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小柴不拆
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[交流]
動物建模 | 關于動脈粥樣硬化的建模方法研究 已有1人參與
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動脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)作為一種慢性炎癥性疾病，是由多種因素共同作用引起的，發(fā)病機制復雜。構建AS動物模型對于探究AS的病因、發(fā)病機制、防治和藥物研發(fā)具有重要意義。目前有關AS的發(fā)病機制的假說有：脂質浸潤學說、鈣超載學說、內膜損傷學說、免疫反應學說等。雖然這些假說都從某一方面解釋了AS的發(fā)病機制，但這些假說并不能全面的闡述AS的發(fā)生、發(fā)展過程與機理。在AS的發(fā)展過程中，大量脂質在血管中積累，鈣質也在血管沉積從而導致血管鈣化、血管內皮損傷，此變化加劇了脂質的侵入和損傷，同時又有炎性因子引起的免疫反應，多種因素共同作用導致AS。因此，為了深入探究AS的發(fā)病機制，構建一個合適的AS動物模型是非常重要的。 圖片 實驗動物選擇 AS常用于研究該疾病的實驗動物有：豬、猴、家兔、鵪鶉、大鼠和小鼠等。鼠類因其體型小、生存能力強、繁殖迅速、獲取容易等優(yōu)勢一直被作為臨床試驗中應用范圍最廣、應用數(shù)量最多的實驗動物，尤其是ApoE基因敲除等轉基因小鼠被廣泛用于復制AS模型。其優(yōu)點為能自發(fā)形成AS，普食喂養(yǎng)便可形成嚴重的高脂血癥，高脂飲食喂養(yǎng)可加速斑塊的形成，且其斑塊的分布與人類AS的分布極為相似，但由于體型小、可獲得的血液樣本少等缺點無法進行類似多指標血液檢測等的實驗研究。由于大鼠具有應用范圍廣泛、體型較大、獲取容易、飼養(yǎng)方便、死亡率低、能夠獲取足夠的血液及其組織標本等特點，越來越多研究學者更傾向于用大鼠來建立AS模型. 方法盤點 單純高脂飼料建立AS模型 大部分AS模型的建立都是基于大量的脂質再結合其他方法共同構建模型，血漿膽固醇水平與AS的產生呈正相關。因此，建模時的高脂飼料配方多以高比例的膽固醇、豬油等作為脂質來源。高脂飼料配方多由1%~3%膽固醇、8%~10%豬油、0.2%丙基硫氧嘧啶、0.5%膽酸鈉、5%白糖、81.3%~85.3%普通飼料組成。純高脂飼料喂養(yǎng)法構建AS模型的方法優(yōu)點是操作相對簡單。成本也比較低廉，但缺點就是動物成模率較低，且造模周期也較長，無法形成穩(wěn)定的AS斑塊。因此大多數(shù)實驗研究更傾向于在高脂飼料喂養(yǎng)的基礎上聯(lián)合應用其他損傷操作，達到構建模型更好更快的目的。 高脂飼料聯(lián)合維生素D建立AS模型 有研究者采用含1％膽固醇高脂飼料聯(lián)合維生素D3(700 000 U／kg) 的制備方法于飼養(yǎng)6周后成功建立穩(wěn)定、可重復的AS模型。另有研究者以高脂飼料為誘導聯(lián)合腹腔注射維生素D3注射液，6周后成功復制AS大鼠模型。AS模型大鼠的主動脈內皮細胞增殖，泡沫細胞堆積，主動脈內膜介質明顯厚于正常組的主動脈內膜，與正常組大鼠的AS病變比較，AS模型組病變明顯增加。 使用維生素D配合制備AS模型的方法有多種。常用腹腔注射法、灌胃或直接大劑量添加到飼料中，可根據(jù)不同的實驗需求和目的自行選擇。高脂飼料喂養(yǎng)結合維生素D3，復制模型的實驗方法優(yōu)點是實驗操作比較簡單，大鼠的整個AS發(fā)生發(fā)展過程比較穩(wěn)定．這種方法比較好地彌補了AS病變過程中里只有膽固醇沉積而缺少鈣沉積的缺點，是一種比較有效且常見的AS模型復制方法。 但是，采用此方法制備AS模型時對于維生素D的給藥劑量及給藥周期要求比較嚴格，給藥劑量太高或者過低都不利于模型的成功復制。劑量過高會導致大鼠厭食嚴重、體型消瘦、體重減輕甚至死亡，過低又不易形成AS典型病理狀態(tài)，因此。在造模過程中應密切觀察動物的精神狀態(tài)、飲食情況和體重變化，結合自身的實驗需求進行復制模型。但此造模方式耗時較長，要保持足夠的耐心。 高脂飼料聯(lián)合免疫炎癥建立AS模型 有研究者利用大鼠腹腔注射維生素D3和卵清白蛋白致敏，造成大鼠免疫炎癥，高脂飼料喂養(yǎng)14周后大鼠主動脈出現(xiàn)AS斑塊。但此方法尚在起步階段，許多方面不成熟，且此方法難免會對動物產生免疫損傷等不良反應。原理基于ROSS于1999年提出AS是一種炎癥性疾病，炎性細胞通過吞噬作用清除脂質物質，同時形成泡沫細胞，并形成脂質沉積核心，引起AS斑塊的形成。 機械損傷法建立AS模型 1.球囊損傷術 球囊損傷術是制備血管損傷后再狹窄模型的常見方法，此方法的主要操作是將一定直徑大小的球囊放入動脈血管后充盈球囊，通過反復拖拉充盈后的球囊造成動脈血管內皮細胞損傷，造成內皮細胞的即刻脫落，彈力板及中膜嚴重損傷。引起局部血管狹窄。有研究者將高脂飼料喂養(yǎng)、維生素D，腹腔注射和球囊損傷術聯(lián)合應用建立大鼠AS模型，給予大鼠1次性腹腔注射維生素D400 000 U／Kg，高脂喂養(yǎng)7d后進行球囊手術，6周后造模成功。 進行球囊損傷手術時需要注意選擇內徑大小適宜的球囊，牽拉過程中速度、力度的把握以及對球囊擴張壓力的控制。球囊擴張?zhí)^、來回牽拉太快或操作人員用力過大都會容易造成動脈的破裂，過度損傷；反之擴張不夠、牽拉過于緩慢又不能造成有效的內膜損傷，所以建立成功的AS模型，球囊損傷術對操作人員技術要求比較高。在球囊損傷手術之后的3～5 d需密切觀察動物狀態(tài)，還需腹腔注射青霉素鈉防止術后感染，造成不必要的死亡與損傷。 2.電擊損傷術 此方法原理為通過一定的電擊刺激可引起血管內膜損傷，激活血小板，血小板聚集后會釋放出一些活性物質，這些物質則會促進內皮細胞損傷，使其損傷加重，隨著時間的延長，可形成明顯的AS斑塊。有研究者利用高脂飼料及頸動脈電擊損傷聯(lián)合作用制備AS模型．通過對影響因素的多次實驗篩查，最終大鼠高脂飲食聯(lián)合腹腔注射維生素D，加頸動脈電擊損傷(1 mA、5 min)復合因素所致的AS模型建立成功。 此手術方法對于電流強度與電擊時間要求比較嚴格，電流強度過大時容易造成動脈血管壁出現(xiàn)比較明顯的焦灼痕且容易導致動脈穿孔。電擊造成的損傷嚴重破壞動脈血管壁結構，導致大鼠死亡率增高．這也是大多數(shù)研究者不常采用此方法的原因之一。 3.動脈鉗夾術 手術動脈鉗夾法的原理是機械壓迫阻斷動脈正常供血，導致局部血管缺血缺氧，頸動脈內膜損傷，引發(fā)炎性反應，進而促進AS的發(fā)生。有研究者使用血管鉗夾住大鼠一側頸動脈20 min，手術后以高脂飲食喂養(yǎng)，6周時大鼠動脈內膜便有明顯增厚，大量泡沫細胞聚集的現(xiàn)象，10周時形成典型纖維帽．成功建立大鼠AS模型。此方法建立AS大鼠模型的優(yōu)點在于能夠人為控制AS的形成或病變部位．比較有利于對AS的并發(fā)癥腦卒中的研究，但此種造模方法的缺點是對實驗人員的操作技術要求較高，且手術中的不穩(wěn)定因素較多，在大鼠造模中的個體差異較大，不易形成穩(wěn)定的AS病變和統(tǒng)一的AS模型。 ApoE基因敲除小鼠構建AS模型 血脂異常是AS的主要危險因素，ApoE是血漿脂蛋白的重要成分，對脂質的運輸和代謝發(fā)揮重要作用。有研究者用飼養(yǎng)8周齡的載脂蛋白E基因敲除雄鼠給予高脂飼料（脂肪15%、膽固醇1.25%、0.5%膽酸鹽）飼養(yǎng)8周，表現(xiàn)為TG、TC、和LDL-C顯著升高（p＜0.05），HDL-C（p＜0.05）顯著降低，主動脈形成明顯的AS斑塊。 效果評價 從AS的發(fā)病機制出發(fā)，脂類沉積、血管鈣化、炎癥、免疫機制或機械損傷引起內膜受損是建立大鼠AS模型的前提．各種構建AS動物模型的方法在模型形成時間、動脈硬化程度及病變發(fā)展上都有所不同。應根據(jù)研究目的來選擇。 就以上所述的幾種建模方法而言，純高脂飼料喂養(yǎng)很難導致AS病變，且造模周期較長；高脂飼料結合維生素D誘導只是導致大鼠形成AS早期的病理狀態(tài)．并沒有形成成熟的與人類病變相似的AS斑塊；大鼠高脂飼料喂養(yǎng)及維生素D損傷的同時，結合手術機械損傷作用可形成與人類AS相似的較成熟的AS斑塊�；趯poE基因敲除小鼠AS模型的構建及相關研究，有利于更深入的研究疾病的發(fā)生機制。 隨著研究學者們對AS的不斷深人了解與探究，相信一定會有一種比較完美的規(guī)范的與人類病理狀態(tài)相似的動物AS模型。 來源： [1]梁璐,洪瑞云,周敏,張毅,鄒海林,鐘一鳴,王烈峰.ApoE基因敲除小鼠動脈粥樣硬化模型構建[J].贛南醫(yī)學院學報,2017,37(03):337-342+364. [2]王淑琪,李慧,楊曉強,白云綺,林繄依,高照,孫克寒,聶波.建立大鼠動脈粥樣硬化模型的研究進展[J].中國醫(yī)藥導報,2020,17(12):45-48+68. |
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