)用

徐文漭 王媛媛 蔡 琳 李 霞

（1 成都軍區(qū)昆明總醫(yī)院病理科，云南 昆明 650032；2 成都軍區(qū)昆明總醫(yī)院全軍骨科中心，云南 昆明 650032）

靈長類動物是人類的近親，是極其珍貴和重要的實驗動物，其應(yīng)用價值遠(yuǎn)超過其他種屬的動物。靈長類動物在組織結(jié)構(gòu)、免疫、生理和代謝等方面與人類高度近似，與人類的遺傳物質(zhì)有75%～98.5%的同源性，顯示了許多相似的生物學(xué)和行為學(xué)特征，成為解決人類健康和疾病問題的基礎(chǔ)研究和臨床前研究的理想動物模型。實驗猴動物模型的研究主要集中在以下幾類：傳染性疾病、營養(yǎng)性疾病、遺傳性疾病、心血管疾病、老年病、行為學(xué)和精神病及神經(jīng)生物學(xué)、內(nèi)分泌疾病、生殖生理、環(huán)境衛(wèi)生公害、藥理學(xué)和毒理學(xué)、畸胎學(xué)、腫瘤學(xué)。在內(nèi)分泌疾病如糖尿病、地方性甲狀腺腫及心腦血管疾病如動脈粥樣硬化等多種相關(guān)疾病的研究中，實驗猴表現(xiàn)出了良好的模擬性及可重復(fù)性。

1 內(nèi)分泌疾病實驗猴動物模型

1.1 1型糖尿病實驗猴動物模型

隨著經(jīng)濟(jì)條件的發(fā)展，人民生活水平的提高及飲食結(jié)構(gòu)的改變，心理壓力的增大，與世界各國一樣，我國糖尿病發(fā)病率增長迅速，已成為越來越嚴(yán)重的一個公共衛(wèi)生問題。糖尿病動物模型主要有誘發(fā)和遺傳自發(fā)性兩類，其次還有轉(zhuǎn)基因的糖尿病動物模型，但因成本過高，研究相對較少。國外有用鏈脲佐菌素（STZ）誘導(dǎo)青年恒河猴糖尿病的報道，國內(nèi)有1例也選用青年恒河猴建立1型糖尿病模型的報道[1-4]。徐傳磊等[5]采用食蟹猴進(jìn)行1型糖尿病造模成功，該研究給4只實驗組食蟹猴禁食16h后一次性靜脈注射STZ 45mg/kg，給藥后第2天就開始出現(xiàn)糖尿病早期癥狀，給藥后第4周就出現(xiàn)了攝食量、飲水量、排尿量的明顯增加，第7周空腹血糖顯著上升（P＜0.01），造模后第5周出現(xiàn)糖耐量異常，胰腺組織病理學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)胰島萎縮、纖維化。

動物糖尿病的血糖標(biāo)準(zhǔn)各文獻(xiàn)報道不一致，多為11.1～16.7mmol/L[6-10]。參考對人類糖尿病的診斷標(biāo)準(zhǔn)，復(fù)制實驗猴糖尿病動物模型的主要觀察指標(biāo)為空腹血糖水平及糖耐量測試。徐傳磊等[5]研究結(jié)果顯示，結(jié)合食蟹猴正常的空腹血糖值（至少8h未進(jìn)食，血糖值為5.10±1.89mmol/L），判定造模成功的標(biāo)準(zhǔn)為包括以下兩點：一是空腹血糖值≥8.0mmol/L，且時間持續(xù)3周以上；二是葡萄糖耐量試驗中，葡萄糖負(fù)荷2h后血糖值≥10.0mmol/L。此外，C肽水平的高低能直接反映出胰島β細(xì)胞分泌功能的狀態(tài)[11]。若在實驗中可檢測到C肽水平下降以及谷氨酸脫羧酶抗體陽性，則可判斷為1型糖尿病。

1.2 2型糖尿病實驗猴動物模型

糖尿病患者中90 %為2型糖尿病[12]，其發(fā)病主要與遺傳因素及個體因素（多食、肥胖、體力活動減少）有關(guān)，而與自身免疫無關(guān)。目前對糖尿病的發(fā)病機(jī)理、藥物實驗、毒理、病理和治療研究主要是通過化學(xué)藥物或生物制品損傷動物β細(xì)胞，甚至手術(shù)切除部分胰腺或全部切除，從而建立動物模型進(jìn)行系列糖尿病研究。然而用這些方法制造的動物模型是非自然的，其發(fā)病機(jī)理及發(fā)病過程與人存在差異，這種模型的研究效果不甚理想。設(shè)如果能從正常飼養(yǎng)的猴群中篩選出自發(fā)性糖尿病動物模型，這將有利于克隆出人類同源糖尿病基因，這種的動物模型對于研究人類糖尿病會更貼近于自然，結(jié)果會更加可靠。

王艷靜等[13]從100只年齡為8～11歲（相當(dāng)于人類50～60歲）的獼猴中篩選出3只經(jīng)葡萄糖耐量試驗及尿糖測定屬于自發(fā)性糖尿病的獼猴，其年齡分別為12歲3個月、12歲11個月、13歲11個月，屬中老年，篩選比例為3%，這與人類2型糖尿病患病率很相近，同時表明了獼猴自發(fā)性糖尿病的好發(fā)于年齡與人一樣均為中老年。該動物模型與其他糖尿病模型相比顯示了在病理學(xué)、遺傳學(xué)等方面的優(yōu)越性。實驗通過長達(dá)一年的觀察，發(fā)現(xiàn)糖尿病獼猴各種臨床指標(biāo)逐日明顯，且多次空腹血糖測定，數(shù)值均高達(dá)20mmol/L以上。通過對自發(fā)性糖尿病獼猴的篩選，具有兩個方面的重要意義：一是為人類建立理想的糖尿病動物模型；其次是通過子代繁育，并進(jìn)一步對子代及種群的血糖監(jiān)測，建立糖尿病獼猴動物模型的種群。

1.3 地方性甲狀腺腫實驗猴動物模型

地方性甲狀腺腫是由于一個地區(qū)存在特定的環(huán)境致甲狀腺腫因素（主要是碘缺乏）而導(dǎo)致甲狀腺腫大的一種疾病。地方性甲狀腺腫是世界性疾病，據(jù)聯(lián)合國世界衛(wèi)生組織在1960年估計，全世界患地方性甲狀腺腫的患者不少于2億，我國不少于2000萬～3000萬。我國經(jīng)多年推廣碘鹽預(yù)防已使其發(fā)病率大幅下降，但長期補碘后地方性甲狀腺腫的殘留患者仍高達(dá)10%～20%[14]。

在1907～1908年，Marin用羊、豬、狗、牛復(fù)制了飼以低碘飼料所致的甲狀腺腫動物模型[15]，闡明了碘和甲狀腺腫的關(guān)系，證實碘缺乏可造成甲狀腺的膠樣腫和增殖。Mano等[16]于1985年用狨猴復(fù)制了低碘動物模型，國內(nèi)在2000年由杜紅艷等[17]采用狨猴飼以低碘飼料及去離子水成功復(fù)制了甲狀腺腫模型，其在血清學(xué)及組織形態(tài)學(xué)上的改變與人患地方性甲狀腺腫時的表現(xiàn)極為相似。靈長類動物在種屬上與人類極為接近，由它得到的研究結(jié)果能更加準(zhǔn)確地推斷出人類在長期缺碘狀態(tài)下甲狀腺的病理生理改變。

此外，在內(nèi)分泌疾病方面，實驗猴還可被選用作為尿崩癥、庫欣病和肥胖癥的動物模型。

2 心腦血管疾病的研究

2.1 動脈粥樣硬化實驗猴動物模型

1908年俄國病理學(xué)家Ignatowski用蛋和奶喂飼家兔引發(fā)動脈粥樣硬化病變（AS），開啟了AS實驗研究新時代[18]。猴的正常血脂、AS病變的性質(zhì)和部位、臨床癥狀以及各種藥品的療效關(guān)系等，都與人的非常相似，是適合的造模動物。實驗猴不同種屬對AS的敏感各有所不同，其中獼猴更為理想。給予高脂肪、高膽固醇飼料，可發(fā)生嚴(yán)重而廣泛的AS，其誘發(fā)的廣泛性和復(fù)雜性，均超過其他動物，也是常發(fā)生心肌梗賽的少數(shù)動物，動脈粥樣硬化病變的部位，不僅出現(xiàn)在主動脈，也出現(xiàn)于冠狀動脈、腦動脈、腎動脈及股動脈等，其中以冠狀動脈好發(fā)[19]?；势纬械萚20]用脂質(zhì)浸潤法于成年獼猴和老年獼猴成功實施了造模。

動脈粥樣硬化實驗猴模型的檢測，主要為病理形態(tài)學(xué)檢查、免疫組織化學(xué)檢查及生化檢查三個方面。

2.2 腦缺血實驗猴動物模型

腦缺血具有很高的發(fā)生率、致殘率和致死率，嚴(yán)重威脅著人類的健康。臨床上85%的腦缺血是由血栓栓塞大腦中動脈引起[21]。國際腦血管病委員會極力要求腦缺血的研究應(yīng)建立在局部腦缺血動物模型的基礎(chǔ)上[22]。

大多數(shù)實驗動物腦血管的部分生理因素（如動脈二氧化碳分壓變化）的反應(yīng)與人類近似，但就顱內(nèi)、外動脈之間的解剖關(guān)系方面，卻有很多差別。相比較而言，與人最為接近的還是靈長類動物，如猴及狒狒。目前，通過夾閉大鼠、小鼠等實驗動物大腦中動脈（MCA）建立腦缺血模型已取得成功[23]，但采用靈長類動物建立模型的報道相對較少。韋日明[24]、周智鵬[25]等通過介入的方法用導(dǎo)入食蟹猴自體白色血栓栓塞MCA，表現(xiàn)出了典型的局部腦缺血特征，建立了局部腦缺血食蟹猴動物模型。該模型為深入研究局部腦缺血的發(fā)病與治療奠定了實驗基礎(chǔ)。朱華等[26]首次將光化學(xué)法應(yīng)用于食蟹猴的局部腦缺血模型，該模型制作簡單、快速、重復(fù)性好，短期內(nèi)可完成較多樣本的制作，為進(jìn)行與臨床有重要意義的神經(jīng)細(xì)胞保護(hù)研究，特別是干細(xì)胞治療提供了重要的工具。

在心腦血管疾病方面，實驗猴還可被用作高膽固醇血癥、腦出血等的動物模型。

3 結(jié) 論

猴作為靈長類的高級哺乳類動物，具有特殊的生物學(xué)地位，為人類的生存、發(fā)展及科研事業(yè)做出了巨大貢獻(xiàn)。由于國外發(fā)達(dá)國家實驗猴資源有限，同時由于動物保護(hù)主義的影響以及動物福利和倫理學(xué)的要求，加之高昂的實驗成本，發(fā)達(dá)國家的醫(yī)藥動物實驗，特別是實驗猴的臨床前研究呈現(xiàn)出向我國及周邊發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移的趨勢，這為我國承接國際醫(yī)藥動物實驗業(yè)務(wù)帶來了機(jī)遇，同時也提出了新的挑戰(zhàn)，如何高效地利用這一稀缺資源將是我們今后研究的重大課題。

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