动物实验研究范例

摘要：

根据眼科学实验动物中心管理需要,结合实际工作经验,中山大学建立了眼科学实验动物中心信息化管理平台。该平台基本涵盖了眼科学实验动物中心的全部工作，并初步构建起动物实验室管理平台。本文简要介绍了平台的主要功能,并对平台的优点及存在的问题进行了讨论。

关键词：

眼科学实验动物中心；管理平台；动物实验管理

实验动物是生命科学、生物工程、医药学、兽医药学、营养学等高新技术学科发展中必不可少的实验对象。随着上述高新科技的发展，对实验动物相关信息的要求越来越多、越细，所以对实验动物进行信息化饲养管理迫在眉睫[1]。眼科学实验动物中心成立于2005年，属于目前国内唯一标准化的进行眼科学动物实验研究的基地，是眼科学国家重点实验室的重要组成部分。2010年，眼科学实验动物中心顺利通过换证评审。眼科学实验动物中心承担着中山眼科中心及广东省内多家科研和医疗机构的科研任务，研究范围涉及多个领域和病种，是华南地区重要的眼科学实验动物研究基地。中山眼科中心有科研人员200多人，在读研究生200多名，每年招收70多名研究生，中心还有近200名进修人员。仅2011年，眼科学国家重点实验室在研的省部级以上科研项目就有185项，每年还有多家合作科研机构派驻人员来中心进行实验研究。信息化管理是现代管理方法中的主要形式，现阶段信息管理已在医院管理中进行了广泛应用[2-4]。随着计算机技术的广泛应用，数据库技术已成为现代信息技术的重要组成部分，在衡量一个国家和行业的信息化管理程度时，其数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用程度已成为重要的标准之一；同时，信息化也是衡量一个现代化研究所的重要标志[5]。随着医院科研项目及课题研究的日益增加，实验室的管理水平也急需提高。实验室进行人工管理时效率不高、信息不畅等问题日益突出，如何提高实验室的管理水平、更新管理手段和技术，提高管理人员的工作效率等问题亟待解决。实验动物工作的建设及发展,全面准确的工作流程、规章制度、项目标准、操作规程等标准的落实，以及及时、准确的信息交流都可以通过信息化管理的方式去实现。信息化管理是提高其整体技术服务水平的关键。应用计算机信息化管理技术是实验动物科学管理的重要手段[7-8]。为提高眼科学实验动物中心工作效率,加强科研管理水平，中心初步建立了眼科学实验动物中心信息化管理平台。

一、眼科学实验动物中心信息化管理平台概述

信息化管理平台采用电子门禁系统、集数据查询、统计为一体。它以眼科学实验动物中心综合管理工作站为核心，结合智能IC卡身份识别技术、触摸屏技术、工位状态测技术和自动控制技术构成系统的硬件平台。平台包含用户管理模块、门禁系统模块、仪器预约管理模块、实验动物申请模块、收费管理、日常管理、查询统计7个子模块，它具有查询、报表打印等功能。

2018年11月发生的“人类基因编辑婴儿”事件，引发了全社会范围对科学研究伦理问题的关注与担忧。随着生物医学科学研究的快速发展和生物医学研究伦理审查工作的逐步深入，迫切需要加强科研伦理管理。除了各大科研高校以及教学医院外，科技期刊出版过程也与科研伦理息息相关。文章将从4个部分分别介绍科技期刊出版中的伦理问题。

1、科研伦理的法律法规

现代生物医学技术的飞速发展为诊断治疗疾病、增进人类健康提供了新的手段，同时，因生物医学新技术临床研究风险和技术难度大，存在较多不可预料或不可控风险，当实施、管理不当时，便可能出现威胁公共安全、危害受试者健康权益的情况。在法律层面，已经列入修订计划的《刑法》、正在制定的《生物安全法》，全国人大正在审议的《民法典》、正在修订《科学技术进步法》，正在编制《基本医疗卫生与健康促进法》等，科研伦理和医学伦理都将作为重要问题在法律修订过程中予以综合考虑，并将对生物技术安全管理及其违法责任作出系统性表述。在法规层面，正在制定的《生物技术研究开发安全管理条例》《生物医学新技术临床应用管理条例》和已经颁布的《人类遗传资源管理条例》等，将建立起生物技术基础研究、临床研究、临床应用的全链条行政管理体系。随着这些法律法规的逐步颁布，中国科研伦理管制的法律法规体系将不断健全。此外，正在修订的《涉及人的生物医学研究伦理审查办法》也将进一步完善中国涉及人的生命科学和医学研究伦理审查的法律法规体系。与科技期刊出版物密切相关的细胞、动物实验以及涉及人或取自人体标本的伦理要求也有各自的要求与规定。

2、细胞实验的伦理要求

当从人和动物组织中提取细胞系时，应遵守当前的法律和道德要求如下：

(1)一旦建立了人类细胞系，涉及人体组织样本的研究将需要获得伦理批准；

(2)记录患者姓名以及任何患者数据应根据《卡尔迪科特原则》CaldicottPrinciples进行管理。这些要求实验室要有CaldicottGuardian，以确保有条件遵守这些准则；(3)1990年《人类受精和胚胎学法》(2008年修订)对使用人类早期胚胎直至发育14天或原始条纹形成的最初迹象的研究进行立法，并由人类受精和胚胎学管理局HumanFertilisationandEmbryologyAuthority(HFEA)监管和许可。HFEA与后期胚胎或胎儿组织(例如异位妊娠或终止)无关；(4)材料转移协议应与组织之间创建的细胞系的所有转移同时进行，并应定义具体细节，包括所有权、知识产权和专利权；(5)《动物(科学程序)法》Animals(ScientificProcedures)Act(ASPA)与从已经被杀死的动物中获得细胞系没有直接关系。但是，任何需要规范的程序(例如活体动物组织活检、物质给药或遗传改变的动物衍生)，以及是否将细胞导入活体出生的动物或动物胚胎中需要遵守ASPA规范。此外，国家卫生计生委、国家食品药品监管总局以国卫科教发[2015]48号印发《干细胞临床研究管理办法(试行)》，对涉及人类胚胎干细胞研究和应用的伦理原则进行了规范：

摘  要：运动性贫血是限制运动成绩提高的重要因素之一，没有合适的运动性贫血模型，导致运动性贫血的研究受到限制。国内外研究学者以游泳运动、跑台运动、转鼓运动研究运动性贫血模型，均未得到大家都一致认可。因此需要开辟新的途径来建立运动性贫血模型。在医学界利用乙酰苯肼使动物溶血性贫血已经获得了成功，可否利用乙酰苯肼研究运动性贫血需要进一步讨论。

关键词：运动性贫血；动物模型；乙酰苯肼

        合理的动物模型对于研究运动性贫血模型具有极为重要的意义。目前运动性贫血模型的运动方式可以划分为游泳运动、跑台运动和转鼓运动。

        1、游泳运动贫血模型的研究进展

        国内外许多学者利用游泳运动手段研究运动性贫血，可是多数研究结果并没能表现出运动性贫血的特点。国外的Ruckman等[1] 、Qian等[2]的贫血模型均未成功。国内的肖德生等[3]重新设计了具体的运动实验方法，但是血红蛋白水平仍然没有差异显著 (P>0.05)。游泳运动建立运动性贫血模型成功的是朱全等[4]进行的实验结果显示，尾部负重和游泳时间递增的游泳运动能降低大鼠血红蛋白水平，表现出运动性贫血的变化特点。

        由此可见，一般负荷的游泳运动不能降低大鼠血红蛋白的水平，大负荷的游泳运动有助于运动性贫血的发生。但是大鼠游泳训练的力竭性判断标准难以确定、难以形成科学性。动物实验以整体水平的综合性为评价指标，若动物实验中动物死亡率较高则难以保证动物实验结果的准确性和精确性，成功的游泳运动性贫血模型可能只是对部分动物进行的评定。可见游泳运动并不是建立运动性贫血模型的最佳运动方式。

        2、跑台运动贫血模型的研究进展

摘要:结膜重建常用于各种化学热烧伤所导致的严重结膜缺损，而组织工程结膜能有效解决在结膜移植中自体结膜移植材料缺乏及异体结膜移植材料存在免疫排斥反应等难题。具有良好生物相容性及足够生物力学强度的支架材料是构建组织工程结膜的重要条件。本文对组织工程结膜支架材料的最新研究进展及目前存在的问题进行总结。

关键词:组织工程;结膜;支架材料

0引言

结膜是由眼睑缘间部末端开始，覆盖于眼睑后和眼球前节巩膜表面的一层半透明黏膜组织，组织学上由鳞状上皮细胞、杯状细胞及疏松结缔组织组成。结膜直接与外界接触，很容易受各种外伤损害，严重热烧伤、化学烧伤以及严重的眼表疾病如眼瘢痕性类天疱疮、Stevens－Johnson综合征等，可导致结膜大面积受损，严重影响结膜上皮的分泌功能和眼表的完整性，造成广泛粘连和瘢痕形成。睑球粘连的治疗需要手术移除瘢痕组织及重建深部穹窿，切除瘢痕组织后暴露的巩膜需要覆盖结膜组织。结膜重建手术最大的限制因素是，当患者双眼均缺乏可提供移植的健康结膜组织时需要用到结膜组织代替物。为了解决结膜移植材料短缺及免疫排斥反应等难题，学者们开始把目光转向组织工程结膜的研究。组织工程结膜主要由种子细胞、支架材料及调控微环境构建而成［1］。符合临床需求的组织工程结膜的支架材料需要满足以下条件:足够的力学强度，良好的生物相容性。与组织工程角膜不同的是，组织工程结膜的支架材料并不需要透明的材料，从而大大增加了材料选择的范围。大量的研究已经尝试把各种不同类型的支架材料运用到组织工程结膜中，其中主要包括生物材料支架、蛋白材料支架、聚合物材料支架及混合材料支架［2］。

1生物材料支架

1．1羊膜

羊膜具有光滑，无血管、神经及淋巴，具有弹性，含有多种细胞因子及生长因子等特点。羊膜是目前临床结膜重建最常用的结膜代替物，其优点包括促进上皮细胞修复、减少炎症反应和瘢痕形成等［3］，而且Yang等［4］发现羊膜上皮细胞可被诱导分化成类结膜样上皮细胞。实验研究表明，普通羊膜或脱细胞羊膜均可用于结膜重建［5］。Jie等［6］选取新西兰大白兔作为动物模型，使用脱细胞羊膜进行结膜重建术并以正常羊膜移植为对照，结果提示脱细胞羊膜可有效促进上皮细胞复层及杯状细胞分化，并且有助于减少炎症反应及瘢痕形成。羊膜移植目前在临床上广泛应用于眼表重建，但是羊膜移植仍然存在着不足之处:(1)羊膜移植片在炎症浸润的环境中会快速降解从而降低了上皮再生的成功率，这限制了羊膜移植在眼化学伤、烧伤等严重的炎症环境中的使用;(2)羊膜供体的个体差异使羊膜移植片的厚度与质量存在差异，同时存在着传染病感染的风险。羊膜移植的缺点使其适用范围受到限制，进而促使研究者把目光投向新型支架材料用于眼表重建。

1《中药学》实践教学体会

1.1缺少实践教学大纲和规范的实验指导

我校新版本科专业教学计划中，《中药学》教学大纲在学时分配方面做了较大的调整，但具体内容仍然围绕理论授课，细化章节的教学重点与难点，对于相应的实践环节，未做明确的规定和规范的指导，无法有效落实实践教学计划、规范实践教学过程。这一薄弱环节既给任课老师在实践教学把握和安排上造成困难,也对学生的动手能力和创新思维培养带来不利。

1.2实践教学环节与理论授课脱钩

目前我校中药实践课开设的内容主要包括中药饮片标本馆见习，动物实验课以及野外认药三大部分，其中野外认药部分由于受到条件限制，只能安排在暑假以兴趣小组的形式来开展；中药饮片见习和动物实验课穿插安排在中药学理论授课当中。按照授课计划，我们安排了12学时的中药标本见习课，一个学期下来，学生普遍反映标本见习的时间太少，并且滞后于理论授课，虽说有助于理解和巩固中药药性理论知识，但很难把握相似饮片性状的鉴别，这一点直接影响到学生今后临床诊疗的水平。另外，动物实验课主要是验证性实验，老师指导学生做实验，学生的动手能力和观察能力得到一定锻炼，但是更多学生反映希望实验部分能增加一些对今后临床工作有实际意义的内容。

2《中药学》实践教学的设想

基于以上实践教学的体会，笔者认为有必要在现有基础上对中药学实践教学部分进行优化设计，积极完善教学环节与过程，从而提高教学质量，以便为今后临床服务。具体设想如下：

摘要：实验针灸学是运用现代科学技术和实验方法研究针灸作用基础、针灸作用规律、针灸效应及机制的一门学科，是传统针灸学与现代科学相结合而产生的新兴交叉学科，是针灸学科的重要组成部分。在21世纪这个信息的时代，各行各业都在传统的工作和学习方式上进行改革，以收获更高的效率和效益，实验针灸学的教育也不例外。如何让学生高效率的学习并掌握实验操作技术、激发学生的创新思维，培养学生科研创新能力，在大数据背景下的创新教育显然比传统教学更有明显优势。基于此，我们将实验针灸学的实验部分独立成一门课程进行改革，以期能提高学生的创新能力和科研能力。

关键词：实验针灸学；教学改革；创新创业训练

实验针灸学是运用现代科学技术和实验方法研究针灸作用基础、针灸作用规律、针灸效应及机制的一门学科，是传统针灸学与现代科学相结合而产生的新兴交叉学科，是针灸学科的重要组成部分[1]。本课程的教学任务主要是培养学生的实践能力、科研能力和创新能力，要求学生既掌握针灸实验研究的基本方法和实验基本操作技能，同时又能对针灸、经络现代化研究的主要成果和学术动态有较全面地了解，以便在进行针灸学术理论研究和创新中有较坚实的基础和较高的起点，是大部分高等院校针灸推拿学学生的必修科目。贵州中医药大学是一所以中医药学科为主体，突出特色和优势，多学科协调发展，立足贵州，面向全国，培养具有创新精神和实践能力的高级中医药专门人才及相关人才的普通高等中医药院校。重临床、重实践、重实用的办学理念始终伴随贵州中医药大学的发展历程。实验教学是贵州中医药大学实践教学体系的重要组成部分，是培养中医药专业学生实践能力和创新精神的重要手段。数年来，围绕学校“发展为先、质量为本、创新为源、育人为用”的教育理念，在不断建设发展和实践凝练中形成针灸推拿学院实验教学理念：“学生为本、能力为先，强化基础、注重实践、培育创新”。

1改革规定性实验的教学方法

2007年5月教育部《关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见》中指出“大力加强实验、实践教学改革，推进高校实验教学内容、方法、手段及实验教学模式的改革与创新，以倡导启发式教学和研究性学习为核心，激发大学生的兴趣和潜能，培养大学生的团队协作意识和创新精神”。这对培养学生的创新思维与动手能力具有特殊的作用。为贯彻落实这一文件精神，响应学校“以学生为中心，培养教学科研型人才”的号召，拟改革实验针灸学实验教学方法。在贵州中医药大学2015版培养方案计划修订意见“有条件的学科和课程应当积极推进实践教学体系独立运行改革”的指导下，经实验针灸教研室研究讨论后我们将实验针灸学的实验课程独立成一门课程，并提前到大学二年级的上学期就开课。一方面提前让学生接触，激发学生的创新思维，提高学生的学习兴趣；另一方面也能根据实验针灸学学科特点，录制动物实验基本技术的小视频。在保证实验针灸学的规定性实验教学内容的基础上，做到以学生为中心，改革现行的创新性、设计性实验教学。从以往我们的实际教学情况来看，实验针灸学的规定性实验教学主要采用传统口传心授的教学模式，即教师讲授甚至演示-学生操作的过程，学生只是被动接受，忽视了学生的独立性、自主性及创造性。即使我们在实验教学中开设了创新性、设计性实验，但仍有相当一部分学生没有参与科研设计的思考过程就完成了实验的实施。且在实验针灸学规定性实验的教学中，经常也会出现学生被动物抓咬的现象。究其原因，（1）学生人数过多，由于学时限制，很难在课堂上给学生进行逐一的演示；（2）学生在学习阶段，缺乏规范的动物实验基本技术培训及自主创新实验设计的训练。基于此，为了更好地提高学生动手操作能力、开发学生创新思维及全面提高学生的综合素质，我们以国家卫生部“十三五”规划教材《实验针灸学》为教材蓝本，选取2个比较有针灸特色的规定性实验为依托，根据制定的实验录制的常用动物实验基本操作技术视频，该视频在手机上即可观看，我们通过学生微信、QQ群、学习通等网络平台进行传播，在每次实验课前让学生先进行自主学习，使学生在短时间内能够扎实掌握实验基本操作技术。改革以往“教师讲授-演示-学生操作”的模式，留出时间让学生可在规定性实验的基础上有想法的进行自主创新性、设计性实验。

2建立以学生为中心的创新性设计性实验项目开题论证

随着信息时代的到来，互联网如今已渗透到人们日常生活的各个领域。在21世纪这个信息的时代，各行各业都在传统的工作和学习方式上进行改革，以收获更高的效率和效益，实验针灸学的教育也不例外。如何让学生高效率的学习并掌握实验操作技术、激发学生的创新思维，培养学生科研创新能力，在大数据背景下的创新教育显然比传统教学有明显优势。微课、慕课、翻转课堂等新兴教学模式不断涌现，教育改革进入了信息化教育时代，同时新兴教学方法和教学模式对传统教学模式提出了巨大挑战[2]。为了激发学生的创新思维和探索精神，我们让学生自由组成8～10人的小组，通过课上、课下的引导和启发使学生进行创新思维训练，教授学生如何查阅文献、自主选题、自行设计课题等。每组派选一位组长，组员发挥团队精神，互相配合。学生确定选题即通过CNKI等开始查阅文献并设计好实验方案（方案应包括实验目的、实验原理、实验材料、研究方法、时间安排及进度），期间配有教师指导；然后由指导教师组织并邀请科研能力相对较强的教师进行开题论证，给学生指出问题，以培养学生的科研能力及严谨的治学态度。开题论证后如有教师觉得可行的方案设计就进一步指导学生进行大学生创新训练项目申报，一方面促进了学生的创新思维的提高，另一方面也培养了学生的严谨学风，为学生今后无论是攻读研究生还是工作都打下了基础。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1实验动物

SPF级SD大鼠60只，雌雄各半，体重(雌性250～270g，雄性260～280g)，上海斯莱克实验动物有限公司提供［SCXK(沪)2012-0002］;实验在本院SPF级屏障环境动物实验室进行［SYXK(苏)2011-0015］，并遵循实验动物使用的“3R”原则，给予人道主义的关怀。

1.1.2主要仪器和试剂

Mammomat-1000NOVA型摄影X射线机:Sie-mens公司(德国);LightspeedVCTXT型64排螺旋CT:GE公司(美国);Echospeed型1.5T超导核磁共振仪:GE公司(MRI，美国);Axioskope2型显微图象分析系统:Zeiss公司(德国);伤科接骨片:0.36g/片，大连美罗中药厂有限公司(中国);钙、磷测定试剂盒:南京建成生物工程研究所(中国)。

1.2方法

一、安全性评价

剑尾鱼（Xiphophorushelleri）是一种用于环境化合物安全性评价的优良实验鱼类。以剑尾鱼作为实验鱼类，用不同的生物标志物，如EROD、ERND、GST等酶活性和CYP1A、CYP3A、GST和P-糖蛋白mRNA的表达水平，对三氯生（TCS）的毒性进行评估。急性毒性试验表明，CYP1A、CYP3A、GST和P-糖蛋白的mRNA的表达水平均呈剂量效应关系，表明TCS对水生生态系统存在潜在生态风险。类似的实验也发现，暴露于全氟辛烷磺酸（PFOS）中的剑尾鱼的生长状况、性腺指数（GSI）、肝指数（HSI）均出现明显变化。因此，以HSI和GSI来评估长期暴露条件下化合物毒性，是优良的亚致死化学评估方法。经甲基睾酮的诱导，雌性剑尾鱼随诱导时间的延续均出现了雄性第二性征，体形、鳍、骨骼均发生了不同程度的变化，性腺呈现萎缩退化趋势，生殖能力受到影响。其中臀鳍、尾鳍和骨骼的变化最明显，可作为水环境风险评价的有效生物学标记并应用于环境雄激素生物监测。稀有鮈鲫（Gobiocyprisrarus）是我国特有的对环境化合物敏感的小型实验鱼类，已广泛应用于水生态毒理学研究。根据最近的研究资料，稀有鮈鲫被暴露于17α-炔雌醇、双酚A、己烯雌酚和壬基酚等激素类化合物中，性别分化和性别相关基因的表达被受到影响，其生长发育，免疫反应、物质代谢等受到多氟和全氟化合物联合作用、氯苯胺等化合物作用的影响。可将稀有鮈鲫作为检测化合物毒性和评价水环境中化合物污染的实验用鱼。姜锦林等（2012，2013）观察了微囊藻毒素（MC-LR）与阿特拉津单一染毒和复合染毒对鲤鱼的生态毒理效应，研究其肝毒性及毒素积累，其肝脏通过ROS途径和PP抑制途径诱导解毒。该研究阐明了水环境中低浓度污染物共存对鱼类的潜在风险，可为环境污染物安全阈值的确定和污染物水生态风险评价的完善提供科学依据。

二、药物筛选与新药发现

1、抗肿瘤药物的筛选

LiY等（2012）用斑马鱼对502种天然化合物进行抗肿瘤药物筛选，采用MTT法与MCF7乳腺癌细胞株比较，结果在斑马鱼中检测到59种有毒化合物，其中28例化合物诱导细胞凋亡和激活p53通路。其对抗肿瘤及诱导细胞凋亡的药物生产具有指示作用。张红翠等（2012）采用MTT法检测顺铂、紫杉醇、阿霉素、5-氟尿嘧啶等4种药物对HL-60和Hela细胞增殖的影响，并观察药物对斑马鱼胚胎发育的影响。发现这4种抗肿瘤药物对斑马鱼胚胎的生长发育均有致畸作用。斑马鱼胚胎作为细胞毒性类药物筛选模型，对于抗微管类药物较为敏感，但对于抗代谢药物敏感性较肿瘤细胞差。WangC等（2010）也利用转基因斑马鱼卵筛选出了具有抗肿瘤和抗血管生成活性的化合物罗苏伐他汀。

2、心血管药物的筛选

HeZH等（2009）以转基因斑马鱼对大黄的4个组分和5个蒽醌类化合物进行筛选，发现大黄素、芦荟大黄素和大黄酸具有较强的抗血管生成作用，并证明大黄抗炎可能与抗血管生成有关。NiTT等（2012）用心肌被GFP标记的Tg（cmlc2：EGFP）转基因斑马鱼做药物筛选，发现小分子Cardionogen能增加心肌细胞的数量，促进小鼠ES细胞向心肌细胞分化。胚胎和细胞实验结果显示Cardionogen跟经典Wnt信号通路相互拮抗。