将科学研究融入《医学实验动物学》课程教学初探

李秀芳++代蓉++解宇环++淤泽溥

【摘要】《医学实验动物学》是生命科学领域中一门非常重要的综合性课程，是云南中医学院首批研究生优质课程之一，笔者对我校开设该课程近10年的教学经验进行了总结，以期为进一步提高该门课程的教学水平起到抛砖引玉的作用。

【关键词】医学实验动物学；科学研究；教学

【中图分类号】R-05【文献标志码】 A【文章编号】1007-8517（2017）01-0114-03

Abstract：

Keywords：

医学实验动物学是一门研究实验动物及动物实验的综合性新兴学科，它融合了生物学、医学、兽医学、遗传学、营养学等诸多学科的知识，具有很强的综合性和交叉性，同时它的发展又推动了基础医学、临床医学、预防医学和中医药学的发展，对科学研究尤其是生命科学研究起着越来越重要的作用[1]，目前，实验动物学已逐渐发展成为一门具有自身理论体系的独立学科[2]。医学实验动物学已成为高等医药院校多个专业研究生的一门必修基础课。

由于必要的动物学知识是进行药理学研究所不可缺少的，多本药理方法学的专著如陈奇主编的《中药药理研究方法学》、李仪奎主编的《中药药理研究方法学》中都有专门篇幅介绍实验动物学知识，因此，云南中医学院最初在中药学专业研究生的“中药药理学通论”课程中用12个学时介绍了的实验动物学知识。随着研究生招生人数的增多，中医学、针灸推拿学、药学、中西医结合基础专业的研究生也要求学习实验动物学的知识，于是笔者团队就将这部分内容从“中药药理学通论”课程中独立出来，并编写了院内教材，专门开设了“医学实验动物学”课程，从课程开设至今已有十年的历史，这对于我校普及医学实验动物学的有关知识和提高研究生的动手能力起到了一定的推动作用。

云南中医学院承担研究生的“医学实验动物学”课程教学的教师都是药理学专业或相关专业的教师，他们拥有丰富的应用实验动物进行科学研究的经验，这是该教学团队的优势，但同时也存在大多数老师动物学知识相对不足的问题，因此，笔者针对“医学实验动物学”在医学院校教学中的重点是“动物实验”，与农业院校的重点是“实验动物”有所不同，为扬长避短，该教学团队将大量科学研究有机地融入到“医学实验动物学”的教学中，取得了较好的效果。2015年“医学实验动物学”被遴选为云南中医学院校级研究生优质课程，现将教学中的一些经验与同行交流。

1以真实的案例说明该课程对科学研究的重要性

“医学实验动物学”的第一节课。首先给同学们介绍了一个真实的案例：我院有一位研究生在进行药物抗衰老实验研究的开题报告时，因没有学习过本课程，不知道老年小鼠非常不易获得，其开题报告中所选用的小鼠均为18月龄的老年小鼠。拟用果蝇做寿命试验，但没有了解到当时在云南买不到果蝇，因此由于实验动物的来源问题，该研究生的开题报告差点没有获得通过，参加其开题报告的老师给其两个建议：①买不到18月龄的老年小鼠，可使用药物加速正常小鼠的衰老，从而复制衰老小鼠的模型用于其课题研究，例如可用D-半乳糖复制衰老小鼠模型；②寿命试验买不到果蝇可换用蚕。最终该同学修改了开题报告并顺利完成了抗衰老实验研究。通过这个发生在身边的同学身上的真实案例的介绍，进一步加深了学生对学习“医学实验动物学”课程重要性的理解，使他们知道了必要的实验动物学知识对即将开展的课题工作的重要性。

教学中笔者还经常以医学科研历史上获得诺贝尔生理学或医学奖的一些科学家为实例介绍实验动物科学研究的重要性。如德国细菌学家科赫（Robert Koch，1843～1910年）为例，其采用牛、羊和其他动物作实验，发现了结核杆菌，并确证了细菌与疾病的关系，提出了“科赫原则”，作为判断某种微生物是否为某种疾病的病原的准则，1905年科赫获诺贝尔生理或醫学奖[3]；俄国生理学家巴甫洛夫（1848～1936年），以动物为研究对象，在心脏生理、消化生理和高级神经活动三个方面作出了重大贡献。在研究消化生理过程中，归纳了条件反射的概念，开辟了高级神经活动生理学研究，他的高级神经活动学说对于医学、心理学以及哲学等方面都产生了很大影响，1904年巴甫洛夫获得了诺贝尔生理学或医学奖[4]。1901～2009年期间，获得诺贝尔奖的奖项中直接涉及25种动物，共计120次[2]。

通过诺贝尔奖获奖的案例介绍，激发了大家学习“医学实验动物学”的兴趣。接下来再向同学们介绍这门课程的讲授内容，包括了医学实验动物的生物学特点、遗传背景、习性以及动物实验的方法，通过课程的学习，将为研究生在课题设计、实验动物的选择、动物模型的制备、动物实验的具体操作等方面奠定基础，通过这样循序渐进的教学，学生学习本门课程的兴趣和积极性都得到了很大的提高。

2以数据说明绝大多数医学科学研究离不开实验动物

在绪论的教学中，笔者应用大量的数据来证明大多数医学科学研究离不开实验动物。2008年发表的全球实验动物使用量资料估计[5]，全球179个国家每年会使用到1.15亿只实验动物。以全球每年生物医学发表文献量及实验动物使用数做对照，平均每篇生物医学研究论文需使用的动物数分别是：美国318只，英国212只，日本858只，中国台湾845只。仅以英国为例，2010年英国实验动物的使用量为3.7万只[6]，2012年实验动物的使用量持续上涨，使用量超过4.1万只[7]，2013年达到4.12万只[8]，直到2014年才出现下降趋势[9]。可见，生物医学研究离开了实验动物将寸步难行。学生了解了这些数据后，一方面会加深对“医学实验动物学”课程的重视，另一方面会增加他们对实验动物的尊重，认识到相当多的实验数据和生物医学论文是实验动物付出生命代价换来的，从而能够更好地践行实验动物学的“3R”原则，即Replacement（替代）、Reduction（减少）和Refinement（优化），尽量减少实验动物用量。

3教学中大量應用科研中的实例及进展

本课程的一个教学重点是如何根据研究目的来选择合适的实验动物。在教学中教会学生各种常用实验动物的生理解剖学特点非常重要，因为选择了合适的实验动物往往可事半功倍，笔者常用以前科研中的事例来进行说明。如一研究生需完成大鼠开胸结扎冠脉的实验，借小动物人工呼吸机时，笔者建议他可选用家兔来做，因家兔胸腔内构造与其它动物不同，胸腔中央由纵膈连于顶壁、底壁及后壁之间将胸腔分为左右两部，互不相通，因此，开胸后打开心包胸膜暴露心脏进行实验操作时，只要不弄破纵隔膜，不需接入动物呼吸机进行人工呼吸[10]，简化了实验操作。而如果选用猫、狗等其他动物，开胸后一定要采用人工呼吸，才能进行心脏操作。又如另一位研究生需要复制脑缺血研究脑梗塞的动物模型，一般动物由于脑部血供有侧支循环，很难形成脑梗死。笔者建议他选用沙鼠，因为沙鼠脑血管构造不同于其它动物，脑椎底动脉后交通支缺损，结扎其一侧颈总动脉，数小时后就有20%～65%的动物出现脑梗塞，同侧脑半球梗死。教学中通过这样成功的科学研究的典型事例教学，让学生体会到实验动物学的知识和科研工作密切相关，激发了学习积极性。

当今科技发展日新月异，实验动物学科也不例外，笔者在教学中介绍了一些实验动物发展最新动态和成果，补充一些开拓性、前沿性和应用性较强的内容，例如转基因技术、基因敲除技术、克隆技术等，通过这些内容的学习，一方面能使学生了解这些最新技术，获得大量的信息，为今后的研究工作打下基础，另一方面，也能使他们对本门课程有一个新的认识，从而激发他们学习的热情。许多研究生在学习这门课程以前不清楚转基因动物和克隆动物的区别，对转基因食品的争论也仅是凭着对崔永元或方舟子的喜好，学习了《医学实验动物学》后学生能够更专业的以转基因的科学原理参与讨论。

4科学研究过程和成果与学生分享

在教学中结合实际，将平时在科研工作中碰到的实际问题和解决过程以及最后取得的成果与同学们一起分享。例如，当学生通过课程学习已经掌握了常用实验动物的基本的知识及动物实验的设计方法后，精心调选一些科研课题申报失败的标书，让学生评审，对标书进行“纠错”，要求学生通过认真的阅读并结合已学过的知识，找出标书中动物实验设计相关的缺陷，提出改进的措施，对标书进行修改，通过这样的训练，让学生了解到，动物实验设计的缺陷可能会成为导致的课题申请失败的重要原因，从而学会在设计动物实验时做到尽可能考虑周全，另一方面，也可以为研究生们今后的课题申请打下基础，学生普遍对这种“纠错”学习表现出明显的兴趣。另外还会向同学们介绍本教学团队老师们的一些“独门绝技”，激发了同学们的学习热情，也使团队老师赢得了同学们的尊重。

5参观动物室，现场感受科研氛围

根据教学目的，组织研究生参观学校动物室，尤其是实验动物环境控制这一部分，涉及温湿度调节系统、通风净化系统、消毒隔离系统、录像监控系统、屏障系统中的人流、物流、动物流等，在课堂上讲解既抽象又枯燥，采用边参观边讲解的方式，取得了非常好的效果。低年级同在参观动物室过程中，还会看到高年级研究生在动物室中做实验，现场感受科研氛围，使他们对今后将从事的科研工作有了真切的感性认识，如同医学生参观手术室，这对提高学生的动物实验参与意识有重要意义。[JP]

6加强动物实验的设计课程

为了增强研究生的科研能力，笔者增加了科研设计的训练环节。提出设计要求，由学生自己完成实验设计，内容包括：实验动物的选择、模型的复制、实验动物的分组、材料和试剂的准备、方法步骤、观察指标、结果的表达和统计学处理。这些作为本课程的平时成绩。

以上是笔者将科学研究融入“医学实验动物学”教学的一些做法，经过多年课程建设，本课程被遴选为云南中医学院首批研究生优质课程建设项目中唯一的一门全院性选修课。笔者及其因队将以此为契机，进一步探索改进教学方法，从而将本课程建设好。

参考文献

[1]

[JP3]罗小泉，祁风义，陈晓明，等.中医药院校实验动物学教学改革初探[J].时珍国医国药，2007，18（12）：2902-2903.[JP]

[2]汤家铭，陈民利. 医学实验动物学[M].北京：中国中医药出版社，2012：1-2.

[3]谢德秋. 结核杆菌发现者罗伯特·科赫[J].自然杂志，1982，5（9）：697-703.

[4]秦川.实验动物学[M].北京：人民卫生出版社，2010：1-2.

[5]Taylor K， Gordon N， Langley G， et al. Estimates for worldwide laboratory animal use in 2005[J]. Altern Lab Anim，2008， 36（3）：327-342.

[6]Hudson M. The latest statistics of scientific procedures on living animals reveal little three rs progress in great Britain in 2010 [J]. Altern Lab Anim，2011，39（4）：403-411.

[7]Hudson-Shore M. Statistics of scientific procedures on living animals 2012： another increase in experimentation-genetically-altered animals dominate again [J]. Altern Lab Anim，2013， 41（4）：313-319.

[8]Hudson-Shore M. Statistics of scientific procedures on living animals 2013：Experimentation continues to rise the reliance on genetically-altered animals must be addressed[J]. Altern Lab Anim，2014， 42（4）：261-266.

[9]Hudson-Shore M. Statistics of scientific procedures on living animals 2014：A new format， and hopefully a new era of diminishing animal experimentation[J]. Altern Lab Anim，2016， 44（1）：71-83.

[10]汤家铭，陈民利.医学实验动物学[M].北京：中国中医药出版社，2012：102-103.

（编辑：程鹏飞）