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當前專題

Paigen飼料介紹和使用注意點
Usage of Paigen diet or modified Thomas-Hartroft diet

Paigen飼料(Paigen diet)在肥胖模型高血脂模型高膽固醇血癥模型動脈粥樣硬化、膽結石、血管內皮細胞損傷等疾病模型及其機制的研究中被廣泛使用。屬于西方飲食模型飼料

Paigen飼料包括日糧型Paigen飼料(又叫Modified Thomas-Hartroft diet)和純化型Paigen飼料。建議閱讀“Paigen(日糧型)模型飼料介紹和使用注意點”。這里我們來介紹純化型。

一、Paigen飼料的誕生和特點


在Paigen飼料誕生之前,在大鼠和小鼠中研究動脈粥樣硬化或者復制動脈粥樣硬化模型,所采用的飼料是高脂肪、高膽固醇、添加膽酸的飼料,最常用的是用Thomas-Hartroft飼料。

到1985年,Paigen課題組介紹了他們的方法是,用Thomas-Hartroft飼料(Thomas-Hartroft diet)與日常喂養的繁殖期標準飼料以1:3的比例,所形成的混合飼料中脂肪為15%,膽固醇為1.25%,膽鹽為0.5%。在后來其他研究者廣泛使用了這種方法復制動脈粥樣硬化模型,并稱之為Paigen diet。

這種方法對于研究者來說,非常麻煩,原因是,需要購買Thomas-Hartroft飼料和標準飼料,并且需要對兩種飼料進行混合。后來,Paigen課題組也遇到了新的問題,他們在用這樣的方法復制的動脈粥樣硬化模型中研究基因表達時,發現基因表達的差異與飼料質量不穩定有關,他們認為最大的問題出在日常喂養的標準飼料方面,這種飼料所用的原料是天然日糧,其中的成分具有不確定性,特別是不同批次的原料之間差異大,這就使得混合而成的動脈粥樣硬化模型飼料的質量波動太大,影響研究結果。因此,應當廢棄原先的按比例稀釋的方法,用純化的原料直接配制出模型飼料,這樣的飼料才能做到成分明確、含量穩定。

讓Paigen課題組下決心配制這樣的飼料,還有一個重要原因是,用以往方法配制出的動脈粥樣硬化模型飼料在喂養小鼠期間,大約在3周左右即可出現肝臟腫大、脂肪肝和膽結石。因此,應當尋求脂肪肝和膽結石發生率低但動脈粥樣硬化發生率高的動脈粥樣硬化飼料。

要在以往配比的基礎上直接配制出動脈粥樣硬化模型飼料并不難,有先前的飼料配比為參考,并且脂肪類型也清楚。因此,研究的關鍵是,怎樣讓配制出的飼料能夠達到脂肪肝和膽結石發生率低但動脈粥樣硬化發生率高。從先前的研究已經知道之所以造成動物發生脂肪肝和膽結石,原因與高膽固醇血癥和高膽鹽有關,而飼料中高膽固醇和添加膽鹽恰恰是動脈粥樣硬化模型必備的條件。因此,Paigen團隊把研究的關鍵點放在優化飼料中膽固醇和膽汁酸的含量上,通過對飼料中的膽固醇和膽酸進行不同含量的喂養試驗,找出飼料中膽固醇和膽酸含量的最佳配比:使喂養的動物發生動脈粥樣硬化發生率最大化而脂肪肝的程度和膽結石發生率最小化。

在研究中,喂養試驗采用的動物是C57BL/6J(B6)小鼠和C3H小鼠,這是基于以往研究已知C57BL/6J小鼠對膽固醇敏感,容易形成動脈粥樣硬化,而C3H小鼠對膽固醇不敏感.不容易形成動脈粥樣硬化。

研究結果如愿以償。所提出的飼料中脂肪、膽固醇和膽汁酸的最佳配比至今一直在廣為采用。

二、選用Paigen飼料應當注意的方面


(1) Paigen飼料是適用的動物和模型: 從上面的介紹已經知道,這種飼料是針對大鼠和小鼠的動脈粥樣硬化模型飼料。

(2)Paigen飼料中之所以要添加膽鹽,是因為大鼠和小鼠對膽固醇的吸收率很低、對血液膽固醇的清除較快,而膽酸是起到增強膽固醇吸收和抑制膽固醇的清除,從而升高血液膽固醇濃度。對于實驗動物用的兔等動物,膽固醇不是飼料中的必然成分,對膽固醇的吸收率高,因此,無需添加膽酸。

(3)Paigen飼料是在對動脈粥樣硬化發生率最大化,而對膽結石和脂肪肝程度最小化情況下篩選出來的模型飼料。因此,在復制脂肪肝模型和膽結石模型時,飼料組成需要修改,這可參考Paigen課題組的研究結果。

(4)不僅脂肪含量是關鍵之一,而且脂肪種類也特別重要。

(5)由于Paigen飼料中添加了膽鹽,這對肝臟功能發揮的影響明顯,例如,引起肝臟中相關代謝的基因表達產生廣泛性影響。因此,當研究中涉及到 肝臟的生物化學和分子生物學分析時,應當小心。

(6)大鼠或者小鼠的動脈粥樣硬化處于脂斑和脂紋期(fatty streak),但是,不會進展到纖維斑塊期(fibrous plaque)和粥樣斑塊期(atheromatous plaque)。因此,想通過延長喂養時間讓大鼠或者小鼠中形成類似動脈粥樣硬化病人中典型的粥樣硬化斑塊,是不可行的,原因并不在于飼料,而是動物本身的特點所決定的。

(7)如果希望復制動脈粥樣硬化的并發癥模型,例如冠心病模型、心肌梗塞模型、腎梗塞模型、血栓等,應當考慮使用Thomas-Hartroft飼料(Thomas-Hartroft diet)



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