마인드 맵 갤러리 독성학 4 독성학 실험의 기초
이번 사진에서는 독성실험의 원리와 한계, 독성실험의 기본목적, 실험동물의 선정 및 관리, 동물실험방법, 독성실험결과의 통계분석, 독성실험의 품질관리 등에 대해 소개하고 있습니다. 모두에게 유용합니다!
2024-02-18 11:49:24에 편집됨인적 자원 비용 통제는 기업이 경제적 이익을 극대화하는 중요한 수단입니다. 기업은 문제에 대처하기 위해 핵심 경쟁력을 지속적으로 향상시켜야 합니다.
이것은 교육 기술에 대한 지침이 아니라 교육 분위기를 찾는 여정입니다. 독자 여러분, 이 책에서는 각 교육 이야기를 통해 진정한 교육자가 어떤 사람이어야 하는지를 알 수 있습니다. 예민하고 재치 있고, 아이들에게 적절한 것과 부적절한 것이 무엇인지 알고, 무엇을 말해야 할지, 무엇을 말하지 말아야 할지, 주의를 기울이십시오. 아이의 독특함에 주목하고, 아이의 개인 생활 세계에 관심을 기울이고, 아이의 말을 "보고" "듣는" 방법을 알아야 합니다. 참된 교육자만이 아이들의 마음을 이해하고, 준교육의 분위기를 조성하며, 교육과 성장을 더욱 아름답고 보람있게 만들 수 있습니다!
이 책에서 저자는 세부 사항을 벗겨내고 대부분의 사람들이 지식과 기술을 배우는 데 적합한 일련의 학습 방법을 요약합니다. 저자에 따르면 모든 학습은 정밀 입력, 심층 소화, 다중 출력의 세 단계로 나눌 수 있습니다. 첫 번째는 지식의 입력으로, 먼저 새로운 지식을 받아들이고, 그 다음 지식을 소화하고, 입력된 지식을 이해하고, 마지막으로 학습된 지식을 사용하는 것을 의미합니다. 이 책이 학습할 때 혼란스럽거나 새로운 기술을 배우는 방법을 모르는 모든 사람에게 도움이 되기를 바랍니다!
인적 자원 비용 통제는 기업이 경제적 이익을 극대화하는 중요한 수단입니다. 기업은 문제에 대처하기 위해 핵심 경쟁력을 지속적으로 향상시켜야 합니다.
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이 책에서 저자는 세부 사항을 벗겨내고 대부분의 사람들이 지식과 기술을 배우는 데 적합한 일련의 학습 방법을 요약합니다. 저자에 따르면 모든 학습은 정밀 입력, 심층 소화, 다중 출력의 세 단계로 나눌 수 있습니다. 첫 번째는 지식의 입력으로, 먼저 새로운 지식을 받아들이고, 그 다음 지식을 소화하고, 입력된 지식을 이해하고, 마지막으로 학습된 지식을 사용하는 것을 의미합니다. 이 책이 학습할 때 혼란스럽거나 새로운 기술을 배우는 방법을 모르는 모든 사람에게 도움이 되기를 바랍니다!
독성학 4 독성학 실험의 기초
수업 후 복습 질문
1. 동물 실험 결과를 인간에게 추정하는 데 불확실성이 있는 이유는 무엇입니까?
2. 독성학적 실험을 설계할 때 따라야 할 기본 원칙은 무엇입니까?
3. 실험 결과가 생물학적 의미를 갖는지 여부를 결정하기 위해 고려해야 할 사항은 무엇입니까?
독성학 실험의 유형과 목적은 무엇입니까?
시험관 내 실험
선별, 독성 예측, 메커니즘 탐색
생체 내 실험
독성 평가: 동물 → 인간
인구 조사
동물실험 결과 검증
1. 독성학 실험의 원리와 한계
1. 독성학 실험의 기본원리
1. 실험동물에 대한 영향을 인간에게도 추정할 수 있습니다.
①가장 민감한 동물종은 인간이다.
②인간과 실험동물의 생물학적 과정과 화학적 대사는 체중이나 체표면적과 관련이 있다.
위의 두 가지 가정은 모든 실험 생물학과 의학의 전제입니다.
2. 실험동물은 고용량에 노출되어야 합니다.
정성적 반응 정의에 따르면 그룹 효과의 발생률은 노출 수준이 증가함에 따라 증가합니다.
3개 이상의 용량군을 설정하고 용량-반응 관계를 관찰합니다.
LOAEL과 인체 노출량 사이의 거리가 멀수록 안전합니다.
3. 실험대상은 건강한 성체 동물이다.
건강한 성인 동물은 일반 인구를 위한 대표적인 실험 모델 역할을 하며 실험 결과를 대표적이고 재현 가능하게 만듭니다.
4. 중독경로는 사람에게 노출될 수 있는 경로이다.
2. 독성학 실험의 한계
동물실험에서 인간에 대한 추정은 불확실함
높은 선량을 낮은 선량으로 추정하는 데는 불확실성이 있습니다.
소수의 동물에서 다수의 사람으로의 외삽은 불확실합니다.
일반적으로 건강한 성체가 사용되며 반응은 비교적 간단합니다.
3. 동물실험의 3R 원칙과 윤리
"3R" 원리
대사
실험 목적을 달성하기 위해 동물 이외의 방법으로 수행되는 실험이나 기타 연구를 사용하거나, 의식이 있는 척추동물 대신에 무감각 실험 재료를 사용하여 실험하는 과학적 방법입니다.
절감
더 적은 수의 동물을 사용하여 동일한 양의 실험 데이터를 얻거나 특정 수의 동물을 사용하여 더 많은 실험 데이터를 얻는 방법입니다.
정제
동물의 고통과 불편함을 완화하거나 줄이고 동물 복지를 제공하기 위해 실험 절차를 개선하고 완성하는 방법입니다.
동물 실험의 윤리적 문제
법
"마틴법", "실험동물 관리에 관한 규정"
원칙을 지키다
실험동물의 인도적인 관리 및 치료를 제공하고, 실험동물의 불필요한 사용을 방지합니다.
인간 실험의 윤리적 원칙
고지된 동의 원칙
무해 원칙
의료 목적 원칙
과학적 원리
실험적 제어 원리
2. 독성학 실험의 기본 목적
안전성 평가의 기본 목적
시험물질의 독성효과와 특성을 관찰한다
용량-반응(효과) 관계 연구
독성의 표적장기 결정
손상의 가역성 결정
독성학 실험의 다른 목적
독성 효과에 대한 민감한 검출 지표
생물학적 마커
중독 메커니즘
시험물질의 독성동태학
시험물질의 대사 및 중독구조대책
3. 실험동물의 선정 및 관리
실험실 동물
인위적으로 사육된 동물과 그들이 가지고 있는 미생물은 명확한 유전적 배경과 명확한 기원을 가지고 통제됩니다. 주로 과학적 연구, 의약품 및 생물학적 제품의 유효성 및 안전성 평가, 교육에 사용됩니다.
실험동물종의 선정
일반적으로 설치류와 비설치류의 두 종을 선택합니다.
기본 원리
① 대사적, 생화학적, 독성학적 특성은 인간과 유사하다.
②자연수명이 짧아진다
③관리 및 운영이 용이하다
④경제적이고 구하기 쉽다
실험동물 균주의 선택
계통(Strain) : 동일한 조상에서 계획된 교배방법을 통해 파생된 동물군, 또는 동일한 조상에서 파생되어 특정 유전자형을 갖는 동물, 식물, 미생물의 집단을 말하는 실험동물학의 고유한 용어.
유전자 조절에 따라 분류된 실험동물
타고난
20세대 이상 형제자매 또는 부모와 자녀 사이에서 지속적인 교배를 통해 사육된 순수 계통의 동물입니다. 예를 들어, 쥐에는 BALB/C, Jinbai I, Jinbai II 등이 있습니다.
잡종군 동물(교배 1세대, F1)
서로 다른 두 계통의 의도적인 교배로 인해 탄생한 1세대 동물입니다. 분명한 유전성과 잡종 활력이 있습니다.
비공개 그룹
개체군이란 5년 이상 외부로부터 새로운 혈액을 유입하지 않는 동물의 집단을 말하며, 동일한 계통의 동물들이 무작위로 교배하여 고정된 장소에서 번식하는 집단일 뿐이다. Kunming 마우스, NIH 마우스, Wistar 쥐 등 독성학 연구에 가장 많이 사용됩니다.
실험동물의 미생물학적 제어 변수
일반 동물(CVA)
클린애니멀(CLA)
독성시험 및 독성학 연구에서는 실험결과의 신뢰성을 보장하기 위해 CLA 이상의 동물을 사용해야 합니다.
특정병원균이 없는 동물(SPF)
무균 동물(GFA)
실험동물 미생물 등급 기준
레벨 I: CVA, 개방형 시스템, 인간에게 전염될 수 있는 전염병 없음.
레벨 II: CLA, 장벽 시스템, 레벨 I 기준 외에 종 계통이 명확하고 동물에 특정한 전염병이 없습니다.
레벨 III: 레벨 II 표준에 더해 순수 라인 요구 사항에 따라 사육되고 격리기 또는 층류실에서 사육되는 SPF, 장벽 또는 격리 시스템은 비병원성 박테리아 콜로니가 있고 병원성 병원균이 없을 수 있습니다.
레벨 IV: GFA, 격리 시스템, 동물 외부에 미생물 및 기생충(대부분의 바이러스 포함)이 없고 완전히 폐쇄된 무균 조건에서 자란 순수한 동물입니다.
실험동물의 개별선택
성별
나이와 몸무게
생리적 상태
건강 상태
실험동물시설 구조
동물 접수 및 검역 구역
동물 먹이 및 실험 구역
사료, 침구 및 용품 보관 장소
세척 및 소독 구역
폐기물 보관 및 처리 구역
관리 영역
실험동물시설의 종류
개방형 시스템: 일반 환경
배리어 시스템: 클래스 10,000 청결도
격리 시스템: 레벨 100 청결도
4. 동물실험 방법
동물 실험 설계 원칙
무작위화 원칙
완전 무작위화(단일 요인 설계)
층화된 무작위화(일치 설계)
대비 원리
독성학 테스트를 위한 공통 컨트롤
무처리 대조군(공시 대조군)
처리 요소 없음, 테스트 물질 없음, 작업 없음
생물학적 특성, 품질 관리의 배경 값 결정
음성 대조군(용매 대조군)
처리인자는 없고, 필요한 실험인자(용매)만 부여하고, 실험인자(용매)의 영향은 제거한다.
양성 대조군
알려진 긍정적인 내용을 사용하여 실험 시스템의 효율성을 테스트합니다.
유전독성시험, 최기형성시험, 발암성시험에는 모두 양성대조군이 있습니다.
자기 통제
동일한 연구 대상자를 대상으로 치료 전과 치료 후를 비교하였다. 예를 들어, 약을 복용하기 전과 후의 혈압 변화를 관찰하십시오.
연구인자 처리 전과 후의 실험조건이 일관되어야 하며, 관찰된 매개변수가 안정적이어야 합니다.
역사적 비교
이는 동일한 실험실에서 수행된 여러 과거 실험의 대조군 데이터로 구성됩니다.
실험실 품질을 제어하고 보장하기 위해 균질성 테스트를 통해 실험 시스템의 안정성을 확인합니다.
반복 원리
전체 실험 반복
실험 결과의 재현성을 보장합니다.
여러 대상에 대한 반복 관찰
각 그룹에는 충분한 표본 크기가 있어야 합니다.
동물실험 설계의 핵심
생체 내 독성학 테스트를 위한 용량 그룹화
각 그룹의 동물 수
시험기간
동물 실험 전 준비
실험동물 구입 후 수컷과 암컷을 분리하여 보관해야 합니다.
일반적으로 격리는 5~7일간 실시됩니다.
일반적으로 사용되는 실험동물의 성별 식별
독에 노출되기 전 준비
동물 그룹화
계량, 번호 매기기, 무작위 그룹화
시험물질의 제조
용량 분류, 노출량, 희석
노출 경로 선택
위장관, 호흡기관, 피부, 피하, 피내, 근육, 복강, 정맥
시험물질 준비
독극물 준비
일반적인 투여 형태: 수용액, 현탁액, 오일 용액
수용성 시험물질은 체내 삼투압과 일정하게 유지됩니다.
적절한 유기용매에 용해 또는 현탁된 불수용성 시험물질
시험 물질은 일반적으로 사용하기 전에 신선하게 준비되어야 합니다.
독약 준비의 핵심 포인트
준비할 때 테스트 대상을 물리적, 화학적 특성을 변화시킬 수 있는 온도로 가열하지 마십시오.
고체시험물질의 피부독성을 평가하기 위해서는 형태와 입자크기가 유지되어야 한다.
원래의 혼합물이 정확하게 반영되도록 공식에 따라 다성분 시험물질을 준비합니다.
제제는 화학적 안정성과 시험물질과의 일관성을 유지해야 합니다.
제제는 총 시험량을 줄여야 하며 용매나 부형제를 너무 많이 사용하지 않아야 합니다.
준비는 노출에 대비하기 쉬워야 합니다.
제제의 pH는 5~9 사이가 가장 좋습니다.
시험물질을 해리시키기 위해 산이나 염기를 사용하지 마십시오.
비경구 중독의 경우 최종 용액은 가능한 한 등장성이어야 합니다.
실험동물에 대한 노출 경로
경구(위장) 노출
캡슐을 삼키다
급송
경구 투여
호흡기를 통한 감염
생산과정에서 가스, 증기, 먼지, 연기, 안개 등의 형태로 존재하는 화학독물에 대한 연구 및 환경대기오염물질 평가
흡입 노출: 정적 및 동적
기관내 주사: 마취 후 시행
피부 노출
액체, 기체 또는 심지어 먼지 상태의 화학 독극물
대부분 토끼와 기니피그를 선택하는데, 동물의 척추 양쪽 피부를 제모하고 국소적으로 화학약품을 도포한 후 유리종병이나 기름종이 또는 플라스틱 필름으로 덮어 일정기간 고정시킨다. 시간.
농약, 화장품, 환경오염물질, 외용약물
일반적으로 사용되는 쥐
노출 방법
제모: 화학적 또는 기계적 제모
독극물 노출: 국소 적용 또는 꼬리 담그기 방법
주사를 통한 노출
복강내 주사
정맥 주사
근육 주사
피하 주사
생물학적 시료 수집
소변 및 대변 수집
장기 표본 수집
담즙 수집
혈액 수집
끝
비말단 혈액 수집
단일 혈액 수집량은 동물 전체 혈액량의 15% 미만이며 동물에 영향을 미치지 않습니다.
혈액량이 전체 혈액량의 15~20%일 때 부작용이 발생합니다.
24시간마다 여러 번 채혈하는 혈액량이 총 혈액량의 1%를 초과해서는 안 됩니다.
마취
일반마취(펜토바르비탈나트륨) 및 국소마취(프로카인 등)
안락사
동물이 두려움이나 불안 없이 조용하고 고통 없이 죽을 수 있도록 공인된 인도적인 방법을 사용하여 동물을 죽이는 과정.
병리학적 해부학 및 검체 수집
병리학적 검사는 독성학 시험의 중요한 부분이며, 병리학적 연구는 유해한 영향과 표적 기관을 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다. 병리학적 검사에는 육안해부학적 검사와 조직병리학적 검사가 포함됩니다.
총체적인 해부학
실험동물을 희생시킨 후 30분 이내에 흉부 및 복부장기 복합적출법을 이용하여 해부하였다.
해당 기관의 모양, 표면 상태, 색상, 테두리, 크기, 질감 및 단면을 관찰합니다.
지정된 장기의 무게를 측정하고 장기 계수를 계산합니다.
실험실 동물의 병리학적 해부학에 대한 표준 작업 절차
1. 동물을 해부판에 고정한 후 목(귀밑샘, 림프절 등)을 해부합니다.
2. 가슴과 허리 피부의 한쪽을 잡고 복부를 열어 절개부위(복부내장기)를 확장시킵니다.
3. 개흉술(흉부내장, 혀와 목, 기관, 갑상선 등)
4. 왼쪽 뒷다리(근육 등), 두피, 귀를 떼어내고 두개골을 열어 척수를 노출시킵니다.
조직병리학적 검사
날카로운 칼을 사용하여 지정된 장기나 조직을 잘라서 부분을 통일합니다.
조직 블록은 일반적으로 10% 포름알데히드 용액 부피의 10배로 고정한 후 일상적으로 준비합니다(조직 파라핀 포매, 절편 및 HE 염색).
병리학적 진단을 위해 현미경으로 관찰하고 기록합니다.
5. 독성학 실험 결과의 통계적 분석
결과의 통계적 분석
각 치료군과 음성 대조군 간의 쌍별 비교 및 다중 치료군과 음성 대조군 간의 비교
용량-반응 관계 및 용량-반응 관계
품질 관리 차트
독성학 시험 결과를 평가할 때 대답해야 할 질문
통계적으로 유의미한가요?
생물학적으로 중요한가요?
독성학적 의미가 있는지, 즉 유해한 영향을 미치는지 여부
생물학적 중요성을 결정할 때 고려해야 할 문제
종단적 비교: 이 매개변수의 변화에 대한 용량-반응 관계가 있는지 여부.
수평적 비교: 이 매개변수의 변화가 다른 관련 지표의 변화를 동반하는지 여부.
처리군과 대조군의 평균 차이는 검출오차의 2배 이상이다.
생물학적 중요성을 결정할 때 고려해야 할 문제
과거대조군과의 비교 : 실험동물 기준정규값은 최근 본 연구실에서 동일한 실험동물 종, 동일 용매를 사용하여 실시한 10회 이상의 독립적인 실험의 음성대조 결과로 구성되며, 그 평균은 ±1.96×기준이다. 오류는 기준값 범위로 사용됩니다. 음성 대조군은 과거 대조군 평균의 ±3× 표준 오차 내에 있어야 합니다.
처리군에서 특정 관찰값을 대조군과 비교하면 그 차이가 통계적으로 유의하며, 다음 조건 중 하나에 해당하면 정상적인 기준값 범위를 초과한 것으로 간주할 수 있어 유해한 영향을 미친다.
①값이 정상적인 기준값 범위를 초과했습니다.
②값이 정상 기준값 범위 내에 있으나, 접촉 정지 후에도 일정 시간 차이가 지속됨
③ 수치는 정상 기준치 범위 내에 있으나, 신체가 기능적, 생화학적 스트레스를 받는 상태일 경우 그 차이는 더욱 뚜렷해집니다.
독성시험 결과의 통계적 유의성과 생물학적 유의성
6. 독성학 실험의 품질 관리
우수 실험실 관리 기준(GLP)
의약품, 식품첨가물, 농약, 화장품, 기타 의약품의 독성평가를 위하여 제정된 관리규정입니다.
실험 계획, 실행, 감독, 기록 및 파일 관리를 포함하여 인간 건강 및 환경과 관련된 비임상 안전 연구에 대한 완전한 조직 관리 시스템을 규정하는 규정 문서입니다.
국내외 GLP 발전 이력
선진국들은 1960년대와 1970년대에 공식적으로 GLP를 개발하고 시행하기 시작했습니다.
GLP 시스템을 시행한 국가로는 미국, 일본, 영국, 독일, 네덜란드, 스웨덴, 스위스 등이 있습니다.
1980년대 후반에 우리 나라는 의약품 및 기타 관련 제품과 독극물에 대한 GLP 연구 및 구현 작업을 연속적으로 수행했습니다.
목적과 의미
과학기술인력의 연구활동을 조직하고 관리하는 것을 목표로 함
실험 데이터의 품질 및 타당성 향상을 위한 연구자 육성
실험 데이터의 국제적 상호인정 촉진
불필요한 실험 중복 방지 및 자원 낭비 감소
실험 결과의 신뢰성, 무결성 및 반복성을 보장합니다.
기본 내용
조직 및 인력 요구사항
실험 시설, 장비, 장비 및 실험 재료에 대한 요구 사항
표준 운영 절차(SOP)
연구 작업 수행 과정에 대한 요구 사항
아카이브 및 관리 요구 사항
연구실 자격인증 및 감독검사
SOP-표준 운영 절차
그 목적은 작업 재현성과 결과 신뢰성을 보장하는 것입니다.
교육 및 훈련을 받은 인력이 SOP에 따라 테스트를 수행하면 테스트 작업 및 작업 결과의 재현성이 향상됩니다.
동일한 연구기관이나 연구실에서 서로 다른 사람이 SOP에 따라 작업과 테스트를 수행하면 보다 일관된 결과를 보장할 수 있습니다.
조직 시스템
품질 보증 단위(QAU—품질 보증 단위)
QAU는 업무가 GLP 사양을 준수하는지 확인하는 책임을 맡은 검사 기관 내의 부서 또는 조직을 의미합니다.
QAU는 GLP 구축의 핵심입니다. 다양한 특정 작업에 대한 좋은 실험 계획과 SOP가 있다고 해서 반드시 고품질 테스트 결과가 보장되는 것은 아닙니다.
프로젝트 리더(SD-Study Director)
특정 연구 또는 검사 업무를 조직하고 수행하는 책임을 맡은 사람을 말합니다. SD는 검사기관의 구체적인 조직관리의 핵심인물이다. 폭넓은 지식구조와 풍부한 업무 경험을 보유하고 있습니다. SD의 재배와 품질은 GLP 실험실에 매우 중요합니다.
독성학 실험 설계의 품질 관리
생체 내 독성학 실험 설계의 핵심 포인트
생체 내 독성학 테스트를 위한 용량 그룹화
각 그룹의 동물 수
시험기간
체외 독성학 테스트 설계
시험물질의 용해도를 시험한다
테스트할 최고 용량 권장 사항(10mmol/L 또는 5mg/ml)
대사 활성화(PCB 1254 전처리된 수컷 성체 쥐 간 균질액 90000g 원심 상층액(S9) 및 NADPH 재생 시스템)
독성학 실험 수행 중 품질 관리
실험실 운영 절차 및 관리
시약 관리
기기 관리
환경 관리
실험동물 관리
블라인드 관리
품질 관리 차트
독성 실험 결과 분석의 품질 관리
실험 데이터의 통계 분석
실험 결과 평가
생각하는 질문
만성독성시험은 주기가 길고, 많은 동물을 소모하며, 인력과 물적 자원이 많이 소요되기 때문에 만성동물시험의 신뢰성을 어떻게 확보할 수 있을까요?
실험실 품질 관리는 테스트의 성공과 실험 데이터의 과학성 및 정확성을 보장하기 위한 전제 조건입니다.
만성독성시험은 GLP(Good Laboratory Practice)에 따라 관리되어야 합니다.
합리적인 실험 설계, 동물 선택 및 관리, 시험 물질의 준비 및 관리, 실험 운영, 시험 조건 제어 등이 포함됩니다.