对我国生物医学和实验动物科学及科研伦理工作边界的认识和建议

基于现代医学和实验动物科学发展长期遭受动物福利权益主义势力羁绊影响的历史和现状,结合我国的相关现实情况,呼吁和建议我国实验动物工作者、使用实验动物的科研工作者思考辨识我们的专业工作边界:第一,不组织不参与源于动物福利权益主义倡导的所谓世界动物日或实验动物日活动;第二,不组织不参与源于日本特殊鬼神文化相关的所谓动物慰灵碑活动。这两种活动与生物医学、实验动物科学及科研伦理的专业内容无任何交集,本质上是反医学和反对实验动物科学的,更与中华传统文化格格不入。第三,坚持医学和实验动物科学发展观,辨别动物福利权益主义观点主张,厘清与民间动物福利权益活动的界限,推进实验动物使用与管理及科研伦理工作科学化,支持我国生物医学研究发展。

美国农业部主导的实验动物管理政策演变和启示

美国农业部《动物福利法》监管大中型动物如猴犬猫兔、海洋哺乳动物等的生产运输交易和使用等诸多商贸过程及其用于医学实验或非医学测试。该法规不管辖常用的实验室大鼠和小鼠,因而从动物类型上或从条例细则上不能全覆盖也不适合生物医学研究机构的实验动物管理。美国卫生署和NIH的动物政策管辖全美生物医学研究机构的脊椎类动物实验使用,被国际生物医学研究机构普遍借鉴采纳。美国的这两套动物法规管理体系,目的职能明显不同,既平行,又交叉和相互补充。本文介绍其主要沿革,侧重生物医学研究机构的实验动物使用与管理委员会组成和职能演变,期望对我国实验动物的使用和管理有所启示。

美国卫生署与国立卫生研究院NIH主导的实验动物管理体系的演变和启示

美国卫生署是负责联邦实验动物法规的行政部门,国立卫生研究院(NIH)是实施该法规的专业部门并监管全美生物医学机构脊椎类实验动物使用和管理。1961年NIH最早建立了美国的实验动物管理框架,在实践中改进。1990年代后发布著名的《IACUC工作手册》和《实验动物管理与使用指南》,形成了较为完善的现代生物医学实验动物管理体系,被国际生物医学领域普遍采纳借鉴。本文介绍NIH实验动物政策演变、管理体系、实验动物使用与管理委员会IACUC的组成职责和工作运行机制,以期对我国实验动物行业有所启示。

肝素生物学功能的研究进展

肝素(heparin)是由肥大细胞产生的内源性分子,是一种高度硫酸化的糖胺聚糖,随着肥大细胞脱颗粒与组胺等物质一起释放到细胞外基质中。因其主要与抗凝血酶III结合而增强其活性,间接发挥抗凝作用,故在临床上作为抗凝剂广泛使用。然而,肝素在体内的主要生物学功能仍不清楚。研究表明,肝素能够结合体内多种蛋白,影响许多生物信息的传递,在肥大细胞活性、炎症反应、细胞增殖分化及多种疾病中发挥重要作用。本文总结肝素研究的重要成果,对肝素的主要的生物学功能进行综述。

肥大细胞在脂肪组织中的作用

肥大细胞(mast cells)起源于骨髓造血干细胞,定植到机体各个外周组织后继续发育成熟,在过敏性反应和预防微生物感染等方面发挥重要作用。近来研究发现,肥胖患者的脂肪组织含有大量肥大细胞,引发人们对脂肪组织中肥大细胞作用的关注。肥大细胞可释放出多种生物活性介质,作用于脂肪组织,影响脂肪组织中细胞外基质的重塑和各种炎性细胞的活动。更多研究还表明肥大细胞可能参与到肥胖、糖尿病等代谢性疾病的发病机理,影响疾病的进展。本文总结近年来对脂肪组织中肥大细胞研究的一系列成果,对肥大细胞在脂肪组织中的生物学作用进行综述。

光照对大小鼠繁育性能影响的研究进展

环境光照对实验动物的性成熟及繁殖性能力有着重要的影响,不同国家和地区对实验动物大小鼠环境光照的要求有着较大差别,本文讨论了光照周期、光线波长对大小鼠繁殖的影响,对光照相关的其他因素,如光污染、笼子摆放位置和笼盒颜色等问题进行分析并提出相应解决建议。提出墙壁及地面灯带设计和移动光源的方法来解决实验动物设施光源分布不均问题,同时讨论了工作人员相关知识培训的重要性。

GDNF重组腺病毒的构建及促进多巴胺能神经元存活的研究

利用体内同源重组原理，构建了能介导ＧＤＮＦ基因转移和表达的复制缺陷型重组腺病毒ＡｄＣＭＶｇｄｎｆ，其中ＧＤＮＦｃＤＮＡ插入腺病毒基因组的Ｅ１区并由ＣＭＶ启动子控制在人２９３细胞内通过同源重组包装生成重组腺病毒后，用形态学方法、病毒ＤＮＡ酶切分析、ＰＣＲ和ＲＴ－ＰＣＲ等方法进行鉴定正确．经测定病毒滴度达到１０１０ｐｆｕ／ｍｌ．用免疫沉淀方法从重组腺病毒感染的２９３细胞及其培养基上清中均检测到大量ＧＤＮＦ蛋白．用重组腺病毒直接感染或者用其条件培养基处理，分别使胚胎大鼠中脑原代多巴胺能神经元的数目增加８８．２％和９６．４％，明显增加多巴胺能神经元存活。

人TH基因重组腺病毒的构建及生物学活性研究

将人酪氨酸羟化酶cDNA表达盒克隆于质粒型腺病毒载体p△Elsp1A，得到重组质粒pAd－TH。随后用脂质体法将重组质粒pAd－TH和拯救型腺病毒质粒pBHG11一起共转染293细胞，通过体内同源重组生成重组腺病毒AdCMVth，THcDNA重组进入腺病毒E1区并受CMV启动子控制。采用形态学、病毒核酸酶切和PCR／RT－PCR等方法进行鉴定正确。重组腺病毒滴度达到1010pfu／ml。初步结果表明，该重组腺病毒感染MN9D细胞后可使细胞内多巴胺水平增加1倍，显示出明显的TH生物学活性。提示TH重组腺病毒AdCMVth可作为高效的基因转移载体用于帕金森氏病基因治疗。

银染mRNA差异显示方法的建立和吗啡诱导基因的克隆

目的：建立非同位素银染ｍＲＮＡ差异显示方法，分离吗啡相关基因。方法：以吗啡处理的ＳＨＳＹ５Ｙ细胞中提取的总ＲＮＡ为模板，用５’ｄＴ１２ＭＧ锚定引物和两条随机引物组合进行ＤＤＲＴＰＣＲ扩增。经测序凝胶电泳分离后，用银染方法显示差异ＤＮＡ条带，在直视下从凝胶中回收差异条带并进行再扩增，扩增产物克隆入ｐＧＥＭＴ载体。结果：建立了非同位素的银染ｍＲＮＡ差异显示方法，分离和克隆了一些吗啡诱导的差异表达基因。

mRNA差别显示技术及其在生命科学中的应用

ｍＲＮＡ表达水平的变化决定细胞的功能状态。个体发育、细胞增殖分化与凋谢、生理刺激和药物治疗等过程，都会出现ｍＲＮＡ表达水平的变化。阐明这种变化有助于揭示细胞生理过程的分子机制。新近发展起来的ｍＲＮＡ差别显示技术为此提供了强有力的工具。该技术无需更多的背景资料，可快速有效地分离表达水平出现差别的基因。

重组腺病毒介导GDNF基因在多种细胞的高效转移和表达

用作者等所构建的重组腺病毒AdCMVgdnf直接感染多种细胞系和大鼠中脑原代神经元细胞，多重感染复数为20PFU／ml。采用免疫组织化学染色方法检测GDNF表达，观察所构建的GDNF重组腺病毒在各种细胞中介导GDNF基因转移和基因表达的能力。结果表明在一系列神经细胞或非神经细胞中，GDNF重组腺病毒均可介导GDNF基因的高效转移和表达。提示GDNF重组腺病毒可作为帕金森氏病基因治疗的高效基因转移载体。

苯海索降低兔局部脑缺血脑钙积累和钠、钾、水转移的作用

苯海索２５０μｇ／ｋｇ冲击量给药及２５μｇ／ｋｇ·ｍｉｎ静脉注射治疗兔大脑中动脉闭塞性脑缺血５ｈ，明显降低脑钙积累４０％，降低脑Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｈ２Ｏ转移分别为６１％、６７％、３％。同生理盐水对照组相比，有显著性差异（Ｐ＜０．０５），与钙拮抗剂维拉帕米作用相似。苯海索的保护作用机制可能与其选择性扩张脑血管，增加脑血流量有关，亦与其钙拮抗作用有关，提示苯海索可能具有保护脑缺血作用。

三种钙拮抗剂对兔局部脑缺血脑钙积累和钠、钾、水转移的影响

尼莫地平治疗兔右大脑中动脉闭塞５ｈ，明显降低脑钙积累６４％，降低脑Ｎａ、Ｋ、Ｈ２Ｏ转移分别为６４％、６７％、４０％；维拉帕米的上述作用分别为３９％、４８％、４５％、３９％，其降钙作用明显弱于尼莫地平；硫氮卓酮对离子和水的异常转移无明显改善。提示钙拮抗剂可能通过阻滞钙内流降低钙积累，并间接抑制离子和水异常转移，减轻离子性脑水肿。

肝细胞甘油三酯代谢途径异常与脂肪肝

脂肪肝(NAFLD)既可是一个独立的疾病,也可是一类疾病的伴发疾病,肥胖患者、脂肪营养不良症患者、糖尿病患者均伴发脂肪肝。脂肪肝时肝细胞内蓄积的脂质多为甘油三酯,因此肝细胞甘油三酯代谢紊乱是脂肪肝发生最主要原因。肝细胞甘油三酯蓄积会破坏其对胰岛素敏感性,促进肝糖异生导致高血糖,也可引起肝细胞极低密度脂蛋白分泌增加,升高血脂。本文详细阐述肝细胞甘油三酯代谢途径的重要步骤,探讨这些步骤异常与脂肪肝之间的关系,为脂肪肝药物设计提供新靶点。

高浓度葡萄糖刺激脂肪细胞脂肪分解的效应及其机制

目的:研究高浓度葡萄糖刺激脂肪细胞脂肪分解升高血浆游离脂肪酸(free fatty acid,FFA)水平的效应及其机制,进一步阐明高糖导致胰岛素抵抗的作用机制。方法:以Sprague-Dawley(SD)大鼠附睾原代脂肪细胞为研究对象,设为正常葡萄糖(5 mmol/L)对照组和高浓度葡萄糖(25 mmol/L)干预组。将细胞孵育一定时间直接或加入异丙基肾上腺素刺激后测定培养基中甘油含量作为评价脂肪分解的指标。脂肪分解数据表示为每升脂肪细胞压积的毫摩尔甘油释放量(mmol/L packed cell volume,mmol/L PCV)。用Western blot方法分别检测总的及磷酸化的脂滴包被蛋白(perilipin)含量以及激素敏感性脂肪酶(hormone-sensitive lipase,HSL)和脂肪组织甘油三酯水解酶(adipose triglyceride lipase,ATGL)的含量。用酶化学法测定胞浆脂肪分解酶活性。结果:高浓度葡萄糖明显刺激大鼠原代脂肪细胞脂肪分解。将细胞在高糖中孵育24 h,甘油累积量从4.4 mmol/L PCV增加至6.4 mmol/L PCV,即增加1.5倍(P<0.01);30 min甘油释放量从0.11 mmol/L PCV增加至0.24 mmol/L PCV,即增加2.1倍(P<0.01)。高糖刺激脂肪分解的作用从细胞孵育16 h开始持续到24 h,且25 mmol/L葡萄糖的效应较10 mmol/L葡萄糖强。高糖明显增加perilipin磷酸化,但不影响该蛋白表达。高糖使胞内脂肪分解酶活性升高1.74倍并显著上调HSL蛋白表达,但不影响ATGL蛋白含量。异丙基肾上腺素刺激的脂肪分解在高糖环境下进一步增强。结论:高浓度葡萄糖通过增加perilipin磷酸化、上调HSL蛋白表达和升高脂肪分解酶活性从而直接刺激脂肪细胞脂肪分解。这提示高浓度葡萄糖单独即可以使FFA从脂肪组织向血浆中释放增加,循环FFA水平升高从而导致胰岛素抵抗。

脂滴包被蛋白(perilipin)调控脂肪分解

脂滴包被蛋白(perilipin)包被在脂肪细胞和甾体生成细胞脂滴表面。基础状态下perilipin可减少甘油三酯水解,使其贮备增加;脂肪分解时磷酸化的perilipin能促进甘油三酯水解,而且该蛋白对激素敏感脂酶从胞浆向脂滴转位是必需的。据推测,perilipin可能在脂肪分解调控中起到“分子开关”的作用。蛋白激酶A(PKA)、细胞外信号调节激酶(ERK)等信号转导通路参与了脂肪分解。肿瘤坏死因子α(TNFα)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)激动剂、瘦素(leptin)均可以影响perilipin的表达。新近研究表明,perilipin可通过蛋白酶体途径来调节其蛋白量的表达。脂肪分解调控中的关键蛋白perilipin可以和2型糖尿病、肥胖、动脉粥样硬化等多种代谢性疾病及心血管疾病联系起来。

银染mRNA差异显示方法的条件优化

ｍＲＮＡ差异显示技术是分离差异表达基因的强有力工具。本工作旨在优化无同位素的银染差异显示方法。以总ＲＮＡ为模板，用锚定引物与随机引物的组合进行ＲＴ－ＰＣＲ反应，ＰＣＲ扩增产物在变性的聚丙烯酰胺凝胶上电泳。用银染方法显示电泳ｃＤＡＮ条带，其结果是：（１）ＲＮＡ加入量为１～３μｇ，ＲＴ－ＰＣＲ反应能扩增出较多的ｃＤＮＡ条带，而低于０．５μｇ时扩增条带数目较少；（２）在３６～４２℃的范围内，随着温度的增加，扩增的条带减少；而４２℃时扩增的条带数目锐减，特别是当ＲＮＡ加入量小于１μｇ时几乎无条带显示；３６℃扩增的条带过多而趋于ｓｍｅａｒ；（３）优化了银染液程序，染色液和显色液中３７％甲醛的量分别为０．０３％～０．０５％和０．０７５％～０．１％，显色温度４～１２℃时，显示出清晰的条带；（４）用此方法获得数条电针镇痛有效与无效大鼠表达差异的ｃＤＮＡ条带。总之，通过改变参数条件，优化了快速简便的银染ｍＲＮＡ差异显示方法。

腺病毒载体介导的lacZ基因在NG细胞系及大鼠黑质的表达

本实验用标记基因ｌａｃＺ５型重组腺病毒（Ａｄ５ＣＭＶｌａｃＺ）转染培养的ＮＧ细胞系，Ｘ－ｇａｌ染色检测转染效率．在培养的ＮＧ细胞系，当病毒滴度为２×１０８时，转集率达到５０％，当滴度为２×１０９时，转染率达１００％，有较好的量效关系；固定病毒液度为１０１０，培养２～１６ｈ，细胞的转染率随时间延长而提高，有较好的时效关系。将Ａｄ５ＣＭＶｌａｃＺ注射到大鼠黑质部位后，分别于注射后３～１２０ｄ取脑、切片、Ｘ－ｇａｌ染色，发现黑质局部从第７ｄ开始有部分蓝染，第１０ｄ达高峰，注射局部感染率１００％；９０ｄ时开始下降，持续至１２０ｄ；纹状体等其它部位无蓝染．上述结果提示，腺病毒载体介导的标记基因可在培养的神经细胞系和中脑黑质部位高效表达，为进一步开展中枢神经系统退变性疾病尤其是帕金森氏病的基因治疗奠定基础。

活细胞硫化氢检测新方法

目的:建立测定活细胞释放微量硫化氢(hydrogen sulfide,H2S)的简易方法。方法:在细胞培养板盖上方黏附滤膜,细胞释放的硫化氢与滤膜上的醋酸锌反应产生硫化锌,采用亚甲基蓝分光光度法测定并计算细胞释放的硫化氢的量。应用该方法分别检测了HepG2细胞和人脐静脉内皮细胞硫化氢的释放量。结果:HepG2细胞添加L-半胱氨酸以及辅酶磷酸吡哆醛后,继续培养12 h,H2S释放量为(859.39±19.12)nmol/(min.106cells);给予胱硫醚-γ-裂解酶抑制剂炔丙基甘氨酸(DL-propargylglycine,PAG)后,H2S产率下降到(341.34±105.90)nmol/(min.106cells);胱硫醚-β-合酶抑制剂间羟胺处理后,H2S产率下降到(375.05±174.50)nmol/(min.106cells);两种酶抑制剂联合使用后H2S释放量显著抑制,为(204.47±97.14)nmol/(min.106cells)。人脐静脉内皮细胞也可内源性产生H2S,HUVEC细胞H2S的释放量为(26.23±3.24)nmol/(min.106cells),约为HepG2细胞产量的1/30。台盼蓝检测细胞活性大于95%,细胞生长状态良好,表明该方法无细胞毒作用,细胞可根据实验需要继续培养。结论:滤膜吸附法简便易行、实用可靠,可应用于活细胞释放硫化氢的测定。