高脂血癥動(dòng)物模型的研究進(jìn)展

趙嚴(yán) 胡國勇 柯愛武 王興鵬

·綜述與講座·

高脂血癥動(dòng)物模型的研究進(jìn)展

趙嚴(yán) 胡國勇 柯愛武 王興鵬

高脂血癥是由于脂肪代謝或運(yùn)轉(zhuǎn)異常使血漿中一種或幾種脂質(zhì)高于正常的癥狀。流行病學(xué)調(diào)查及研究表明，高脂血癥是誘發(fā)動(dòng)脈粥樣硬化、冠心病、高血壓、糖尿病、胰腺炎、癌癥等多種疾病的主要危險(xiǎn)因素之一[1-2]。目前高脂血癥相關(guān)研究正成為熱點(diǎn)，獲得理想模型動(dòng)物有助于深入開展高脂血癥在上述疾病中作用機(jī)制的研究。本文總結(jié)國內(nèi)外高脂血癥模型常用動(dòng)物及造模方法，為高血脂癥研究提供參考。

一、動(dòng)物的選擇

用于建立高脂血癥模型的動(dòng)物，在血清脂蛋白構(gòu)成上、肝臟膽固醇與脂蛋白代謝酶的調(diào)節(jié)方面，應(yīng)盡可能地與人相近[3]。為此適宜選作高脂模型的動(dòng)物有：地鼠、豚鼠、懸猴、非洲綠猴、恒河猴、狒狒、豬等[4]。

1．大鼠：大鼠是目前使用最多的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，價(jià)格低廉，便于飼養(yǎng)，取血方便，有明確的遺傳背景。但大鼠血漿中低密度脂蛋白膽固醇(LDL)與高密度脂蛋白膽固醇(HDL)比例與人類差距較大[5]，肝臟游離膽固醇/ 酯化膽固醇值明顯低于人類[6]，血漿膽固醇酯轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(CETP) 的活性僅為人類的14%[7];且大鼠具有對(duì)抗動(dòng)脈粥樣硬化形成的能力[8]。故在國外應(yīng)用高脂血癥大鼠模型呈逐漸減少的趨勢(shì)。

2．小鼠：小鼠價(jià)格便宜，采樣較方便，但采血量少。由于小鼠內(nèi)源性膽固醇合成量和血漿清除率大于人類很多倍，血漿中不含CETP[9]，而HDL、LDL的濃度相對(duì)較高，膽固醇不能在肝臟淤積形成脂肪肝，所以小鼠對(duì)攝入高脂和高糖食物的反應(yīng)并不敏感。

3．金黃地鼠：金黃地鼠來源廣，飼養(yǎng)容易，膽固醇吸收快，脂質(zhì)代謝與人有許多相似之處，尤其是雄性金黃地鼠的內(nèi)源性膽固醇肝外組織合成比例與人類極為相近[10]，是一種較好的高脂血癥模型。但其尾部采血困難，性情不如大鼠、小鼠溫順。

4．豚鼠：豚鼠性情溫順，易于飼養(yǎng)，采血方便,量大，血脂代謝與人類甚多相近，如血清膽固醇大部分由低密度脂蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)[11],更重要的是豚鼠對(duì)飲食、藥物等因素的反應(yīng)主要是通過調(diào)節(jié)LDL水平來實(shí)現(xiàn)[12],與人類的反應(yīng)相似[13]。由此可見，豚鼠可能是非常理想的模型動(dòng)物。

5．其他動(dòng)物：文獻(xiàn)還有兔、鵪鶉、猴、雞、鴿子以及貴州小型豬制備高血脂癥模型的報(bào)道。

二、高脂血癥動(dòng)物模型的誘導(dǎo)

目前高脂血癥動(dòng)物模型誘導(dǎo)的方法主要有先天性、轉(zhuǎn)基因和化學(xué)物質(zhì)3種[14]。前2種由于來源困難和代價(jià)昂貴，限制了其應(yīng)用；化學(xué)物質(zhì)的誘導(dǎo)最為廣泛。它主要包括兩類，一類是通過靜脈或腹腔一次性注射化學(xué)試劑形成的模型，另一類是利用高脂食餌飼喂或灌胃一段時(shí)間后形成，該法又稱喂養(yǎng)法，目前最為常用。

1．先天性動(dòng)物模型：由于乳汁中脂肪含量高，甲狀腺功能尚不健全，一般乳幼大鼠血清總膽固醇(total cholesterol,TC)高于成年大鼠的2～3倍，故選出生25 d左右乳幼大鼠[15]，在不脫離母鼠乳汁喂養(yǎng)情況下，可以作為觀察藥物降低TC作用的模型。St. Thomas ?s Hospital兔因載脂蛋白B異常增多，導(dǎo)致低密度脂蛋白、極低密度脂蛋白增加，作為自然缺陷的高血脂癥兔與人類家族混合性高脂血癥和高載脂蛋白B脂蛋白血癥相似，可用于這兩種脂質(zhì)代謝紊亂研究[16]。

2．轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型：轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型是通過不表達(dá)或過量表達(dá)基因來表現(xiàn)各種疾病癥狀。優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型具備穩(wěn)定的高脂血癥，可涉及相應(yīng)受體、載脂蛋白、與脂質(zhì)代謝有關(guān)的酶和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白等3類脂質(zhì)代謝蛋白[17]。北京大學(xué)心血管研究所劉國慶等與加拿大學(xué)者一起成功建立了脂蛋白酯酶基因敲除C57BL6小鼠，由于體內(nèi)缺乏脂蛋白酯酶作用，在哺乳后發(fā)生CM和VLDL的蓄積，出生后48 h內(nèi)即全部死亡。因此，LPL(-/-)仔鼠于出生12 h內(nèi)必須用體細(xì)胞基因轉(zhuǎn)移LPL447才能成活，至成年表現(xiàn)為極度高三酰甘油和自發(fā)性胰腺炎，與人類脂蛋白酯酶缺陷一致，而脂蛋白酯酶缺陷的雜合子鼠有中度高脂血癥[18]。ApoE是CM、VLDL、中間密度脂蛋白和部分HDL的結(jié)構(gòu)蛋白，ApoE變異或缺乏往往會(huì)導(dǎo)致血脂紊亂和動(dòng)脈粥樣硬化。Groot等[19]將ApoE*3 Leiden(ApoE3的一種變異體)顯微注射入具有相同遺傳背景(C57BL/6JxCBA/J)交配產(chǎn)生的受精卵雄性原核中，其繁殖的轉(zhuǎn)基因首建鼠與C57BL/6J小鼠交配產(chǎn)生轉(zhuǎn)基因小鼠。該小鼠模型可用來研究環(huán)境因素和基因因素對(duì)高脂血癥胰腺炎的影響，也可用于篩選調(diào)節(jié)血脂和抗動(dòng)脈粥樣硬化藥物。琦祖和等[20]以人的突變性基因載脂蛋白2APoE7基因制備了ApoE72Tg小鼠，其特點(diǎn)是TC和三酰甘油均升高。

3．化學(xué)物質(zhì)誘發(fā)的動(dòng)物模型：動(dòng)物品種、年齡、性別不同，造模效果也不盡相同。一般而言，雄性動(dòng)物較雌性動(dòng)物容易形成高脂血癥。所以目前復(fù)制高脂動(dòng)物模型大多選用雄性動(dòng)物。喂養(yǎng)法形成的高脂動(dòng)物模型可分為外源性和內(nèi)源性兩類。

外源性模型主要是直接給動(dòng)物飼喂含有高TC、高三酰甘油的高脂食餌引起動(dòng)物脂代謝紊亂；內(nèi)源性模型通過在食物中加入能促進(jìn)肝臟合成TC或三酰甘油的物質(zhì)而產(chǎn)生高脂血癥。大鼠高脂飼料主要由基礎(chǔ)飼料、TC、蛋黃粉、豬油按一定比例配制而成，如：86%～89%基礎(chǔ)飼料、1%～4%膽固醇、0.2%甲基硫氧嘧啶、10%豬油；85%基礎(chǔ)飼料、10%蛋黃粉、5%豬油、0.5%膽鹽等[21]。為增強(qiáng)效果，還可加入膽酸鹽或丙基硫氧嘧啶等物質(zhì)。高脂飼料中脂類物質(zhì)含量越高，造模所需天數(shù)就越短，且配方中的膽鹽可以促進(jìn)機(jī)體膽固醇的吸收。缺點(diǎn)是造模周期較長，動(dòng)物進(jìn)食量不易精確掌握，停止喂飼后個(gè)別指標(biāo)反彈，動(dòng)物易出現(xiàn)“厭食”情況等，且高脂飼料脂肪含量高、不易儲(chǔ)存。小鼠高脂飼料配方有：(1)3%膽固醇、10%豬油、10%蛋黃、0.2%膽酸和77%基礎(chǔ)飼料[22]，喂養(yǎng)；(2)2 g丙硫氧嘧啶、20 g豬油、10 g膽固醇、吐溫-80和丙二醇各20 ml、10%去氧膽酸鈉水溶液20 ml，灌胃[23]；(3)1 g丙硫氧嘧啶、20 g豬油、10 g膽固醇、10%去氧膽酸鈉20 ml、吐溫-80 5 ml，灌胃[24]。金黃地鼠和豚鼠喂飼以含蛋白質(zhì)25%、脂肪20%、膽固醇0.2%的高脂飼料，4周后其血清TC、三酰甘油均達(dá)到穩(wěn)定的較高水平[25]。

三、展望

要建立合理且實(shí)用的高脂血癥動(dòng)物模型，在動(dòng)物選擇上,應(yīng)盡可能與人類相似；其次，動(dòng)物應(yīng)較容易飼養(yǎng)、取材方便、指標(biāo)檢測(cè)易行，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)等客觀條件。雖然高脂血癥動(dòng)物模型制備已經(jīng)取得較大進(jìn)展,但仍需要改善：(1)建立更加符合人類疾病特點(diǎn)模型。人類高血脂癥是多因素導(dǎo)致的疾病,只有把環(huán)境因素與基因改變有機(jī)結(jié)合起來才能更好地研究。目前轉(zhuǎn)基因模型技術(shù)的發(fā)展為其提供了可能，但多個(gè)基因協(xié)同改變的動(dòng)物模型尚未成熟。(2)動(dòng)物模型是否能夠與對(duì)疾病認(rèn)識(shí)同步。血脂異常是當(dāng)今醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn),伴隨新概念、新理論和新技術(shù)的不斷出現(xiàn),對(duì)模型的要求也要隨之改變。相信在以后的研究中，會(huì)有更多理想的高脂血癥模型動(dòng)物，為人類認(rèn)識(shí)高脂血癥、預(yù)防控制高脂血癥及其并發(fā)癥提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)和思路。

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2010-12-30)

(本文編輯：屠振興)

10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2011.04.023

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