动物医学进展范例6篇

前言:中文期刊网精心挑选了动物医学进展范文供你参考和学习,希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感,欢迎阅读。

动物医学进展

动物医学进展范文1

学习记忆的行为学研究

一、人参皂甙对正常动物学习记忆的影响 人参皂甙对正常动物的学习记忆有明显促进作用,可提高分辨学习能力,加速条件反射的形成,促进记忆的获得、巩固和再现等。早在1950~60年代,就有研究发现,人参可以加速小白鼠和大鼠条件反射的形成。1980~90年代,国内外的研究[1,2]表明,人参皂甙可明显改善正常动物的学习记忆,提高方向辨别能力。曹颖林等[3]发现,中国人参茎叶皂甙可以提高大白鼠在MG-2型迷宫中条件性回避反应的出现率和分辨学习的正确率,并且前者的提高程度较后者更为显著。崔连华[4]则发现,大鼠腹腔注入GSLS后可加快学习速度,但这种作用较慢,停药后效果达到最好且可持续一段时间。张均田、杨迎等[5,6]研究发现,用人参皂甙单体Rb1和Rg1喂养小鼠,短期内Rg1可促进记忆的获得、巩固和再现, Rb1则主要改善记忆的获得和再现;较长期两者均可促进动物成年后的学习和记忆获得过程,表现为跳台实验中错误次数减少,避暗实验中错误次数减少和进入暗室的潜伏期延长。

二、人参皂甙对学习记忆受损动物的影响 以电休克、药物脑缺血和应激等制作学习记忆障碍模型,观察到人参皂甙对受损动物的学习记忆有明显的保护作用。(1)电休克 曹颖林等[7] 以电休克大鼠所致遗忘为记忆障碍的动物模型,发现GSLS对正常大鼠学习记忆过程仅有微弱易化作用,对电休克大鼠短期记忆障碍有明显改善作用。他还发现GSLS可以提高小鼠在穿梭箱条件性回避反应的出现率,缩短反应运动,明显改善记忆障碍[8]。王爱明[9]也发现了这一现象。(2)药物 张磊等[2]采用一次性训练被动回避反应和水迷宫法,观察到人参皂甙可拮抗樟柳碱和亚硝酸钠造成的记忆巩固障碍以及40%乙醇造成的记忆再现缺损。马天才等[10,11]研究发现GSLS和GRS均能易化大鼠学习的获得和记忆的保持,改善东莨菪碱和环己酰亚胺所致的记忆障碍,并认为两者具有相似的药理作用。(3)脑缺血 裘月等[12]用跳台法和避暗法观察到人参皂甙可对抗小鼠脑缺血再灌注引起的学习记忆障碍, Lim等[1]认为, Rb1可以保护海马神经元免受致死性缺血而致的损害,这可能是通过清除脑缺血和再灌注损伤产生的过多的自由基而起作用的。(4)应激 高南南等[13] 用小平台水环境法剥夺小鼠24h 睡眠后,学习记忆能力明显下降,而西洋参皂甙100mg/kg、50 mg/kg组对睡眠剥夺后小鼠学习记忆能力的损害有明显逆转作用,以100mg/kg组最好,通过对西洋参皂甙的薄层分析,认为西洋参皂甙所含单体与人参皂甙相同。

学习记忆促进作用的中枢机制

学习、记忆是一个极其复杂的心理、生理和生化过程。简单学习记忆可通过经典条件反射和操作性条件反射获得,复杂学习记忆则会引起中枢神经系统一系列生理生化的改变。目前,这方面的研究主要集中于人参皂甙对中枢神经递质、脑核酸和蛋白质合成、海马形态学的改变等方面。

一、人参皂甙对中枢神经系统神经递质代谢的影响 学习记忆与中枢神经系统神经递质代谢有关。一般认为,中枢胆碱能系统、多巴胺系统和一氧化氮功能的提高对学习记忆产生有利影响。(1)胆碱能系统。有研究[14]认为, Rg1和Rb1是人参促智作用的主要有效成分,它们可增加胆碱能系统中乙酰胆碱的合成和释放,增强脑突出受体对胆碱的提取,同时提高M型胆碱受体的密度。Yamaguchi等[15]发现,给东莨菪碱所致认知功能损害的大鼠重复腹腔注射Rg1或Re可提高大鼠的反应正确率和中隔胆碱乙酰转移酶(choline& nbsp;acetyltransferase,ChAT)的活性并发生作用,但斜索、尾状核和海马的ChAT的活性却无变化。陈嘉峰等[16] 发现,结扎蒙古沙土鼠左侧劲总动脉造成急性脑缺血后, 脑组织内ChAT的活性和Ach含量明显下降,非缺血侧Ach含量无明显变化,而在缺血前腹腔注射人参皂甙能明显提高缺血侧ChAT活性和Ach含量,非缺血侧Ach的含量也被提高。Salim等[17] 也发现, Rb1可增加前脑基底部ChAT的表达。(2)多巴胺系统。王爱明等[9]发现,GRS和GSLS能明显提高动物脑干、纹状体、海马等部位5-HT的含量,脑干5-HT含量的增多还可进一步影响额叶、纹状体的多巴胺能神经元的功能,引起尾核等脑区胆碱能神经功能的改变。曹颖林等[8]则发现,腹腔注射GSLS可增加全脑去甲肾上腺素的含量。(3)一氧化氮。Gillis等[18]认为,人参皂甙对学习记忆的保护作用可能与促进脑内一氧化氮的合成有关。

二、人参皂甙对中枢神经系统脑核酸和蛋白质合成的影响 长期记忆通过细胞核特殊 RNA结构的变化得以经久保存,新事物产生的新蛋白质在几分钟内可构成记忆系统的新内容。人参皂甙对脑内蛋白质、RNA、DNA的合成均有促进作用[2,17]。Salim等[17]发现, Rb1可增加前脑基底部trkA mRNA和海马神经生长因子mRNA的表达,其它的神经营养因子( 如脑源神经营养因子和神经营养因子-3)、基因编码的神经肽 (如前脑啡肽和前速激肽原)及淀粉样蛋白前体却没有变化。并由此认为Rb1对学习记忆的促进作用可能与神经营养系统有关。Liu等[19]发现Rg1可增强大鼠海马c-fos基因表达和提高海马cAMP的水平,并认为这可能参与Rg1促进学习记忆和抗衰老的中枢机制。

三、 人参皂甙对海马形态学的影响  研究表明,记忆的形成和保持与海马神经元长时程突触增强效应(Long-term potentiation, LTP)有关[20]。通过促进海马苔藓纤维出芽等神经元的变化而提高神经元核内核糖核蛋白基因(rDNA)的转录活性、促进蛋白质的合成和增强海马突触的传递功效,可能是人参皂甙诱发海马LTP和促进大鼠学习记忆的神经物质基础。杨迎等[6]发现,Rb1和Rg1均可促进幼鼠身体发育和脑神经发育,并易化小鼠成年后的记忆获得过程,较长期给予Rb1和Rg1可明显增加小鼠海马区CA3锥体细胞上层的突触数目。汪健等[21~23]发现人参皂甙不仅可以提高海马CA1、CA3区和齿状回NMDA受体的数目及活性,而且能增加CA3区锥体细胞、齿状回颗粒细胞嗜银核仁组织者区(silver-nucleolar organizer region, Ag-NOR)和海马突触的数目及单个突触面积,同时还可使大鼠的苔藓纤维末梢出芽提高1~3倍。

结语与展望

近年来,对人参皂甙对动物学习记忆影响的研究不断深入,并已逐渐从单一的行为学研究走向行为观察和机制探讨二者并重,从人参总皂甙的宏观研究走向筛选对学习记忆有效的单体进行研究。下一步需要继续加强对海马的形态及功能、第二信使系统及胆碱能和单胺类递质系统的功能等方面的研究,这有助于进一步探明人参皂甙的药理作用和学习记忆的中枢机制。

转贴于

参考文献

1.Lim JH, Wen TC,Matsuda S, et al. Protection of ischemic hippocampal neurons by ginsenoside Rb1, a main ingredient of ginseng root.Neurosci-Res, 1997, 28(3): 191~200.

2.张磊.人参和三七对小鼠的易化作用.中西医结合杂志,1987,7(10):610~612.

3.曹颖林,张淑斌,孙家廷.中国人参茎叶皂甙对大白鼠条件性行为的作用.沈阳药学院学报,198 8,5(4): 275~277.

4.崔连华.中国人参茎叶皂甙对大白鼠条件性回避反应的影响.张家口医学院学报,1997, 14(5): 1~2.

5.Zhang JT. Abstract of International Ginseng Seminar. Tokyo, 1989: 31.

6.杨迎,张均田,石成璋等.人参皂甙Rb1和Rg1促智作用机制的探讨——对小鼠脑神经发育的影响.药学学报,1994,29(4): 241~245.

7.曹颖林, V.D.Petcov, I Todorov et al.中国人参茎叶皂甙对大鼠行为的影响.沈阳药科大学学报,1996, 13(3):185~188.

8.曹颖林,李伯纯,肖云彩等.中国人参茎叶皂甙对电休克小鼠记忆障碍的改善作用.中草药,1989,20(7):18~20.

9.王爱明,曹颖林,王玉坤,等.中国人参根、茎叶皂甙对大鼠学习记忆及脑内胺类递质含量的影响.1995, 20(8): 493~495.

10.MA Tiancai, YU Qinghai, chen Minghua. Effect of ginseng stem-leaves saponins on one -way avoidance behavior in rats. Acta Pharmacologica Sinica, 1991, 12(5): 403~406.

11.马天才,于庆海.人参茎叶皂甙和人参根皂甙及塞庚啶对大鼠主动回避反应的影响.沈阳药科大学学报,1995,12(2): 86~90.

12.裘月,杜冠华,屈志炜,等.小鼠暂时性脑缺血引起学习记忆障碍模型的制备及人参皂甙的保护作用.中国药理学通报,1995, 11(4):299~302.

13.高南南,于澍仁,吕瑞绵.西洋参皂甙对睡眠剥夺小鼠学习记忆获得的影响.中药材,1996,19(3):144~146.

14.马天才,于庆海.人参对学习记忆的药理影响.中草药,1990,21(7):38~40.

15.Yamaguchi Y, Higashi M, Kobayashi H.Effects of ginsenosides on maze performance and brain choline acetyltransferase activity in scoplamine-treated young rats and aged rats. Eur J Pharmacol, 1997, 329(1): 37~41.

16.陈嘉峰,崇瑞义,秦震.人参皂甙对实验性脑缺血脑组织内 Ach、ChAT的影响.Chin J Neurosci, 1995,2(2): 90~92.

17.Salim KN, McEwen BS, Chao HM, Ginsenoside Rb1 regulates ChAT,&nb sp;NGF and trkA mRNA expression in the rat brain, Brain Res Mol Brain Res. 1997, 47(1~2): 177~182.

18.Gillis CN. Panax ginseng Pharmarcology: a nitric oxide link, Biochem Pharmacol. 1997, 54(1): 1~8.

19.Liu-M, Zhang JT, Effects of ginsenoside Rg1 on c-fos gene expression and cAMP levels in rat hippocampus, Acta Pharmacologica Sinica,1996,17(2):171~174.

20.Laroche S, et al. Linear relation between the magnitude of long-term potentiation in the dendate gyrus and associative leraning in the rat. Neurosci, 1989, 28: 375.

21.汪健,娄艾琳,孟书聪,等.用放射自显术研究人参皂甙对大鼠海马NMDA受体的影响.中国药理学通报,1996,12(6): 509~512.

动物医学进展范文2

[关键词] 大黄颗粒;长期毒性;大鼠

[中图分类号] R282.71 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721(2013)08(a)-0004-03

大黄药理作用广泛,《神农本草经》载:“大黄,荡涤肠胃,推陈致新,通利水谷,调中化食,安和五脏[1-5]。”现代药理研究表明其具有抗感染、抗病毒、抗肿瘤、治疗糖尿病等作用,既可内服,亦可外用,在临床上可大量使用[6-12]。据统计,全国8000多种中药制剂中有800多种含有大黄,大多数降脂减肥、排毒养颜类中成药均含有大黄[13]。目前对大黄长期服用的有关毒理学方面报道较少,为探讨其安全性,本项目进行了大黄颗粒长期毒性试验研究。

1 材料与方法

1.1 受试药物

大黄颗粒,由天津现代医药开发研究所提供。

1.2 试验动物

Wistar种大鼠(SPF级),雌雄各半,购自北京维通利华实验动物技术有限公司。

1.3 试验试剂

1.3.1 生化试剂 尿素氮(BUN)试剂盒、血糖(PG)、丙氨酸肌酐(CREA)等,上海丰汇医学科技有限公司生产。

1.3.2 目测八联试纸带(OCTO TEST PAPER) 广州花都高尔宝生物技术有限公司生产。

1.4 试验仪器

F-820血细胞计数仪、BECKMAN CX4 COULTERTM PRO全自动生化分析仪。

1.5 试验方法

Wistar大鼠,体重85~105 g,按体重随机分为高、中、低3个剂量组及对照组,3个剂量组的给药剂量分别为10、5、2.5 g/kg(生药),分别相当于人用临床剂量(0.1 g/kg)的100、50、25倍。每组30只动物,雌雄各半。每日定时灌胃给药1次,每周给药6 d,连续给药26周,给药体积为10 ml/kg;对照组给予等体积纯化水,给药时观察动物的一般状态,每周测体重1次。26周末给药后(每组雌雄各10只)及停药4周后(每组雌雄各5只)动物禁食24 h,用目测八联试纸法测定尿液。股动脉取血进行血常规、血生化及电解质检查。各组动物分别剖取脑、心、肝、肾、脾等脏器称重并计算脏器系数,制成HE染色切片,进行组织学检查。

1.6 统计学方法

应用SPSS 13.0软件处理数据,计量资料采用t检验,计数资料采用χ2检验,以P

2 结果

2.1 一般状况

给药期间,供试品高剂量组大鼠精神萎靡,排稀便,被毛晦暗,中、低剂量组动物被毛光泽,眼、鼻、耳、口、生殖器无异常分泌物,大小便正常,未见有系统毒性症状出现。停药恢复期间,高剂量组大鼠状态逐步恢复。

2.2 各组体重及摄食量的比较

给药26周,与对照组比较,高剂量组雌、雄动物体重增长缓慢,摄食量减少(表1)。

2.3 各组尿常规的比较

给药26周,高剂量组雌、雄大鼠尿蛋白阳性动物例数增多,其余各指标与对照相比差异无统计学意义(表2)。

2.4 各组血常规、血生化及电解质检查的比较

各剂量组各项血液学指标与对照组比较差异均无统计学意义;高剂量组动物GLU、Cl-较对照升高,余指标差异无统计学意义,中、低剂量组与对照组相比差异无统计学意义(表3)。

2.5 各组脏器重量及脏器系数的比较

各剂量组脏器重量及脏器系数与对照组比较差异无统计学意义(表4、5)。

2.6 病理组织学观察

各剂量组动物解剖后见胸、腹腔未见出血点及积液,主要脏器大体观察未见明显病变。组织学检查除高剂量组雌、雄动物均可见肾小管上皮细胞肿胀外,其余脏器未见与药物相关的病理变化。

3 讨论

大黄,大苦大寒,有泻热通腑、荡涤肠胃之功,临床常用于大便不通、积滞泻痢、里急后重及溏而不爽等症[14-15],是临床常用的传统中药。大黄颗粒是利用现代工艺技术开发的一种具有泻下攻积、凉血解毒、清热泻火、利湿退黄、逐瘀通经等功效的中药冲剂,使用广泛,对其长期服用的毒性反应、安全剂量等,国内外少有报道,缺乏长期大剂量服用的安全性评估数据,本研究对大黄颗粒进行了较为完整的长期毒性评价。

本试验研究结果表明,长期给予高剂量大黄颗粒的雌、雄动物均被毛晦暗、排稀便、体重增长缓慢,考虑是大黄具有导泻作用造成动物腹泻,从而影响食物中营养成分的吸收所致。本实验提示大黄颗粒高剂量对动物无致死作用,但腹泻导致营养成分的流失而明显延缓了动物生长发育;高剂量组尿蛋白阳性数明显增多,且病理组织学检查发现动物肾小管上皮细胞肿胀,提示长期服用大剂量大黄具有一定的肾毒性,应密切监测肾功能;高剂量组血Cl-升高,表明其可能对电解质的分泌和吸收有影响;高剂量动物血糖轻度升高,考虑是大黄含有多糖成分,长期给药导致血糖升高,临床应监测血糖水平,尤其对糖尿病患者。试验期间中、低剂量组动物状态良好,被毛光泽,生长正常,体重增加,大小便颜色形状均未见异常,口、鼻、生殖器等未见异常分泌物,未见毒性反应及死亡,表明大黄颗粒中、低剂量对动物的生长发育无明显不良影响,无致死作用;尿常规、血常规、血生化、脏器重量及脏器系数检查,中、低剂量组与对照组相比均无差异,且动物解剖后胸腔、腹腔浆膜光滑,未见出血点及积液,心、肝、脾、肺、肾等主要脏器位置正常,大体观察未见明显病变,开颅后脑膜及脑未见异常,病理组织学检查各脏器未见明显病理变化,表明中、低剂量对动物的神经、泌尿、心血管等系统无明显的毒性作用。上述研究结果表明只要大黄颗粒给予剂量合理,长期服用即安全。

综上所述,大黄颗粒以剂量≤5 g/kg(相当于临床人用剂量的100倍)对大鼠长期灌胃,未见明显毒性反应,安全范围广。随着研究手段的进步,人们对大黄的认识会日趋深入。

[参考文献]

[1] 李淑娟,董晓华,武海霞,等.大黄及其有效成分药理作用研究进展[J].医学综述,2005,11(1):76-78.

[2] 张金喜,林翠茹.大黄临床应用研究进展[J].江苏中医药,2010,42(5):80-81.

[3] 傅兴圣,陈菲,刘训红,等.大黄化学成分与药理作用研究新进展[J].中国新药杂志,2011,20(16):1534-1538.

[4] 魏从师,冯晶,王玮.浅谈大黄的临床研究与应用进展[J].中医临床研究,2011,3(16):47-48.

[5] 刘仁俊.大黄研究进展[J].中国中医药,2011,9(17):150-151.

[6] 李晓红,李蒙,陶艳蓉.大黄酸及其衍生物药理作用研究新进展[J].现代药物与临床,2010,25(6):417-420.

[7] Smolarz HD,Swatko-Ossor M,Ginalska G,et al.Antimycobacterial effect of extract and its components from Rheum rhaponticum[J].J AOAC Int,2013,96(1):155-160.

[8] Tsai KH,Hsien HH,Chen LM,et al.Rhubarb inhibits hepatocellular carcinoma cell metastasis via GSK-3-β activation to enhance protein degradation and attenuate nuclear translocation of β-catenin[J].Food Chem,2013,138(1):278-285.

[9] 郑晓博,闫洪涛,汤礼军.大黄用于急性胰腺炎治疗的研究进展[J].西南国防医药,2013,23(3):340-342.

[10] 赵一俊,邓刚,马立彬,等.大黄素前列腺癌抗肿瘤作用机制研究进展[J].医学研究杂志,2013,42(1):17-19.

[11] 陈鹏,刘子丹,顾勤.大黄素在消化系统肿瘤治疗研究进展[J].辽宁中医药大学学报,2013,15(4):234-236.

[12] 曹俊岭,孙玉琦,肖小河,等.对大黄“毒性”的认识与思考[J].世界中西医结合杂志,2007,2(2):112-114.

[13] 丁艳,李强翔.大黄素在糖尿病治疗中作用的研究进展[J].中国老年学杂志,2012,32(20):4594-4596.

[14] 丁博文,嵇武.大黄素对消化系统疾病治疗作用的实验研究进展[J].中国中西医结合消化杂志,2012,20(4):183-186.

动物医学进展范文3

关键词:分子生物学;多媒体教学;新兴疫苗技术

1由浅入深,充分利用学生已知信息引入分子生物学概念

对于绝大多数动物医学专业学生而言,分子生物学仍停留在“传说阶段”,听说过也大概了解,但其中具体涉及哪些内容仍不得而知,仍是一些“高大上”的理论内容。因此,如果将学生由门外汉引入分子生物学的世界至关重要,也是学好这门课的首要前提。由于专业限制,动物医学专业的学生视线多集中在各种动物疫病的诊断、防控等领域,因此对这方面的内容比较熟悉,比如疾病诊断中常用的ELISA检测及动物免疫疫苗等。以禽流感病毒为例,大家肯定都知道最近国内留下的H5N1及H7N9禽流感病毒,也知道养殖户需要打疫苗进行防范,那么这些疫苗是如何生产的呢?传统的疫苗生产基本围绕鸡胚扩繁病毒并灭活,而一些新兴的疫苗技术,如DNA疫苗、亚单位疫苗及反向遗传疫苗等势必引起学生的兴趣,这些都是我们分子生物学领域研究的内容,让学生认识到分子生物学知识的重要性。

2发挥多媒体教学优势

分子生物学课程中涉及大量的动物医学专业学生前所未闻的新鲜概念,如果单纯的依靠传统板书进行讲解很难取得满意的效果,因此多媒体教学势必发挥着重要作用。将一些看不见摸不着的晦涩理论知识,以生动形象的多媒体形式展示出来,使学生一目了然的明白我们究竟讲的是什么内容,具体的原理是什么,真正掌握分子生物学的精髓,才能将分子生物学知识应用于实际。如分子生物学中最常见的“PCR技术”,如果我们说这是“聚合酶链式反应”,学生必然一头雾水,其设计到引物、目的基因、扩增温度等等因素,单纯的讲解很难理解,这时我们可以通过视频的形式,将PCR反应的各种组分及反应步骤一一分解,势必起到事半功倍的效果。

3以最新科研进展充分调动学生积极性

我们知道分子生物学知识发展非常迅速,每天都有新的研究进展,因此课本上的知识永远无法跟踪到最新的科研进展。那么我们就可以通过多媒体形式将最新相关领域的研究进展引入教学,既能让学生了解研究前沿知识,深入理解掌握所学分子生物学知识的含义,更能激发学生的学习热情。比如前面讲到的“反向遗传疫苗”,这是几年来研究比较火热的一个方向,“反向”是相对于“正向”而言,“正向”指的是生物学的初始阶段是由表型到内部,即由蛋白到核酸的过程,而“反向”则是由核酸到蛋白质的研究过程,即通过改变核酸从而改变蛋白质表型,生产新型疫苗,比如中国农业科学院哈尔滨兽医研究所近年来做了大量研究,开发了一系列新型的反向遗传疫苗并应用于实际生产,这样会迅速抓住学生的学习兴奋点。

4比喻教学法,以通俗易懂的语言解答晦涩难懂的理论

利用恰当的比喻教学方法在解释一些晦涩难懂的理论知识时效果很好,能生动形象的让学生明白我们讲授的内容。比如在讲授蛋白质翻译过程时,从DNA转录为RNA并翻译为蛋白质,其中信使RNA(mRNA)、转移RNA(tRNA)和核糖体RNA(rRNA)是细胞质中参与蛋白质合成的三类主要的RNA,如何更好的理解这部分内容呢?我们可以将mRNA比喻为上司下达的一道命令,具体的碱基就是命令的具体内容;rRNA则是能帮助读懂这些命令的秘书,随后秘书将信息传代给具体执行操作的信号兵,也就是tRNA,这样三者配合完成从RNA到蛋白质的翻译过程。5理论联系实际,调动学生主动学习、思考的能力在学生掌握了一定的分子生物学理论基础上,恰当的做到理论联系实际,发挥学生主动思考能力,将有助于学生更好的理解理论知识。比如我们学习了PCR技术,知道这是一种针对遗传物质DNA的特异性扩增技术,那么具体有什么应用价值呢?这时我们可以引入病原检测方面的例子,让学生分析一下目前进出口检验检疫方面常见的手段有哪些?除了传统的ELISA检测,很多时候PCR技术都发挥了重要的作用,能针对某种特定病原菌的特征性基因设计引物,只要PCR技术检测出阳性结果就说明有这种病原菌,快速灵敏。这样能让学生更容易意识到分子生物学知识在实际中是如何应用的。分子生物学技术在当代动物医学领域发挥着越来越重要的作用,如何让非生物专业的动物医学学生更有效的掌握这门重要的基础知识仍存在许多难点,需不断总结实践提高,真正达到我们的教学目的。

参考文献

[1]赵佳福,段志强,阮勇,倪萌萌.影响动物科学专业实践教学效果的原因分析及改革建议[J]教育教学论坛.2016(50).

[2]邹文辉,戴洪伟,李建江,刘慧霞,王康英.动物科学专业实践教学体系与运行保障[J]甘肃畜牧兽医.2017(05).

动物医学进展范文4

【关键词】 病证结合模型;模型制备;评价方法

Abstract:This article summarized the study progress in two main aspects of establishment and evaluation methods of integration of disease and syndrome animal models,elaborated the significance of the research of integration of disease and syndrome animal models; the selection of Chinese medicine syndromes,the dieases,the animals for making models,and the facts for making models.Manifest the methods and standards for evaluating the models.Meanwhile point out the problems and give some ideas on the direction of research in the future.

Key words:integration of disease and syndrome model; establishment method; evaluation criterion

“病证结合” 动物模型既有西医疾病的特点,又有中医证候的特征,它将有助于中药药理学研究和中药药效的评价,有利于更全面、客观地认识中药的科学内涵,对于探讨疾病病理生理变化与中医证候特征之间的关系,更是显示出较大的优势。近年来,围绕证候本质,从临床研究到动物实验,从寻求单一的“证”的特异性指标到病证结合研究某一病证的客观指标,积累了丰富的研究资料,但同时也存在许多问题。现将病证结合模型的研究进展综述如下。

1 病证结合模型的制备

1.1 病证种类的选择

选择研究的疾病与证候应具有密切的关联性,也应具有发展阶段的同步性,易于找出两者在临床上的结合点,比如发现冠心病与血瘀证的密切联系,肾虚与骨关节疾病联系密切等。“病”与“证”是不同医学体系中的两个概念,是分别从不同角度对疾病的认识,“辨证”是中医的优势,“辨病”是西医的特长。病证结合动物模型就是在制作动物模型时,同时考虑病、证制作出的动物模型,如冠心病血瘀证动物模型[2]、高血压病肾阴虚证动物模型[3]、溃疡病脾虚证动物模型[4]等。

1.2 造模用动物的选择

病证结合动物模型所用的造模动物既要满足对造模药物敏感、模型特征出现迅速、持续和稳定的要求,又要满足易于造成所要研究的疾病和相应证候特征的要求[5]。

不同品系、不同性别的实验动物对造模因素的耐受程度和敏感度不同,所以同等强度的造模因素作用于不同种系、不同生长阶段的动物上所表现出来的造模效果也是不相同的。另外,人和实验动物宏观和微观的疾病变化规律也不完全一致。要找与人体组织器官相似的动物来复制模型,或者是某个系统,甚至是某个器官相似的动物用作造模动物。最好是找宏观、微观变化规律都相似的动物。例如弗氏完全佐剂和II型胶原诱导的类风湿性关节炎模型,根据动物易感程度的不同,前者造模常用Wistar大鼠,后者用DBA —/1、N FR/N、B 10.G近交系小鼠[6]。又如许文玉等制作冠心病血瘀证动物模型,选用中华小型猪作为模型动物,因实验小型猪的心脏解剖结构及侧枝循环与人类相似;被毛稀少,皮肤组织结构和人最相似,便于观察皮肤变化;还可按中医辨证施治要求作舌诊观察,用相机记录病程中舌象的变化;多次反复大量采取血液和其他体液,便于动态观察血液流变学和其他生化指标[7]。

1.3 造模因素的选择

目前病证结合模型的造模多采用西医病理造模因素叠加中医证候造模因素的方法。另外也有使用单一物理或化学因素造成病证结合模型的方法。

1.3.1 证候造模因素疾病造模因素相叠加

根据中医病因病机理论,使用物理因素制造中医证候模型,叠加药物因素制造西医病理模型:如梁俊清等[8]以Wistar大鼠为实验动物,采用高同型半胱氨酸血症诱发血管内皮功能障碍为基础病理模型,叠加“基础进食和强迫负重游泳”诱发气虚证候,制作络气虚滞型血管内皮功能障碍动物模型。又如徐珊等[9]采用CCl4注射法复制肝硬化疾病模型叠加大黄灌胃法、游泳疲劳法制备肝纤维化肝脾虚病证结合模型。

陈天娥等[10]研究制作“大鼠脾气虚胃溃疡证病结合模型”,麻醉动物,暴露胃窦部,将0.02mL 50 %冰醋酸注入黏膜下层,然后逐层缝合切口,手术后采用的耗气破气加饮食失节法连续14d,造成脾气虚模型。李冀等[11]用大黄法、饮食失节法叠加乙酸涂抹法复制脾虚胃溃疡大鼠病证结合模型。西医病理因素或化学药物叠加制作病证结合模型:如韩清民等[12]使用SD雌性大鼠双侧卵集切除去势结合单侧膝前后交叉韧带、内侧副韧带切断的方法复制肾虚型骨性关节炎模型。梁爱华等[13]用细菌内毒素与角叉菜胶两种因素叠加,制作血瘀证和血栓形成病证结合动物模型。西医病理因素造或化学药物中医证候模型,叠加药物或病理因素造西医疾病模型:如徐世杰等[14]用切除小鼠卵巢叠加Ⅱ型胶原皮下注射以诱导关节炎的的方法制备小鼠肾阳虚型免疫性关节炎病证结合模型[15]。

1.3.2 单一因素制作病证结合模型

单一病理因素制备病证结合模型,即使用单一病理因素作为病证结合模型疾病与证候共同的造模因素。如刘蕾等[16]采用对中华小型猪施行冠脉Ameroid环缩术的方法,制作心肌缺血血瘀证小型猪模型。

单一药物因素制备病证结合模型,即使用单一病理因素作为病证结合模型疾病与证候共同的造模因素。如杨宇飞等[17]以腹腔注射促红细胞生成素腹腔注射的方法造成继发性红细胞增多症动物模型,该模型既符合继发性红细胞增多症疾病模型,又符合中医血瘀证模型,为病证结合模型。又如裴妙荣等[18]采用Wistarda大鼠每日0.1 % 丙基硫氧嘧啶(PTU) 灌胃(用生理盐水配成0.1 %的溶液),给药剂量 1mL/ 100g的方法,制备大鼠肾阳虚型甲状腺功能减退症病证结合模型。这种使用单一造模手段制作病证结合模型的造模方法,文献报道并不多见,但是由于其造模因素单一,可控性相对较强,其针对一些特殊的病证,如心肌缺血血瘀证,不失为一种有效可行的方法[19]。

2 病证结合模型的评价

2.1 从中医证候的角度考虑

首先,在人的证候诊断标准基础上,注重挖掘动物身上的具有诊断意义的信息特征,对模型进行恰当的辨证诊断。需要注意的是,这里有一个生物意义上相同指标的转换问题,即人与动物四诊的转换问题,需要进一步探讨。其次,将临床研究和基础研究中能够较客观地反映证候特征的微观指标,也移植到动物模型评价上[20]。以及借鉴四诊的客观化研究成果。如利用心电图反映动物的心脏情况[21];根据动物的脱毛、抓取激惹、拱背蜷缩等程度不同进行半定量评分[22]。此外,可采用中药反佐证明的方法,对模型进行评价。如模型动物服用四君子汤后症状、体征和实验检测指标明显好转,并恢复正常,提示此模型为脾虚证[23]。

2.2 从病理生化角度考虑

疾病总会在机体代谢、机能及形态等方面表现出异常改变,疾病在发生发展过程中必然出现一些脏器组织的病变或血液组织液中某些特异性物质的变化。通过疾病发病机制的研究,可以掌握与疾病相关性大的一些生理生化成分。通过检测这些成分的变化,可以对疾病模型的造模进行评价。例如用于类风湿性关节炎研究的佐剂型关节炎大鼠模型,其特异性指标变化为:踝关节肿胀、炎细胞浸润、血管翳形成、软骨组织的破坏和骨侵蚀、血清中细胞坏死因子α和白介素Ιβ的含量显著增高等[24]。

2.3 从反映病证关联性的角度考虑

如代谢组学的方法,具备反映和解决证候问题的“组”、“群”、“谱”集成的分析功能,侧重于寻找相关特定组分的共性加以分析、判断。它能够通过检测不同时间的尿液或血液,对这些由疾病引起的代谢产物进行分析,有助于了解病变过程及机体内物质的代谢途径和代谢状况,还有助于疾病的生物标记物的发现,可以提高诊断的科学化、定量化,避免了人为因素的干扰,为证候和疾病标准化的研究提供了一种可行的方法[25]。如王米渠等[26]用基因芯片的方法研究中医寒证患者,发现寒证的基因表达谱有显著差异,在59条差异表达基因中,绝大多数与代谢(能量代谢、蛋白质代谢等) 有关,说明寒证患者的代谢网络有别于常人。

3 展望

3.1 加强疾病的本质和中医证候物质基础的研究

要制作出比较理想的病证结合模型并形成比较合理的评价标准,我们应该关注于疾病和中医证候的物质基础研究。随着疾病发病机制研究以及中医证候研究的不断深入,我们掌握了越来越多的信息,这对我们进一步改进病证模型造模方法是很有帮助的。例如,研究表明血清Sa 抗体对类风湿性关节炎诊断的特异性为95.8 %,其有可能作为类风湿性关节炎动物模型的一个特异性指标用于模型评价[27]。又如,通过对中医证候本质的深入研究,观察到肝阳上亢证与植物神经功能及前列腺素代谢间的联系;血瘀证与血小板结构、功能、代谢间的联系;肝气郁结证与神经内分泌紊乱的联系[28]。沈自尹[29]从脏腑辨证思路着手,对“证”的研究通过“形见于外”探求“藏居于内”的本质,设立统一辨证标准,选择符合“形见于外”肾阳虚证而无其它证夹杂的典型患者,结果发现肾阳虚患者普遍有尿17羟皮质类固醇含量低下的现象。严惠芳等[30]选择临床慢性肾小球肾炎肾阴虚证和肾阳虚证患者为研究对象,检测其血清白细胞介素6、肿瘤坏死因子α的浓度。结果:三组间血清白细胞介素6、肿瘤坏死因子α浓度差异呈现为肾阴虚组> 肾阳虚组> 正常健康组,表明慢性肾炎均存在着不同程度的免疫功能紊乱。王立新[31]等人发现,肾阳虚模型动物的代谢网络明显偏离正常,而用温阳中药干预后,模型动物的代谢谱回归至正常范围,呈现网络修复的结果。这都为病证结合模型评价标准的制定和完善提供了依据和研究方向。

3.2 寻找中医证候与疾病病理状态关联性大的检测指标目前多数病证结合模型的造模及评价方法将证候和疾病人为分开,两套方法、两种标准整合在同一动物上。虽然这种评价方法现在是最常用的,也是有一定根据和理论支撑的,但是这种方法常常是证候指标和病理指标的简单相加,将病证结合模型中证候和疾病的关联性忽视了。应该重视病证的内在联系,充分利用各种研究手段,寻找中医证候与疾病病理状态关联性大的指标。在研究肾虚证与一些免疫系统疾病如类风湿性关节炎关系的过程中,有学者发现OPN(骨桥蛋白)是抗体诱导的关节炎发展过程中的关键分子之一,它参与类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等多种自身免疫性疾病的发病机制,在骨质代谢及免疫系统中起双重作用,是沟通骨代谢和免疫之间的桥梁[32]。肾脏为表达 OPN 的主要器官之一[33]。肾虚证可以影响OPN的表达,这也可能是肾虚证可以加重免疫疾病症状的原因,是病证内在联系的关键点[34]。孙然[35]等发现SLE中医辨证分型与抗核抗体谱等免疫指标之间的内在联系。4种证型间ANA滴度按均值大小依次为风湿热痹证>瘀热痹阻症>阴虚内热证>脾肾阳虚证。抗dsDNA抗体异常按阳性率大小依次为风湿热痹>瘀热痹阻>阴虚内热>脾肾阳虚,提示ANA可作为SLE的筛选实验,抗dsDNA抗体可作为临床辨证的参考指标。

病证结合模型的研究,应从简单的外部造模手段的病、证结合,向病、证本质的内在联系发展。为研究现代医学疾病、中医证候的本质、中医药疗效以及中药新药开发等创造更好的条件。

参考文献

[1]汤小虎 ,唐辉 ,陈学习.中医病证动物模型与中医理论的关系[J].中华中医药学刊,2007,25(5):994995.

[2]陈利国,胡小勤.论病证结合血瘀证血管内皮细胞损伤模型的建立[J].中国中西医结合杂志,2007,27(3):267269.

[3]屈会化,赵谈,曲荣波,等.自发性高血压大鼠早期中医证候的研究[J].中医杂志,2008,49(5):446448.

[4]刘声,郭霞珍.基于运气学说辨治慢性非特异性溃疡性结肠炎肝郁脾虚证临床观察[J].中医药临床杂志,2009,21(4):298300.

[5]支勇,曹式丽.阿霉素肾病动物模型的国外研究进展[J].中国中西结合肾病杂志,2008,9(10):933935.

[6] 陈奇.中药药理研究方法学[M].北京:人民卫生出版社,2006:176178.

[7]许文玉,王伟,郭淑贞,等.小型猪心肌缺血血瘀证动物模型的复制方法[J].中西医结合学报,2008,6(4):409413.

[8]梁俊清,孙士然,吴以岭,等.络气虚滞型血管内皮功能障碍病证结合动物模型的建立及通络方药干预研究[J].山东中医药大学学报,2008,32(1):5257.

[9]徐珊,包剑锋,周敏,等.肝纤维化病证结合模型的研制[J].中国中医药科技,2009,16(2):8183.

[10]陈天娥,王秀琴,孙海梅,等.大鼠脾气虚胃溃疡证病结合模型肠系膜淋巴结表达IL2的初步研究[J].首都医科大学学报,2004,25(3):302305.

[11]李冀,刘波,李莆媛.香砂六君子汤对脾虚胃溃疡证病结合模型大鼠的影响[J].辽宁中医杂志,2008,35(4):505506.

[12]韩清民,王跃辉,程慧,等.肾虚型骨性关节炎造模方法研究[J].新中医,2008,40(3):9092.

[13]梁爱华,丁晓霜,李文,等.血瘀证与血栓形成病证结合动物模型的研究[J].中国中药杂志,2005,30(20):16131616.

[14]徐世杰,吕爱平,王安民,等.卵巢切除所致肾虚对免疫性关节炎小鼠血清骨钙素和肿瘤坏死因子的影响[J].中国中西结合杂志,1999,19(1):3436.

[15]冼绍祥,欧明.肾阳虚型心力衰竭病证结合动物模型的建立和评价[J].辽宁中医药大学学报,2007,9(1):910.

[16]刘蕾,王伟,宋剑南,等.心肌缺血血瘀证小型猪模型差异蛋白质组学研究[J].中华中医药杂志,2009,24(6):716719.

[17]杨宇飞,马麟麟,许勇刚,等.继发性红细胞增多症血瘀证病证结合动物模型的建立及清血颗粒的活血化瘀作用[J].中国中医基础医学杂志,2005,11(6):446448.

[18]裴妙荣,王晓英.用甲状腺功能减退症大鼠确立脾肾阳虚证之病证结合模型的探讨[J].世界中西医结合杂志,2007,2(5):299301.

[19]苗明三,张玉林,杨保新.病证方结合研究的思路[J].时珍国医国药,2008,19(1):9596.

[20]田松,雷晓明.中医证候动物模型研究现状的思考[J].天津中医药,2004,21(3):188190.

[21]刘蕾,郭淑贞,王伟.中医证候研究的现状及发展趋势[J].中华中医药,2008,23(8):661663.

[22]肖芸,方肇勤.中医证候动物模型的研究进展[J].内蒙古中医药,2008,5:6466.

[23]刘建勋,李欣志,任建勋.中医证候模型拟临床研究概念的形成及应用[J].中国中药杂志,2008,33(14):17721775.

[24]顾强荣,王黎明,徐燕,等.99TcMDP治疗大鼠佐剂型关节炎的实验研究[J].医学研究生学报,2008,21(2):141144.

[25]谢毅强,牛乾.代谢组学与中医基础理论的研究进展[J].医学综述,2008,14(4):533535.

[26]王米渠,冯韧,严石林,等.基因表达谱芯片与中医寒证的7类相关基因[J].中医杂志,2003,44(4):288289.

[27]马丽国,徐兴伟.类风湿性关节炎患者血清抗SA抗体的测定[J].黑龙江医学,2008,23(1):5051.

[28]吴敏,吴勉华.分子生物学技术与中医病证相关性研究[J].中医杂志,2002,43(1):810.

[29]沈自尹.有关证与神经内分泌免疫网络的研究[J].中医药学刊,2003,21(1):104.

[30]严惠芳,张卫娜,孔月晴.慢性肾炎肾阴虚证与IL6TNFα相关性的临床观察[J].中医药学刊,2005,23(7):11971198.

[31]王立新,杨霓芝,张再康,等.应用代谢组学技术研究中医证候的思路[J].广州中医药大学学报,2008,25(4):366367.

[32]张鸽,吴玉林.骨桥蛋白在类风湿关节炎发病机理中的研究进展[J].中国临床药理学与治疗学,2007,12(5):488492.

[33]安娜,刘惠兰.糖尿病肾病肾小管间质损害的研究进展[J].中华实用医药杂志,2006,6(22):20422046.

动物医学进展范文5

关键词:  七情学说 怒致病 心理应激 综述

1  七情学说与心理应激的相似性

1.1  中医学的基本特点就是整体观念,认为人是一个有机整体,重视人体内部以及人与外界环境之间的协调统一。七情学说强调情志与脏腑之间依靠气机正常升降而产生的统一协调,认识到情志与脏腑气机之间任何一个方面出现异常,均可以导致疾病的发生。应激理论则适应了生物—心理—社会医学模式的需要而迅速发展起来,神经、内分泌、免疫系统构成的应激中介机制将应激源(生活事件)与最终的心理生理反应联系在一起。

1.2  七情学说与应激理论均认同七情与应激具有积极与消极两方面的作用。七情是人们对外界刺激产生的正常情绪体验,能够促进脏腑功能协调和机体对外界环境的适应;当情志过于强烈持久,超过了人体心理生理的承受能力时,则会损伤机体,造成阴阳失衡、脏腑精气虚衰而产生病变。应激则是个体对变化着的内外环境所做的一种适应,是机体提高警觉系统以应付可能的威胁与挑战的防御反应。适度应激可以提高机体的适应及应对能力,而积极应激,强烈、持久的应激则会使体内的稳态打破,形成消极应激,波及多个系统及易感内脏,导致疾病。可见七情与应激都强调一个内环境的平衡。

2  怒致病与心理应激的相关性

   

尽管中医学中没有“心理应激”这一概念,但中医藏象及七情学说很早就认识到不良的环境或精神刺激与疾病的发生发展密切相关。心理应激理论与中医情志内伤理论在理论框架与对发病原理的认识上存在一致性[1],周萍等[2]认为中医情志致病与现代心理应激理论在认识方法上有很大的相同之处,其扼要模式S-R(S:外界刺激,R:人体心理性的、生理性的多层次的反应)是一致的;从中医角度而言,机体调节应激反应的核心脏腑是肝[3]。严灿等[4]则认为应激理论与中医学阴阳气血、脏腑机能平衡的整体观高度一致,肝主疏泄的功能更是在机体心理应激中起决定作用。肝在志为怒,负性生活事件是怒致病的始发因素,所以怒致病与心理应激之间必然存在一定的相关性。

2.1  病理机制的相通性  怒致病的病理机制。现代医学认为怒主要是通过引起神经—内分泌—免疫网络系统的失调而致病的。愤怒情绪发生时,激活交感神经系统,引起交感肾上腺髓质系统兴奋;内分泌系统被激活,血中肾上腺皮质激素、肾素血管紧张素、甲状腺素、胰高血糖素、垂体后叶激素分泌增加,这些激素对肝脏和其它一些器官都有影响[5],从而引发了一系列的病症。

   

心理应激的生物学机制。Vuitton等学者[6]提出心理应激与疾病的关系是一系列连锁的过程——紧张性刺激、对应激刺激的反应、神经内分泌的改变、免疫应答失调、疾病的发生。严灿等[7]结合中医基础理论及相关研究进展,将现代心理应激理论引入中医理论的研究中,从脏腑学说提出,任何形式的应激首先是影响了机体的正常气机。肝失疏泄所致生理病理改变的发生发展在一定程度上也是一种病理性的心理应激反应。所谓“疏泄”与调节心理应激反应过程中的中枢与外周多种神经递质、神经肽、激素以及酪氨酸羟化酶的变化有关。心理应激的物质基础是神经一内分泌-免疫调节(NIM)网络,有学者通过对中医肝脏象及证候的有关研究得出:肝的实证和虚证都表现出不同程度的神经内分泌功能紊乱[4],肝的疏泄功能也存在着一定的NIM网络调节机制,其中枢神经生物学机制在整体上与调节下丘脑——垂体——肾上腺轴有关,具体而言,可能与调节慢性心理应激反应(情志活动异常)过程中中枢多种神经递质及其合成酶、神经肽、激素、环核苷酸系统以及即刻早期基因los蛋白表达等的变化有关[8]。因此,心理应激反应已成为研究怒致病生物学机制的一个很好的切入点。

2.2  怒致病动物模型的制备  基于怒致病和心理应激的相关性,运用心理应激制作怒的动物模型已是现代模型的发展趋势,并且目前此领域已经取得了很大的进展。如刘晓伟等[9]参考了Breuer[10]的方法,对成年雄性大鼠利用入侵成功制作怒的动物模型。岳文浩[11]使用刺激猫怒吼中枢的方法诱发猫的怒反应,对怒伤肝机制进行研究。陈小野等[18]用自制的颈部枷锁模具影响大鼠日间理毛、挠痒等活动,从而引起大鼠情志变化;而乔明琦等[13]用“择时挤压造模法”制作以急躁易怒、月经前加重的经前期综合征肝气逆证猕猴模型,利用和人类情绪变化极其相似、具有丰富表情和行为的灵长类动物进行造模,为中医情志研究提供更为理想的动物模型。

   

运用心理应激方法研制中医证候动物模型具有创伤性少的优点,既克服了之前中医证候动物中过多使用化学药物导致的偏差,又能与中医传统的情志、劳倦、饮食等致病因素相吻合,特别是情志病本身的特点决定了其动物模型的复制是很困难的,再加上中医学的证候特点要求就更加困难。因此,借助现代医学的应激理论和方法复制情志动物模型已是现代模型的发展趋势。

3  问题与展望

   

从现代应激理论入手,结合中医的脏象理论和七情学说,研究“气”和“气机”的内涵,探讨中医证候及脏象的本质[1]。同时要考虑不同的应激反应会有不同的神经内分泌的改变和不同的病理变化,在明确所采用的应激模型的基本生理病理变化的基础上进行中医药的研究,促进中医对怒所致疾病的辨证及治疗的量化、标准化。采用循证医学的理论和临床流行病学的研究方法,对处于心理应激状态的人群或具有精神性障碍的人群中进行属于中医肝病证候的调查,寻找中医肝病证候在此类病症中的分布规律,并借助于中医体质理论,在细胞、分子等不同层次上揭示证候形成的物质基础,从而为进一步揭示肝主疏泄,调畅情志功能的神经生物学机制提供科学的依据。在动物模型方面,可病证结合制备模型,并建立量化评价标准。同时由于情绪反应是复杂的,导致应激反应的因素不可能像中医七情致病理论那样对七情与五脏的相关性作出严密的区分,所以如何在实验动物身上体现出某一具体情绪改变所致的特定病理变化,还是具有相当难度的,这一领域还需要进一步的突破与创新。

   

怒致病与心理应激的研究显示了中西医学在神经——精神这一高层次领域中的密切沟通合作和优势互补,它不仅为中医不同脏腑功能本质和证候机理研究提供了新的思路和技术方法,而且符合医学模式的转变及社会发展对健康的新的要求,具有很大的发展空间和良好的发展前景。

【参考文献】

动物医学进展范文6

关键词:CRISPR/Cas9基因编辑技术 肿瘤 基因治疗 研究进展

张波等[1]在其研究当中指出了肿瘤细胞本身具备多种遗传信息变化情况,系列基因突变是肿瘤出现、发展、演进、恶化的前提,对于此类突变基因准确识别其功能,并据此寻求对突变基因的修复手段,对肿瘤疾病出现、发展有一定的鉴别诊断价值[2],同时也是肿瘤治疗新思路的一条可靠方向。即使有这样的思路,但基因数量极大程度影响了确认在肿瘤各个阶段中那些基因突变发挥的重要作用。基因编辑手段能够精确地在DNA水平上改变遗传信息甚至模拟细胞由于遗传信息的变化而出现对应的生物学过程(包括恶性特征、耐药性变化)[3],可作为对肿瘤疾病发展及治疗肿瘤的新思路。规律成簇间隔短回文重复/CRISPR相关蛋白核酸酶9 (Regular cluster interval short palindrome repeats/CRISPR-related protein nuclease 9,CRISPR/Cas9)在肿瘤研究、治疗中取得良好的成效。

1 CRISPR/Cas9系统简介

CRISPR/Cas9系统最早是在细菌当中被发现,在细菌中发挥防御作用,在2013年科学家将CRISPR/Cas9系统作用于编辑哺乳动物基因中,在自然界将CRISPR/Cas9系统从性质、作用方面划分为3种类型,其中Ⅱ型CRISPR/Cas9系统是基因编辑的主要系统,包含了Cas9蛋白、CRISPR RNA、反式激活RNA3个部分。有学者将CRISPR/Cas9系统当中的CRISPR RNA与反式激活RNA互补配对进行改造,将其称为单链g RNA,让CRISPR的技术应用进一步得到优化。

随着CRISPR/Cas9技术在临床的应用逐渐深入,其应用价值得到认证,不但具备强大的编辑操作功能,且相对简单,成本较低,有较高的特异性,能够在短时间内精准地筛选整个基因组,在特定疾病基因鉴定方面有着突出价值。到目前为止学者[6]已经将CRISPR/Cas9技术应用到对活细胞DNA还有核苷酸序列的编辑操作当中,针对类型包括不同物种以及细胞类型,而该技术手段的完善也逐渐改善脱靶效应不良反应,且作为基因组编辑手段也让基因定点修饰技术的高效构建提供基础[7]。

2 CRISPR/Cas9在肿瘤疾病的价值

(1)癌症动物模型。建立癌症动物模型是对癌症基因相关功能的一个重要研究手段,在以往的动物模型建立过程中操作技术被应用在受精卵水平,借助同源重组技术完成胚胎肝细胞的基因编辑操作。CRISPR/Cas9在临床的应用对癌症动物模型有突出的简化优势[8],在这种技术推动下不需要建立过于复杂的ES细胞系,对于控制时间与资源成本都有重要意义[9]。近年来科学家开始尝试利用水流动力学注射,在小鼠尾静脉将Cas8、g RNAs质粒诸如到野生型小鼠的体内[10],短时间内便成功取得肝癌小鼠的相关模型,研究该模型对于推动对肝癌治疗有重要价值。在成功建立肝癌模型的同时期相关研究团队成功建立小鼠肺癌模型,这些都借助Cas9基因,对于肿瘤研究与诊治产生极大的推动作用[11]。

当前临床对于脑瘤的发病机制与治疗方案在了解程度依然存在明显不足,在该病的控制干预方面也是难以取得预期效果[12]。在2016年首次通过CRISPR/Cas9技术完成小鼠脑瘤模型的建立,有效调整了脑瘤动物模型所存在的缺陷,在脑瘤相关靶点研究过程中更具针对性[13]。

(2)研究癌症发生机制。对肿瘤的研究过程中,借助离体细胞培养是其中的重要手段,CRISPR/Cas9技术帮助临床相关研究者能够更深入系统地掌握肿瘤细胞系[14],以往研究中都是使用Cas9蛋白切割靶DNA,而DNA双链出现断裂之后主要通过以下两种手段修复[15]:非同源末端连接、同源末端连接。其中借助非同源末端连接修复之后会发生插入/缺失突变情况,让DNA双链出现转码突变、无义突变,最终得到基因敲除效果。通过CRISPR/Cas9表达载体的手段将神经胶质瘤细胞当中表达程度较高的Pyk2敲除,并控制胶质瘤细胞的迁移、增值以及威胁程度,帮助学者了解间质瘤出现、恶化的过程,也为以后研究、治疗间质瘤提供理论基础[16]。

3 CRISPR/Cas9对肿瘤疾病的治疗价值

(1)基因修复、敲除。肿瘤细胞出现及形成的过程中无论是原癌基因被激活或者是抑癌基因被抑制,都可能在其中发挥着重要作用,因此对肿瘤的预防与治疗可以从激活、提升抑癌基因表达入手[17]。慢性髓系白血病的发病已经确认和体内的抑癌基因ASXL1突变之间存在密切联系,同时病情预后也有所影响。有学者[18]将CRISPR/Cas9技术对KBM5细胞当中ASXL1无效突变进行修复从而控制KBM5细胞增殖速度,提升细胞分化能力,极大程度延长了荷瘤小鼠生存时间。

另外表观遗传学在肿瘤的出现过程也扮演着重要角色[19-21],在肿瘤的出现与发展过程中,表观遗传学和CRISPR/Cas9系统都能够对其中关键基因在表达方面造成影响,彰显了对肿瘤治疗的潜力。

(2)破解机体免疫耐受。肿瘤细胞一旦存在于体内,自身组织相容性复合体会随着机体状态而不断调整修饰,从而得到免疫耐受的状态,避免免疫系统的抑制、杀灭,因此有学者[22]尝试通过将该免疫耐受打破,达到治疗效果。当前肿瘤细胞免疫治疗手段主要有两种:(1)特异性T细胞受体修饰基础上的T细胞治疗;(2)嵌合抗原受体修饰基础上的T细胞治疗[23]。这两种免疫干预手段机制都在于识别T细胞表面表达特异性受体,达到识别特异性并杀伤靶细胞免疫应答反应,而基于嵌合抗原受体修饰的T细胞治疗应用于血液肿瘤、非霍奇金淋巴瘤疾病都有突出效果[24],但该治疗思路存在的缺陷在于会导致修饰细胞基因到受体细胞基因组上面难以控制,治疗期间可能出现各种遗传相关不良反应[25]。在2017年基于CRISPR/Cas9构建了更新的嵌合抗原受体修饰基础T细胞[26],编辑T细胞当中的TRAC基因并选择性地送入到受体细胞基因组,可有效控制相关不良反应,同时也提升了T细胞的治疗效果。

4 小结与展望

恶性肿瘤致死率仅次于心血管疾病,且患者患病、治疗、调整期间均受到病情症状的折磨与影响,严重降低患者的生活质量,威胁人类生存[27]。在结合相关临床实践以及文献内容后,可知在可预见的未来中对肿瘤疾病应用CRISPR/Cas9基因编辑技术进行研究、治疗均有极大的发展潜力,但在这条研究的道路上也应该清晰认识到,这项技术还存在很多可改善进步的地方[28],较为典型的如人体伦理问题、脱靶效应、安全性风险等,但相信随着研究不断深入和技术的发展,CRISPR/Cas9技术会得到完善与创新,最终一一解决相关难题,为肿瘤患者提供福音。

参考文献

[1]张波,王琳萍.超声靶向微泡破坏在肿瘤基因治疗中的应用现状及研究进展[J].医学研究杂志,2020,49(4):1-4.

[2]王韶嵘.CRISPR/Cas9基因编辑技术在肿瘤研究及治疗中的应用[J].实用癌症杂志,2019,34(7):1216-1218.

[3] Zheng X, Zheng P, Zhang K, et al. 5S rRNA promoter for guide RNA expression enabled highly efficient CRISPR/Cas9 genome editing in Aspergillus niger[J]. Acs Synthetic Biology, 2018:acssynbio.7b00456.

[4]张雨,王可洲,郭中坤,等.CRISPR/Cas9基因编辑技术及其在肿瘤免疫治疗中的应用[J].中国医药生物技术,2019,14(4):358-360,328.

[5] Antoniani C, Meneghini V, Lattanzi A, et al. Induction of fetal hemoglobin synthesis by CRISPR/Cas9-mediated editing of the humanβ-globin locus[J].Blood, 2018:blood-2017-10-811505.

[6]高鑫,张淑芳.CRISPR/Cas9基因编辑技术在泌尿系统肿瘤研究中的应用[J].现代肿瘤医学,2018,26(19):3133-3137.

[7] Yanchun Z, Simin L, Shijie X, et al.Phylogenetic and CRISPR/Cas9 Studies in Deciphering the Evolutionary Trajectory and Phenotypic Impacts of Rice ERECTA Genes[J].Frontiers in Plant science,2018,9:473-474.

[8]雷婷,肖斌,何咏茵,等.CRISPR/Cas9文库筛选技术的发展及在肿瘤研究中的应用[J].南方医科大学学报,2019,39(11):1381-1386.

[9] Lemos B R, Kaplan A C, Bae J E, et al.CRISPR/Cas9cleavages in budding yeast reveal templated insertions and strand-specific insertion/deletion profiles[J].Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018:201716855.

[10]尹煜鹏.CRISPR/Cas9基因编辑技术在肿瘤中的应用[J].医学研究生学报,2018,31(2):210-214.

[11] Arjan van Zeijl, Titis A K Wardhani, Maryam Seifi Kalhor. CRISPR/Cas9-Mediated Mutagenesis of Four Putative Symbiosis Genes of the Tropical Tree Reveals Novel Phenotypes[J].frontiers in plant science,2018,9:284.

[12]龚晨雨,陈昭,邵红伟,等.CRISPR/Cas9基因编辑技术在肿瘤免疫治疗中的应用[J].中国免疫学杂志,2018,34(1):122-126.

[13] Sumitava D, Simon A, Kshitiz S, et al. Efficient CRISPR/Cas9-mediated editing of trinucleotide repeat expansion in myotonic dystrophy patient-derived i PS and myogenic cells[J].Nucleic Acids Research,2018,46(16):8275-8298.

[14] Sciences N A O. CRISPR/Cas9 cleavages in budding yeast reveal templated insertions and strand-specific insertion/deletion profiles[J].Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018, 115(23):E5431-E5433.

[15]张骞,李力.CRISPR/Cas9基因编辑技术在妇科恶性肿瘤研究及治疗中应用的进展[J].中华妇产科杂志,2018,53(1):65-70.

[16]姜舒畅,施明,彭晖.CRISPR/Cas9基因编辑技术在肿瘤耐药研究中的应用进展[J].国际药学研究杂志,2017,44(4):299-305.

[17]熊伟,杨勇琴,自加吉,等.CRISPR-Cas9基因编辑技术在构建实验动物肿瘤模型中的应用进展[J].生物技术通讯,2017,28(4):551-557.

[18] Gomez M A, Lin Z D, Moll T. Simultaneous CRISPR/Cas9-mediated editing of cassava eIF4E isoforms nCBP-1 and nCBP-2 reduces cassava brown streak disease symptom severity and incidence[J].Plant Biotechnology Journal,2018,17(2):89-91.

[19]孙毓,刘丹,施明,等.基于CRISPR/Cas9技术构建多重sgRNA实现在人原代T细胞中敲除ADRB2基因[J].中国实验血液学杂志,2019,27(5):1682-1690.

[20]翁震,钮晓音,周俊松.CRISPR-Cas9技术在非肿瘤性血液病中的应用[J].上海交通大学学报:医学版,2018,38(11):1396-1400.

[21] Yang H, Wu J J, Tang T, et al.Author Correction:CRISPR/Cas9-mediated genome editing efficiently creates specific mutations at multiple loci using one sgRNA in Brassica napus[J].Scientific Reports,2018,8(1):4877.

[22] Yu Z, Chen Q, Chen W l. Multigene editing via CRISPR/Cas9 guided by a single-sgRNA seed in Arabidopsis[J].Journal of Integrative Plant Biology,2018,60(5):376.

[23]史云.CRISPR/Cas9系统在现代生物学研究和临床试验中的应用[J].复旦学报:医学版,2018,45(5):735-739.

[24]沈伟男,谢阳阳,范晓翔,等.CRISPR/Cas9基因编辑系统在结直肠癌中的应用进展[J].医学综述,2018,24(24):4852-4857.

[25] Yang H, Wu J J, Tang T l.Author Correction:CRISPR/Cas9-mediated genome editing efficiently creates specific mutations at multiple loci using one sgRNA in Brassica napus[J].Scientific Reports,2018,8(1):4877.

[26]马燕,叶子瑜,梁艳芳,等.CRISPR/Cas9介导的IL-6基因敲除对结肠癌SW1116细胞化疗敏感性的影响[J].重庆医学,2018,47(32):4093-4097,4101.