实验动物替代研究进展

实验动物伦理管理中3R原则是指动物实验应本着减少(reduction)、替代(replacement)和优化(refinement)的原则,日益引起生物科技人员的重视。替代实验动物研究应运而生。传统上沿用国际经济合作与发展组织(Organisation for Economic Co-operation and Development,OECD)推荐的化学物质毒理学实验原则进行动物实验,实验动物替代实验不断增加修订。实验动物替代的方法主要是用低等动物代替高等动物,用组织细胞或计算机模拟等新兴方法代替实验动物。随着生物材料,基因编辑和微型生理系统新兴技术的发展,推动了脏器芯片(organ-on-a-chip)和微器官培养(organoid cultures)等3D培养技术在实验动物替代中的应用。脏器芯片是用微流控装置再现器官结构与功能。目前脏器芯片只是器官生理学上的简化结构,在药理学实验不能模拟药物在不同组织和器官之间相互作用。微器官是一种体外培养的3D器官胚,在结构和功能上更接近器官,但是在培养的过程中干细胞定向分化及分化步骤不完全清楚,会出现高度异质性,导致应用困难。但与传统方法相比,这些新兴方法仍具有很大优势和发展潜力。替代动物实验不仅可以用于毒理实验,还可以应用于病理学和建立疾病模型。由于技术的限制,新的实验替代技术还面临许多瓶颈问题,如无法清晰的评估基因和蛋白的表达、完整组织中蛋白的空间结构等。我国正处于实验动物替代的起步阶段,发展的潜力和空间十分巨大。

动物实验替代技术研究进展

综述了动物实验替代技术的发展及法规接受情况。介绍了替代动物实验的历史,阐述了在21世纪毒性测试新观念(TT21C)、有害结局通路(AOP)、整合测试等理论的指导下,组织重建和多器官人体芯片技术、干细胞技术、组学技术、非生物测试技术、高通量和高内涵技术等新技术对动物实验替代方法的促进分析了标准化的替代方法和个性化的体外方法在化学品、化妆品、药品和生物制品等健康相关产品评估中的应用。分析表明,替代技术不仅是实验动物学科的重要分支,也是一类研发和实验用的创新性工具,同时具有产业化的前景。