實(shí)驗(yàn)動物科學(xué):第十一節(jié)　老年病研究中實(shí)驗(yàn)動物的選擇與應(yīng)用

隨著社會的發(fā)展、經(jīng)濟(jì)衛(wèi)生狀況的改善和科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，人類的平均壽命亦越來越長，老年人在總?cè)丝谥械谋壤�不斷增加。�?jù)聯(lián)合國估計(jì)1975年全世界老年人約有3.5億，預(yù)計(jì)到2000年將產(chǎn)加到5.9億。目前有些發(fā)達(dá)國家老年人口已占總?cè)丝诘?5%，甚至更多。發(fā)展中國家老年人口雖然一般為10%左右，但老年人口比總?cè)丝诘脑鲩L更快。因此老年病研究已成為生物醫(yī)學(xué)研究的重要課題。

老年病研究中，對實(shí)驗(yàn)動物來說，應(yīng)重點(diǎn)解決建立研究人類的老化用實(shí)驗(yàn)動物模型；積累各種實(shí)驗(yàn)動物的正確而詳細(xì)的生物學(xué)資料；供應(yīng)為老化研究用的實(shí)驗(yàn)動物，特別是老齡實(shí)驗(yàn)動物。

一、老年病研究中實(shí)驗(yàn)動物的選擇

目前，用于老年醫(yī)學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)動物以哺乳類動物為主體，有小鼠、大鼠、豚鼠、兔、狗、豬、猴等，其中大鼠使用最多，并廣泛用于各種項(xiàng)目的研究，其中以細(xì)胞生化學(xué)、消化器、激素、酶等研究為主。小鼠的使用數(shù)雖比大鼠低，但用途廣泛，以放射線、消化器、免疫、酶等的研究為主。鳥類的使用率不高，但涉及的研究項(xiàng)目地很廣。魚類、兩棲類、爬蟲類以及無脊椎動物等，絕大多數(shù)被用于比較生物學(xué)的研究。對各研究項(xiàng)目每年所使用的實(shí)驗(yàn)動物種類進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在DNA、染色體、放射線、細(xì)胞生化學(xué)、培養(yǎng)細(xì)胞、腦神經(jīng)、循環(huán)器、腎臟、呼吸器、消化器、內(nèi)分泌、運(yùn)動器、皮膚、感覺器、結(jié)締組織、RNA等眾多研究項(xiàng)目中，大鼠、小鼠的使用量最高；而在糖質(zhì)、脂質(zhì)、膠原和免疫研究項(xiàng)目中，小鼠的使用率比大鼠高，大比較生物學(xué)的研究中，所有的動物的使用數(shù)量差不多。

非哺乳類動物在老年醫(yī)學(xué)研究中也被選用，如果蠅、沙蚤、蚯蚓、輪蟲、線蟲、水螅、原蟲等。天津醫(yī)學(xué)院老年實(shí)驗(yàn)室推薦以果蠅做為老年學(xué)實(shí)驗(yàn)動物模型較為適宜，果蠅的生存期短、繁殖快、高度純種、飼養(yǎng)管理簡便，他們還介紹了一些飼養(yǎng)果蠅的配方經(jīng)驗(yàn)以及果蠅篩選抗衰老藥物快速定性的方法。

老年醫(yī)學(xué)研究中實(shí)驗(yàn)動物選擇應(yīng)注意下面幾個(gè)問題。

（一)老年學(xué)實(shí)驗(yàn)研究中實(shí)驗(yàn)動物的選擇原則

1．有明確的生命期限，確知使用時(shí)的壽命；

2．具有與人類相似的生長發(fā)育、繁殖和衰老的生命階段；

3．對感染和傳染病有一定的抵抗能力；

4．食物內(nèi)容和營養(yǎng)條件與人類相似；

5．能夠施行多種檢測指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)；

6．染色體的分析方便易行；

7．飼養(yǎng)管理簡便，價(jià)格經(jīng)濟(jì)。

（二)應(yīng)注意實(shí)驗(yàn)動物的壽命和各種動物間壽命的相應(yīng)時(shí)間

人的壽命較一般實(shí)驗(yàn)動物的壽命要長得多，對人體的老化研究，須進(jìn)行長達(dá)70年的現(xiàn)象分析，無疑，采用壽命短的實(shí)驗(yàn)動物進(jìn)行研究是有用的。但象大鼠、小鼠壽命較短，僅2～3年，與人老化過程相比有較大差異，在分析老化本質(zhì)時(shí)應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎。在人工致癌使用大鼠和猴時(shí)，達(dá)到致癌期需10～12個(gè)月時(shí)間，對大鼠來說，已占其生命的一半時(shí)間，而對猴僅是生命的1/10～1/20。在分析老化和致癌的機(jī)制關(guān)系上，必須充分考慮。

因此老化研究中選擇實(shí)驗(yàn)動物時(shí)應(yīng)注意各種動物間壽命的相應(yīng)時(shí)間。如一般人以60歲為老年年齡，則其他幾種常用實(shí)驗(yàn)動物進(jìn)入老年的相應(yīng)時(shí)間分別為：猴13.5年，狗10年，豚鼠4.8年，大鼠1.7年，小鼠1.3年。

常用實(shí)驗(yàn)動物壽命的相應(yīng)時(shí)間和生命過程的某些參考值可見圖10-14和表10-52。

圖10-14各種動物平均壽命的相應(yīng)時(shí)期↓符號表示動物的成年時(shí)期

（此自實(shí)驗(yàn)動物かちヒトへの)（狗是Beagle種)

表10-52　人和實(shí)驗(yàn)動物生命過程的某些參考值（按田雞等經(jīng)修改補(bǔ)充)

老齡實(shí)驗(yàn)動物可依據(jù)動物的牙齒磨損程度、外形顏色、指爪長度及厚度、眼睛的朦朧程度、毛色色澤、行動遲緩程度等來判定。如老齡狗的牙根全部磨損、牙齒發(fā)黃；老齡兔門齒厚長而暗黃，時(shí)有磨損，眼睛朦朧，行動遲緩，被毛無光澤。雌性大鼠和小鼠可檢查其陰道涂片的細(xì)胞學(xué)變化，如連續(xù)檢查三個(gè)動情周期均無規(guī)律性的細(xì)胞學(xué)變化，即表示其已進(jìn)入老齡。

（三)應(yīng)注意選擇標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)動物

在進(jìn)行老年醫(yī)學(xué)研究中應(yīng)充分考慮所用實(shí)驗(yàn)動物的生物學(xué)狀態(tài)，即遺傳基因型、表現(xiàn)型、演出型。應(yīng)盡量選擇經(jīng)遺傳檢測、微生物檢測、營養(yǎng)檢測、環(huán)境檢測的合格的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)動物。最常被選用的是各種品系的小鼠和大鼠。在選用時(shí)應(yīng)了解各品系小鼠或大鼠的生物學(xué)特性和壽命期限。不同品系小鼠的平均壽命見表10-53。

表10-53　不同品系小鼠的平均壽命（天)

(四)應(yīng)注意選擇適合老化研究特殊需要的實(shí)驗(yàn)動物

1．老化研究的小型豬：早在18世紀(jì)初期，已認(rèn)為豬在生理學(xué)研究，特別是在循環(huán)系統(tǒng)的研究上，是人的極好的模型動物。但由于豬體過大www.med126.com，給實(shí)驗(yàn)操作帶來不便。1949年，美國明尼蘇達(dá)大學(xué)Hormel研究所首次開發(fā)了小型豬。小型豬基本上達(dá)到了老化研究用實(shí)驗(yàn)動物的基準(zhǔn)，成為理想的實(shí)驗(yàn)動物。小型豬的壽命大致和普通豬相同，其生理學(xué)性質(zhì)與人相似。由于小型豬早期就可患自發(fā)性動脈硬化癥，故已成為研究動脈硬化癥的極為理想的實(shí)驗(yàn)動物。已有充分的事實(shí)證明，人的冠狀動脈分布同豬極為相似，豬同樣有腦血栓癥和動脈硬化癥病變。另外，豬還常用作包括心律不全研究在內(nèi)的人體循環(huán)系統(tǒng)的模型。并可用于腎機(jī)能、胰臟、皮膚、繁殖、體溫調(diào)節(jié)等的研究，它還具有與人類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎極為類似的自發(fā)性質(zhì)的胃潰瘍癥。由此可知，小型豬和一般豬確是老化研究上極為理想的實(shí)驗(yàn)動物。

2．老化研究的裸小鼠：裸小鼠是先天性缺損胸腺的動物，故是一種完全缺乏T淋巴細(xì)胞（來自胸腺)而僅有B細(xì)胞的動物，即是一種細(xì)胞免疫不全動物。為了能看到老化進(jìn)展?fàn)顟B(tài)，很多研究者都用裸小鼠進(jìn)行觀察。如果把此種裸小鼠飼養(yǎng)在無菌或SPF環(huán)境中，也可與正常小鼠同樣發(fā)育而不患消耗性疾病，壽命也與正常小鼠相同。同此可知，消耗性疾病并不是由胸腺缺乏直接引起的，而是由感染引起的繼發(fā)變化。因此，對以往著眼于胸腺和老化之間關(guān)系進(jìn)行研究的消耗性疾病，有進(jìn)一步探討的必要。由于裸小鼠胸腺缺損，是研究胸腺和年齡之間關(guān)系的最合適動物。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須飼養(yǎng)在嚴(yán)密微生物學(xué)管理的無菌、悉生或SPF的狀態(tài)下。裸小鼠在老化研究方面可用于免疫和惡性腫瘤的研究。特別是作為自身免疫和老化關(guān)系研究的模型動物。

3．老化機(jī)制研究的豚鼠：關(guān)于老化的游離基學(xué)說一過氧化脂質(zhì)學(xué)說，雖也常用大鼠和小鼠，但必須根據(jù)研究目的選擇合適的實(shí)驗(yàn)動物。例如，研究腎上腺脂質(zhì)的過氧化時(shí)，幾乎不可能在大鼠的腎上腺中證實(shí)；而在豚鼠中，卻能隨著年齡的增長，檢測其脂質(zhì)過氧化物的增長狀況。

二、老年病研究中實(shí)驗(yàn)動物的應(yīng)用

（一)衰老機(jī)制的研究

北京醫(yī)學(xué)院生化教研室發(fā)現(xiàn)老年大鼠腦細(xì)胞核內(nèi)非組蛋白染色體蛋白質(zhì)（NHCP)含量明顯減少，從電泳圖譜上發(fā)現(xiàn)NHCP丟失了分子量10萬以上的兩條蛋白帶等，認(rèn)為其NHCP發(fā)生了量與質(zhì)的變化，影響了基因調(diào)控作用的正常進(jìn)行，因而使中樞神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能明顯減退，北京醫(yī)科大學(xué)基石醫(yī)學(xué)系研究表明乙酰膽鹼脂酶（ACHF)活性在大鼠中腦的紅核和黑質(zhì)明顯地隨年齡增長而降低，且開始于生命早期。

北京中醫(yī)學(xué)院報(bào)告微量元素硒的抗過氧化脂質(zhì)損傷作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示對動物補(bǔ)充適量硒，可以提高血液和組織谷胱甘肽過氧化物酶活性，催化過氧化脂質(zhì)（LPO)分解。

（二)抗衰老藥物研究

近年來國內(nèi)外衰老藥物的研究發(fā)展很快，但由于化學(xué)藥的廣泛使用及其毒性作用，世界研究方向已矚目于植物藥，祖國醫(yī)學(xué)積累了很多抗老延年的寶貴經(jīng)驗(yàn)，已引起國內(nèi)外的極大重視，汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院以明朝御方“長春不老丹”為基礎(chǔ)制成“長春寶”，動物實(shí)驗(yàn)證明該藥具有降血壓、增加冠狀動脈血流量、減慢心率、延長凝血時(shí)間等作用，對防治冠心病、高血壓具有重要意義，黑龍江中醫(yī)學(xué)院以清代宮廷常用補(bǔ)脾腎、益氣補(bǔ)血方劑制成“滋生益等沖劑”，還以大黃、何首烏為主劑制成“回春仙沖劑”，認(rèn)為該藥具有調(diào)腸通便解毒、補(bǔ)血益氣、活血化瘀、補(bǔ)肝腎等作用，可延長果蠅壽命，27.9%（♀)18.3%(♂)。廣州中醫(yī)學(xué)院報(bào)導(dǎo)中成藥“養(yǎng)命室”具有抗小鼠注射環(huán)磷酰胺、地塞米松引起的免疫抑制作用，還報(bào)導(dǎo)了珍珠粉可以延長家蠶壽命，減少小鼠心、腦組織中脂褐質(zhì)的含量。西宛醫(yī)院以健脾養(yǎng)胃為主的“清宮壽桃粉”和“清宮八仙糕”可以延長鵪鶉的壽命。武沒市醫(yī)研究報(bào)導(dǎo)白蟻干粉可提高小鼠免疫功能，增強(qiáng)對移植性腫瘤細(xì)胞的攻擊能力，還可提高動物的耐疲勞閾值。

（三)食療的抗衰老研究

限食可以延緩衰老。寧波市醫(yī)科所綜合報(bào)導(dǎo)了目前國內(nèi)外研究，均證實(shí)限食可以延長動物（鼠蠶、果蠅等)的壽命，可以低降動物心腦等組織中脂褐質(zhì)的堆積，可以提高免疫應(yīng)答水平，延緩腫瘤生長。北大生物系報(bào)導(dǎo)山楂、酸棗提取液可抑制腦單胺氧化酶的活性，可以延長果蠅壽命17.1～26.8%；降低小鼠心肌細(xì)胞脂褐質(zhì)含量，減少過氧化脂質(zhì)形成，促進(jìn)SOD的活性。廣西中醫(yī)藥研究所報(bào)導(dǎo)黑木耳提取物可顯著抑制ADP誘導(dǎo)大鼠血小板聚積，延長小鼠常壓缺氧下存活時(shí)間，可使動物脾臟明顯增生，可抗環(huán)磷酰胺的脾萎縮作用，提示黑木耳對機(jī)體的體液免疫功能可能有促進(jìn)作用。