动物造模,动脉粥样硬化动物模型 zi-bio 2023-11-23 696

　　饮食诱导法

　　不同动物对胆固醇的反应是完全不同的，其中以家兔对胆固醇的反应*为敏感，而啮齿类动物(如小鼠、大鼠)对胆固醇几乎不反应。1908年，俄国病理生理学家Ignatowski用富含动物蛋白的饮食饲喂家兔，以此诱导动脉粥样硬化病变，开启了动脉粥样硬化实验研究的新时代。因而，家兔是饮食诱导研究动脉粥样硬化的理想动物模型。

　　【造模机制】动物机体脂质代谢紊乱，血脂升高，容易引起血管内皮损伤，导致血管内皮功能紊乱、通透性增高，*终导致血管壁的脂质浸润、形成动脉粥样硬化。因此，通过给实验动物饲喂高脂、高胆固醇饮食，出现高脂血症，进而诱导其主动脉及冠状动脉逐渐形成粥样硬化斑块。在高脂、高胆固醇饮食中加入少量胆酸盐，可以增加胆固醇的吸收；加入甲状腺抑制药物如甲基硫氧嘧啶、丙基硫氧嘧啶，可进一步加速动脉病变的形成。

　　【造模方法】

　　家兔：选用4月龄左右雄性日本大耳白家兔或新西兰家兔，给予含0.3％胆固醇饮食(建议饮食中胆固醇水平小于0.6％)，可使家兔血浆胆固醇迅速升高，6周后家兔主动脉弓可出现明显动脉粥样硬化斑块。随着饲喂时间延长，可诱导家兔胸主动脉、腹主动脉、冠状动脉出现粥样硬化斑块。

　　小型猪：选用3～6月龄小型猪。致动脉粥样硬化饮食配方：胆固醇1.5％～2％，牛油10％，花生油6％。胆盐0.5％～1％，基础料82％～83％。通常按体重3％饲喂小型猪。

　　大鼠：含胆酸和硫脲嘧啶的高脂、高胆固醇饮食诱导大鼠产生高脂血症及动脉粥样硬化。此外，给大鼠饲喂高胆固醇饮食，同时给予大量维生素D2能使血浆胆固醇水平升高，主动脉和冠状动脉出现粥样斑块。

　　小鼠：选用6～8周C57BL/6小鼠，用含胆固醇1.25％、胆酸0.5％和脂肪15％的饮食饲喂10周，能诱导出动脉粥样硬化早期病变。

　　其他动物：选用4～8周家鸡，给予高胆固醇(1％～2％)、高脂肪(5％～10％猪油)饮食，经过6～10周，胸主动脉粥样斑块发生率达100％。鸽子每天饲喂胆固醇3g/kg，加甲基硫氧嘧啶0.1g，可以产生比较明显的粥样斑块。

　　【模型特点】

　　家兔：高脂饮食中胆固醇含量达0.2％～2.0％，就可使家兔血浆中胆固醇浓度迅速升高，出现高胆固醇血症，启动动脉粥样硬化的发生发展。随着饮食中胆固醇含量增加及喂养时间延长，家兔动脉壁的斑块逐渐增大。但是，饮食中胆固醇含量越高毒性也越大。一般而言，用0.3％胆固醇饮食饲喂家兔，2周后家兔血浆胆固醇水平可以达到400～500mg/dl，血管内皮下细胞外脂质开始沉积，单核细胞和巨噬细胞浸润并出现脂滴；4～8周时，家兔血浆胆固醇水平上升到800～1200mg/dl，主动脉出现脂肪条纹，内含由巨噬细胞转化的泡沫细胞；12～16周时，脂肪条斑变成由细胞内外脂质沉积形成的复杂纤维斑块，平滑肌细胞也转化为泡沫细胞，胶原纤维合成增加，胆固醇结晶体析出。28周以后，家兔主动脉可逐渐形成粥样斑块并呈现复合性病变；冠状动脉出现明显病变。图5-1/文末彩图5-1示0.3％胆固醇饮食诱导家兔16周后动脉粥样硬化病变情况。

　　猪：生理和解剖与人类有一定相似性。随着年龄的增长，可自发轻度动脉粥样硬化，通常以高胆固醇饮食来加速动脉粥样硬化的发生。高脂、高胆固醇饮食诱发动脉粥样硬化病变主要发生于腹主动脉，这点与小鼠和家兔不同。高脂、高胆固醇饮食饲喂4～12个月，主动脉脂肪条纹病变进展主要表现为内膜隆起高度、病变范围、血管壁厚度逐渐增加。主动脉纤维斑块病变进展表现为斑块范围的扩大、隆起高度增加。猪动脉粥样硬化脂纹期短暂，很快发展为较厚的纤维斑块。8个月左右出现脂质核，12个月左右出现钙化灶和胆固醇结晶，伴有中膜平滑肌变性、坏死和增生等病变。

　　大鼠：血浆中不含胆固醇酯转移蛋白(cholesteryl ester transfer protein,CETP)，血浆胆固醇水平较低。大鼠对饮食中的胆固醇不敏感。单纯高胆固醇饮食不易升高大鼠血浆胆固醇，很难诱导动脉粥样硬化。即使长期给予高胆固醇饮食，大鼠也只能形成中度动脉粥样硬化病变，这就限制了大鼠在动脉粥样硬化疾病研究中的应用。

　　小鼠：小鼠也缺乏CETP，由于高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL)水平和低胆固醇吸收率，大多数小鼠品系对饮食中胆固醇不反应，血浆胆固醇不升高，故很难诱导出动脉粥样硬化斑块。但是，近交系小鼠对饮食诱导的动脉粥样硬化则表现出一定程度的敏感性。用含胆固醇1.25％、胆酸0.5％和脂肪15％的饮食饲喂10种近交系小鼠，发现它们对动脉粥样硬化敏感程度从低到高排序如下：BALB/cJ<C3H/J<A/J<SWR/J<NZB/J<129/J<AKR/ J<DBA/2J<C57L/J<C57BL/6。单一胆固醇(含量0.5％～1％)饮食不能诱导小鼠产生有统计学意义的血脂变化及主动脉损伤，且单一胆酸(0.1％～0.5％)饮食也不能诱导小鼠血脂升高及主动脉损伤。可是，含1.25％胆固醇、0.5％胆酸的饮食能诱导 C57BL/6小鼠出现动脉粥样硬化病变，其早期斑块(脂肪条纹)在形态学上与人类斑块相似，但病情进一步发展之后，其病变部位仍然局限于主动脉弓部，且斑块不连续、特点不典型。

　　【模型评估和应用】家兔体型适中，脂蛋白组成和脂蛋白代谢特点与人相似，如血浆低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)含量高，肝脏能合成ApoB100，不能编码ApoB48 mRNA，血浆中富含 CETP，高胆固醇饮食容易诱发动脉粥样硬化病变。所以，家兔是饮食诱导动脉粥样硬化*常见的动物模型。然而，家兔动脉粥样硬化的特征与人类还是有些差别，如发病部位与人类不一样，家兔易发于主动脉弓和胸主动脉，而人类易发于腹主动脉；家兔不易发生并发症，而且病理损伤更接近于黄瘤病，这与人类不一样；另外，家兔属于草食性动物，对食物的利用和代谢也与人类存在差异。