Using Animal Models in Biomedical Research pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:World Scientific Publishing Co Pte Ltd

作者:Chow, Pierce K.H.

出品人:

页数:308

译者:

出版时间:2008-2

价格:$ 100.57

装帧:HRD

isbn号码:9789812706638

丛书系列:

图书标签:

动物模型
生物医学研究
实验动物
研究方法
伦理学
疾病模型
药物研发
实验室动物科学
动物福利
生物医学

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具体描述

Animal models play crucial roles in the continuum of experimental activities that make up biomedical research. Such in vivo modes are especially important in proof-of-principle experiments and in establishing the preclinical safety and efficacy data required for progressing to human clinical trials. A practical understanding of the choice, care and use of animal models is thus expected and required of all biomedical researchers. However, while both legislations and the practice of laboratory animal science have made great advances in the last decade and have impacted significantly on the use of animal models, this corpus of knowledge is not readily available in formats easily digestible to the average biomedical researcher. This book fills this gap in knowledge and provides material not easily sourced by the average biomedical researcher, such as current information on bioimaging, occupational health and biosafety, animal protocol design and histological-pathological support.

探索生命奥秘的窗口：生物医学研究中的动物模型在浩瀚的生命科学领域，理解疾病的发生、发展机制，并最终开发出有效的治疗手段，是无数科研工作者孜孜不倦追求的目标。而在这条充满挑战的道路上，动物模型扮演着不可或缺的“窗口”角色，它们以其在生理、解剖、遗传学等方面与人类的相似性，为我们提供了一个在活体系统中深入探索生命奥秘的独特视角。动物模型并非简单的“小白鼠”，而是经过精心筛选、培育和改造，能够模拟特定人类疾病或生理状态的生物体。它们的出现，极大地加速了我们对从微观基因层面到宏观器官系统的理解。通过在动物模型上进行实验，科学家们得以在不直接涉及人类受试者的情况下，安全、系统地研究疾病的发病机理、评估潜在的治疗药物、探索新的诊断方法，甚至测试手术技术的有效性。一、动物模型：理解疾病的基石疾病是人类面临的严峻挑战，从遗传性疾病的隐匿发作，到感染性疾病的快速传播，再到慢性疾病的长期折磨，每一种疾病都如同一个复杂的谜团，等待着被揭开。而动物模型，正是破解这些谜团的利器。例如，在癌症研究领域，各种诱导肿瘤的动物模型，如化学诱导的肺癌模型、基因工程改造的乳腺癌模型等，能够高度模拟人类肿瘤的生长、转移和对治疗的反应。通过在这些模型中观察肿瘤细胞的行为，研究人员可以更清晰地理解癌细胞的增殖机制、转移途径，以及肿瘤微环境的影响。这为寻找新的靶向治疗药物、开发免疫疗法提供了坚实的理论基础。对于神经系统疾病，如阿尔茨海默病、帕金森病和精神分裂症，动物模型的重要性尤为突出。利用基因工程技术，科学家们可以构建出携带与人类疾病相关突变的动物，使其表现出类似人类的神经退行性变化、认知功能障碍或行为异常。例如，转基因小鼠模型模拟了阿尔茨海默病患者大脑中淀粉样蛋白斑块的形成，使得研究人员能够深入研究其形成机制，并测试潜在的抗淀粉样蛋白药物。同样，帕金森病模型中的神经毒素诱导的运动障碍，也为研究多巴胺能神经元的丢失和开发治疗药物提供了重要的平台。心血管疾病，作为全球主要的死亡原因之一，其研究也离不开动物模型。高血压、动脉粥样硬化、心肌梗死等模型，能够帮助科学家们理解这些疾病的病理生理过程，评估降压药物、降脂药物的疗效，以及探索预防措施。例如，通过饲喂高脂饲料诱导的兔或猪模型，能够模拟人类动脉粥样硬化的发生，为研究血脂代谢、血管炎症和斑块形成机制提供了宝贵的资源。感染性疾病的研究更是离不开动物模型。从病毒、细菌到寄生虫，各种病原体在动物体内的感染过程，能够帮助我们了解病原体的致病机制、宿主的免疫反应，以及评估抗生素、抗病毒药物的有效性。例如，流感病毒在小鼠体内的感染模型，是研究病毒传播、致病机制和疫苗开发的关键工具。埃博拉病毒、寨克病毒等烈性传染病的模型，则为快速响应疫情、开发治疗方案提供了重要的研究依据。二、动物模型：加速治疗药物的研发新药的研发是一个漫长且耗资巨大的过程。从实验室的初步发现到最终上市，需要经历严格的临床前和临床试验。而动物模型，正是连接实验室研究与人体临床试验的关键桥梁。在药物发现的早期阶段，动物模型被用来筛选和评估潜在的治疗化合物。研究人员可以将候选药物施用于患有特定疾病的动物模型，观察药物是否能够改善疾病症状、延缓疾病进展，或者逆转病理变化。例如，一种新的抗糖尿病药物，首先会在糖尿病动物模型中进行测试，评估其降低血糖水平、改善胰岛素敏感性的能力。药物的有效性评估之后，安全性评估同样至关重要。动物模型可以帮助科学家们了解药物的药代动力学（吸收、分布、代谢、排泄）和药效学（药物在体内的作用机制），以及潜在的毒副作用。不同剂量的药物在动物体内的反应，可以为确定安全有效的临床剂量提供重要的参考。此外，动物模型也为研究药物的联合治疗提供了平台。在面对复杂疾病时，单一药物往往难以达到最佳疗效。通过在动物模型中尝试不同药物的组合，科学家们可以探索协同增效的可能性，开发出更有效的联合治疗方案。三、动物模型：探索诊断方法与手术技术的创新除了治疗药物的研发，动物模型在诊断方法的开发和手术技术的创新方面也发挥着不可替代的作用。在诊断方面，新的影像学技术、生物标记物检测方法，都需要在活体模型中进行验证。例如，一种新的肿瘤早期诊断方法，可能会在携带肿瘤的动物模型中进行测试，评估其灵敏度和特异性，以及能否在疾病早期阶段捕捉到异常信号。在外科手术领域，动物模型更是提供了宝贵的实践机会。外科医生可以在动物身上反复练习复杂的手术操作，熟练掌握技术要领，降低在人体手术中的风险。例如，新的心脏搭桥手术技术、微创手术器械的开发，都离不开在动物模型上的实践和优化。器官移植的实验研究，也通常在动物模型中进行，以解决免疫排斥、术后护理等关键问题。四、动物模型的选择与伦理考量选择合适的动物模型是进行有效生物医学研究的前提。不同的研究目的、不同的疾病，需要选择不同种类的动物。从常见的实验室小鼠、大鼠，到较大的动物如兔子、豚鼠、猫、狗、猪，再到灵长类动物，每种动物都有其独特的生理特征和研究价值。啮齿类动物（小鼠、大鼠）：数量庞大、繁殖快、饲养成本低、遗传背景相对明确，是目前最常用的动物模型。它们在遗传学、肿瘤学、免疫学、神经科学等领域有着广泛的应用。兔子、豚鼠：在免疫学、眼科、皮肤病学等领域有特殊应用。猫、狗：在心血管疾病、神经科学、传染病等研究中有重要价值，但伦理和饲养成本相对较高。猪：在生理学、解剖学、消化系统、心血管系统等方面与人类相似度较高，被认为是更接近人类的动物模型，常用于药物安全性评估和外科手术研究。灵长类动物（猴子）：在神经科学、病毒学、疫苗研发等领域具有独特的优势，因为它们与人类在生理和免疫系统上最为接近，但其使用受到严格的伦理限制。在利用动物模型进行科学研究的同时，我们必须高度重视动物福利和伦理问题。所有涉及动物的实验都必须遵循严格的伦理审查和动物保护法规，遵循“3R”原则：替代（Replacement）、减少（Reduction）、优化（Refinement）。替代：尽可能使用非动物的方法，如体外细胞培养、计算机模拟等，来代替动物实验。减少：通过优化实验设计，使用最少数量的动物来实现研究目标。优化：采用最人道的实验方法，最大限度地减少动物的痛苦和不适，提供良好的饲养环境和护理。五、展望未来随着科技的不断发展，动物模型的研究也在不断进步。基因编辑技术（如CRISPR-Cas9）的出现，使得构建更精确、更符合人类疾病特征的动物模型成为可能。例如，可以利用基因编辑技术在特定基因位点引入或删除基因，从而更精确地模拟人类疾病的遗传基础。同时，随着对疾病机制认识的深入，研究人员也在不断开发新的、更精细的动物模型，以解决过去难以攻克的科学难题。此外，与其他研究技术的结合，如高通量筛选、单细胞测序、成像技术等，也将极大地提升动物模型研究的效率和深度。生物医学研究中的动物模型，就像一座座桥梁，连接着基础科学的探索与临床应用的创新。它们以其独特的视角，帮助我们揭示生命的奥秘，战胜疾病的挑战。在尊重生命、关爱动物的前提下，科学合理地利用动物模型，将继续推动生物医学事业向前发展，为人类的健康福祉做出贡献。