无脊椎动物家蚕为材料的医学实验动物替代研究

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1、SOOCHOWUNIVERSITY博士学位论文：-•■论文题目无脊椎动物家蚕为材料的医学实验动物替代研究研究生姓名___________殷为民_________指导教师姓名_____________徐世清教授___专业名祢___________特种经济动物词养研究方向动物分子遗传与基因工程论文提交日期2015年3月学位论文独创性声明本人郑重声明.•所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体己经发表或撰写过的研宄成果，也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书而使用过

2、的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。日期：2015年6月8日学位论文使用授权声明本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定，gp:学位论文著作权归属苏州大学。本学位论文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科院文献信息情报中心、中国科学技术信息研宄所(含万方数据电子出版社）、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存和汇编学位论文，可以将学位论文的全部或部分内

3、容编入有关数据库进行检索。涉密论文口本学位论文属在____年_月解密后适用本规定。非涉密论文论文作者签名m：b^导师签名无脊椎动物家蚕为材料的肝毒性模型实验动物替代研究中文摘要中文摘要实验动物替代方法，已广泛应用于生命科学研究领域。家蚕是鳞翅目模式昆虫，有着数千年畜牧化养殖历史，且已积累了系统深入的生理学、病理学和毒理学资料。家蚕遗传突变资源的创新及其在基础生命体系、物质代谢、能量代谢和遗传方式上与哺乳类有众多相似性的发现，使家蚕作为中国特色的模式昆虫正逐渐向实验动物模式化发展。然而，如何通过系统地控制实验用家蚕的遗传因素和生长环境，实现家蚕“

4、实验动物化”，如何根据家蚕的生物学特性，优选出替代方法研究类型，是家蚕在成为标准的实验动物过程中所必须突破的瓶颈。另外，家蚕与小鼠等经典哺乳类模式动物相比，在外源化合物代谢动力学方面究竟存在哪些共性和差异，国内外也尚无系统的研究。本研究以家蚕实验动物化的标准建设为目的，总结了家蚕实验动物化的品种选育、饲养管理、设施管理等规范，设计了家蚕标准化饲养微屏障系统；通过肝毒性模式药物对乙酰氨基酚（APAP）处理，系统地比较研究家蚕与哺乳动物体内APAP的急性毒性分级和药代动力学特性；通过代谢组学方法、高通量分析（RNA-Seq）方法调查APAP对家蚕内

5、源性代谢物和基因表达的差异，揭示APAP在体内所产生的生物效应；用试剂盒检测APAP染毒后家蚕催化药物代谢关键酶的活性，并通过生物信息学方法分析比较家蚕与小鼠等哺乳类在这些关键酶进化上的差异及活性位点差异。研究获得的主要结果如下：1.模药APAP对家蚕的急性毒性分级、药代动力学特征能够为医学实验动物替代建立平行数据急性毒性试验结果显示，APAP对家蚕毒性因品种不同而表现出毒性敏感性不同，大造较皓月敏感。APAP处理雌、雄大造品种的LD50分别为2017±254μg/g和2169±300μg/g。急性毒性分级为中低级毒性，与哺乳类相似。代谢动力学

6、结果表明，低浓度600μg/g剂量和高浓度3600μg/g剂量APAP在家蚕体内的药动学呈一室开放型模型，消除半衰期（t1/2）分别为1.06h和2.77h；原药达峰时间（tmax）分别为0.50h和1.00h；原药达峰值浓度（Cmax）分别为67.69μg/ml和568.73μg/ml。相对生物利用度（AUC0-t）分别为：222.63h•μg/ml和1976.32h•μg/ml。代谢中间产物有N-乙酰对苯醌亚胺（NAPQI）产生，与哺乳类相比，药物吸收分布、体内代谢中间产物、总体的动力学(PK)相似，能为医学实验动物替代建立平行数据。2.模

7、药APAP在家蚕的体内能产生与哺乳类共同的生物效应代谢组学分析显示，以600μg/g剂量APAP经口给药家蚕8h后，循环血中差异代谢物在三羧酸循环、糖酵解途径、氨基酸代谢、黑色素生成等途径中，说明APAP在体内所产生的毒性途径主是因为药物代谢过程中产生了氧化应激，影响了体内能量供给、物质转运和信号传导。I中文摘要无脊椎动物家蚕为材料的肝毒性模型实验动物替代研究代谢物差异分析发现，APAP诱导家蚕血淋巴中氨基酸代谢产生差异，推测氨基酸代谢的异常和苹果酸、琥珀酸、延胡索酸等内源代谢物的显著下降相关，也与APAP染毒后产生的氧化应激相关。酪氨酸、多巴

8、、海藻糖的显著升高进一步证实过量的APAP导致了氧化应激的产生；APAP诱导家蚕的胆固醇降低，却使β-羟基β-甲基戊二酸升高，表明APAP导致家蚕的胆