张又枝+黄琦+廖清船+任平+余薇+蔡飞

摘要：《人类疾病动物模型》是采用人为的方法在动物体内复制类似人类疾病的一门课程，在医学研究中十分重要。本项目先论证和完善《人类疾病动物模型》理论课的内容；其次进行验证性实验的教学内容及教学过程；最后提出设计性实验的范围及实施方案，评价教学效果。旨在强化相关教师的专业技能和培养药学硕士专业研究生的创新科研思维。

关键词：人类疾病动物模型；验证性实验；设计性实验

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）01-0171-03

人类疾病动物模型（animal model of human diseases）是采用人为的方法，使动物在一定的致病因素（物理的、化学的、生物的）作用下，造成动物组织、器官或全身的一定损害，出现某些类似人类疾病的功能、代谢、形态结构方面的变化或各种疾病，通过这种手段来研究人类疾病的发生、发展规律，为研究人类疾病的预防、治疗提供理论依据[1]。在医学科学研究中，应用该模型可以避免人体实验造成的危害；能够研究平时不易见到的疾病，例如烈性传染病、中毒病以及放射病等；能够研究发病率低，潜伏期和病程长的疾病，以及严格控制条件，克服复杂因素等，有利于更加全面地了解疾病性质[2，3]。所以人类疾病动物模型的复制，在医学研究中占有十分重要的地位。根据湖北科技学院药学专业硕士研究生教学大纲的要求，对于药学专业硕士研究生《人类疾病动物模型》共安排理论课18学时。通过老师和学生对该课程教学的反馈意见，特开展该课题的研究工作。主要从两个方面进行完善與探讨：第一，完善药学专业硕士研究生（临床药学、药理方向）《人类疾病动物模型》的理论和实践课程的教与学；第二，探讨设计性实验在强化相关教师专业技能和培养药学硕士专业研究生创新科研思维中的作用。

一、《人类疾病动物模型》现阶段存在的问题

1.开课时间短，经验不足。根据湖北科技学院硕士专业学位研究生的教学大纲要求，从2013年开始在药学专业硕士研究生中开展《人类疾病动物模型》课程教学。该课程开设时间比较短，大多数研究生没有使用正规教材，学习内容主要是药理学教师根据大纲要求查阅相关文献编制而成。

2.教材使用不规范。大部分高校使用的教材是由刘恩岐主编的《人类疾病动物模型（第2版/研究生）》，人民卫生出版社出版。该书编写模式新颖、结构合理，内容涵盖人类疾病动物模型相关基础知识和制作动物模型基本技能，理论讲授和具体动物模型制作并重。《人类疾病动物模型》共16章、110节。1—4章为总论部分，5—16章为各论部分。在总论部分中增加了通识类课程：第一章第一节增加了动物模型与生物医学研究内容，简明扼要地介绍了实验动物和动物实验基础知识及研究进展，供学生了解生物医学研究与实验动物关系；基因修饰动物是目前人类疾病研究的核心动物模型，所以单独成第三章；动物实验结果临床转化今年来一直是国际社会关注的热点，在第二版第四章中专门讨论动物实验结果推演以及如何准确服务于临床实践。而本校研究生开课时间短，教师缺乏经验，现阶段没有统一使用的教材。

3.验证性实验的教学内容及教学课程的不规范。人类疾病动物实验模型根据大纲的要求，提出需要开设若干个验证性实验的内容，但由于开设该门课程的时间短，学生的反馈信息少，所以课程的规范制定有待进一步改善。

4.设计性实验的范围及实施方案制定的不细化。由于该课程主要面向硕士研究生，所以开设了设计性实验课，但是设计性实验课的范围及实施方案由于客观（例如实验试剂）条件的限制而需要进一步细化。同时由于带教老师缺乏经验，或者由于设计性实验无法量化其工作量，导致部分教师积极性不高，而引起学生的怠工，在教师导向作用方面未发挥其应有的作用。当然也有学生本身对实验或者这门专业课不感兴趣，而不愿意参与设计性实验的过程。无论什么原因导致设计性实验开展的不够完善，我们都应该克服困难，为了培养学生的主动创新能力、自主思考能力、科研的自信心，都应该将设计性实验开展下去，对设计性实验的带教老师给予各种鼓励和培养，从根本导向上下功夫，才能推动该门课程的顺利改革和实施。

二、《人类疾病动物模型》课程的改革探讨

为了进一步完善该课程的教学与实验实施方案，特提出以下改革方案：

1.论证和完善《人类疾病动物模型》理论课的内容。在理论教学中，以教师讲授的形式进行，将以成功建立的疾病动物模型为范例，重点介绍基因修饰的疾病动物模型，从而引入以范例为中心的教学方式。例如可以在心血管系统引入动物动脉粥样硬化模型，迄今为止，通过改变饲料的成分，可以在大鼠和家兔体内形成动脉粥样硬化模型，但是这些非基因敲除的动物模型由于其不稳定，以及和人类动脉粥样硬化模型的类型不一致而渐渐偏于少用。现如今，在科学研究中，大量使用的仍是基因敲除动物模型。而形成动脉粥样硬化的基因敲除动物模型又分为载脂蛋白E基因敲除（ApoE-/-）小鼠动脉粥样硬化模型和低密度脂蛋白受体基因敲除（LDLR-/-）小鼠动脉粥样硬化模型。从原理上，这2种敲除小鼠方式是相似的。ApoE-/-小鼠中的ApoE是脂蛋白中的一种成分，同时其也是低密度脂蛋白受体的配体，因此，如果敲除了ApoE，由于LDL无法与其受体结合从而滞留在血液中，使血液中富含胆固醇的脂蛋白清除障碍，导致血浆中胆固醇水平升高，升高的脂蛋白在体内蓄积导致了该基因敲除小鼠形成复杂的动脉粥样硬化斑块。因此，近年来将该基因敲除小鼠作为研究动脉粥样硬化发病机制以及药物抗动脉粥样硬化等方面最重要的动物模型之一。LDL是体内运输胆固醇的主要载体，其与LDLR结合将其携带的胆固醇内吞入细胞中，LDL被降解从而被机体利用。如果敲除LDLR，将导致小鼠无法吸收低密度脂蛋白，从而造成血液中低密度脂蛋白的含量持续增加，加速脂质侵入的过程，诱发小鼠动脉粥样硬化的产生。因此，这两种基因敲除小鼠作为动脉粥样硬化的模型，其质量比较高，一般在小鼠8周龄时通过主动脉根部冰冻切片，然后油红O染色即可发现明显的粥样斑块。所以，这些基因敲除的动物，为人类攻克疾病提供了有力的实验工具。endprint

2.验证性实验的教学内容与教学过程的改革。在实践教学中，对于验证性实验，采取教师教授、学生操作、教师指导、课后总结的方式进行。例如，糖尿病这种人类的疾病在全球呈现了逐年上涨、年轻化的发病趋势，但是其发病机制尚未研究清楚，所以在研究中既需要经典的糖尿病模型，也需要基因敲除的动物模型。而在学生验证性实验的教学规划中，主要采取经典的动物模型。在教学中，我们采取链脲佐菌素（STZ）注射大鼠，用血糖试纸检测其血糖，判断是否形成糖尿病模型。STZ是一种广谱抗生素，因其对大鼠的胰岛β细胞具有高度的選择性，能够破坏该细胞。STZ因给药方式或给药剂量的不同，其形成糖尿病的类型也有差别。如采用小剂量多次给药，则建立与人类Ⅰ型糖尿病病例与临床表现类似的大鼠模型；如采用较大剂量一次性给药方式，则建立与人类Ⅱ型糖尿病表现类似的大鼠模型。研究认为，STZ造成两种不同的糖尿病模型可能是与其对胰岛的损伤程度有密切的联系。课题设想以糖尿病类似的经典实验动物模型为验证性教学的主要内容，清楚地阐述各类疾病产生的发病机制，为该门课程的理论教学打下坚实的基础。

3.设计性实验的范围及实施方案，教学效果评价。在实践教学中，对于设计性实验，采取导师负责制，一名教师带教1—2名学生，在设计性实验的教学范围内，引导学生查文献，写综述，设计实验，撰写开题报告，进行预实验，总结讨论，完善实验过程，最后完成实验。该门课程主要面向药学专业的硕士研究生，因此，除了开设验证性实验教学的课程外，还需开设设计性实验的教学内容。本课题设想，开设与动脉粥样硬化糖尿病或肿瘤等类似的设计性实验，开发学生的创新思维，锻炼学生的课题撰写与设计能力，为其初步走上科研道路提供实践的机会。例如，学生1—2个人一组，每组推选一名代表，导师先给学生提供一个大的疾病范围，例如糖尿病，引导学生在糖尿病这类疾病中通过查阅文献，寻找新的药物或者新的作用靶点，撰写设计提纲，与导师讨论设计的可行性，进行预实验，对预实验数据进行分析，最后完成实验，并制作成PPT，向大家汇报自己在完成该实验过程中遇到的问题，解决的方法，与理论之间的相关性以及下一步该如何改进？通过这个学生与导师交流的过程，培养学生的创新精神、研究意识、科研能力、对信息的加工能力以及加深对实验课的印象等。导师根据学生的实验设计、完成过程中的具体情况给出该门课程的具体成绩。这样的教学形式，对老师和学生都是一种挑战。但是这种教学方式的创新性、自主性以及目的性，极大地激发了学生的学习兴趣，培养了学生自主分析问题和解决问题的能力。通过与导师反复地讨论实验的设计方案，学生表示实验室不再是等着已知实验课的单调枯燥的地方，而是能够等待奇迹出现、带给学生成功喜悦的地方。但是设计性实验也有不足的地方，例如实验条件的限制、实验仪器的限制等，这些都需要导师事先考虑好，与相关部门进行协调，确保实验的顺利进行，防止因各种原因挫伤学生积极性的现象发生。

综上所述，《人类疾病动物模型》这门课程选取与人类疾病类似表现的动物作为实验对象，包括经典的动物模型和基因敲除的动物模型等，通过理论教学内容的进一步完善、验证性实验教学的进一步细化和设计性实验的进一步补充，为药学专业硕士学位研究生进一步开展该门课程提供了新的思路，同时能充分调动学生对该门课的学习主动性、积极性以及创造性，培养学生在科研中发现问题、分析问题以及解决问题的能力，为以后的科研学习树立严谨的科研思维以及创新的科研作风。以上的改革方案也对带教老师提出各种挑战，培养老师带教设计性实验的能力，引导教师对学生积极性、创造性、可行性等的培养。学生的思维活跃，与学生进行交流也为教师知识的开拓和灵感的开发提供了机会，拓宽了教师对该门课程的进一步认识。因此，教师应主动配合项目的改革，紧跟时代的步伐，不断更新自己的专业知识，才能在这个信息时代不被大潮所遗弃。

参考文献：

[1]龙晓燕，温敏.转基因动物在人类疾病动物模型中的应用[J].云南中医中药杂志，2007，28（6）：43-44.

[2]徐林.人类疾病的动物模型[J].动物学研究，2011，32（1）：1-3.

[3]薛丽香，张凤珠，孙瑞娟，等.我国疾病动物模型的研究现状和展望[J].中国科学：生命科学，2014，44（9）：851-860.

Abstract：The "animal model of human disease" is a course which is similar to human diseases in human body by artificial method，which plays an important role in medical research. This project first demonstrated and improved the theory course of "animal model of human disease"；and verifying the teaching content and teaching process experiment；finally，the scope of the experimental design and the implementation of the program，the evaluation of teaching effect. The purpose is to strengthen the professional skills of teachers and to cultivate the innovative thinking of postgraduates.

Key words：animal model of human disease；confirmatory experiment；design experimentendprint