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動脈粥樣硬化模型


動脈粥樣硬化模型飼料與模型方法綜述
Diet-induced Atherosclerosis

動脈粥樣硬化模型飼料的關鍵是迫使形成高脂血癥,繼而發生動脈粥樣硬化,但是,不同動物之間差別很大:

(1)不同的實驗動物對模型飼料的高脂肪或/高膽固醇的敏感性不同;

(2)很多實驗動物的血漿膽固醇在血漿脂蛋白中的分布與人類不同,研究結果很難用于解釋人類的動脈粥樣硬化與血漿脂蛋白或/和膽固醇的關系。

為幫助研究者了解不同動物的血脂代謝的特點及其與人類血脂代謝的異同點,我們進行了總結,請點擊“不同動物之間以及與人類血脂和脂蛋白代謝與轉運的比較”。

(3)小型嚙齒類動物(如正常基因背景的大鼠、小鼠)所形成的實驗性動脈粥樣硬化只能到達動脈粥樣硬化的早期(脂質條紋期)。

(4)地鼠和豚鼠的血漿膽固醇在脂蛋白中的分布比較接近人類,但是,很難形成動脈粥樣硬化。

(5)基因工程鼠可以形成類似人類動脈粥樣硬化的所有階段的表現,但是,要注意這種動物是基因異常動物,難以將研究結果推演到一般人群。

(6)禽(雞)或鳥(鴿)容易形成動脈粥樣硬化,但距離人類較遠。

(7)豬和非人靈長類(猴)是比較理想的動脈粥樣硬化模型復制比較理想的實驗動物。

在選擇動物和模型飼料方面都有要求,建議研究者首先閱讀南通特洛菲飼料科技有限公司的下面的綜述,然后從左側專題中根據動物點擊瀏覽。如果還有問題,歡迎聯系我們。

 

文獻綜述
www.ytdsyjtsc.com
2012年7月1日出版

動脈粥樣硬化模型與飼料

(Atherosclerosis and atherogenic diet )
南通特洛菲飼料科技有限公司技術部 綜述

【摘要】本文介紹了動脈粥樣硬化模型的建立方法,動物選擇應當注意的問題,其中,針對當前使用的模型飼料的效果和斑塊形成的情況,斑塊所處的部位進行了模型評估。研究者應當特別注意動脈硬化和動脈粥樣硬化的區別,合理地選擇動物和模型飼料。

【關鍵詞】動脈粥樣硬化;動脈硬化;模型飼料;實驗動物

動脈粥樣硬化(atherosclerosis)模型的目標是模仿人類動脈粥樣硬化的特點,一是動脈硬化(arteriosclerosis),二是形成斑塊。一般來說,動脈硬化容易實現,而是否有斑塊、斑塊是什么樣子,斑塊的成分如何,斑塊發生的部位在哪里,這些往往與人類的動脈粥樣硬化斑塊有很大的差別,因此,應當特別注意動物的選擇。正因為如此,下面,我們按照不同動物來進行介紹。在介紹之前,我們先看看動脈硬化和動脈粥樣硬化有什么不同。我們來看看。

一、動脈粥樣硬化造模失敗的常見原因

1.選擇動物品種或者品系不當,動物敏感性差。例如,品系選擇不當。

2.飼料配制發生錯誤或者伴有營養不良。一般是由于飼料配制不科學。

3.時間過短。動脈粥樣硬化需要一段時間才出現,時間過短時病理改變還沒有進展到粥樣硬化的地方。

二、動脈硬化模型與動脈粥樣硬化模型有什么不同

注意動脈粥樣硬化的英文是atherosclerosis,而動脈硬化的英文是arteriosclerosis,藐視相同,其實意義不同。動脈粥樣硬化是動脈硬化中的一種類型,關鍵是動脈壁上形成了損毀:斑塊。沒有斑塊形成的動脈硬化,當然就不屬于動脈粥樣硬化。動脈粥樣硬化的斑塊是一種與血脂異常及血管壁成分改變有關的斑塊,在人類,主要位于彈性動脈(大動脈)和較多彈性纖維的肌性動脈(中動脈),特征是血脂質沉積在動脈內膜,內膜灶性纖維性增厚(纖維帽),病灶深部為壞死組織和細胞外脂質。

明白了什么是動脈粥樣硬化,造模應當務必注意造模的目標是在大動脈形成“斑塊”,沒有“斑塊”當然就是造模失敗,充其量算是動脈硬化模型,而不是動脈粥樣硬化模型。

由于不同品種或者品系動物形成斑塊的能力不同,能力差的不能形成斑塊,如果沒有特殊措施,形成的往往是動脈硬化模型。所以,動物選擇很重要。

三、建立動脈硬化模型時動物的選擇

大鼠、大多數品系的小鼠、狗很難形成動脈粥樣硬化模型,主要原因是這些動物對抗動脈粥樣硬化有著“天然”的能力(天生不得這樣的疾病),如果你用這些動物建立模型,不管是高脂肪、高膽固醇,還是加用抗甲狀腺藥物,也無論是多長時間,試圖找斑塊,幾乎找不著,看到的是散在分布的脂肪沉著。正是這樣的原因,在文獻中不同作者采用英文表述時往往是含含糊糊的,有時用atherosclerosis(動脈粥樣硬化),有時用arteriosclerosis(動脈硬化)。無論如何,研究者應當注意,在這些動物上建立的模型,從嚴格意義上,屬于動脈硬化模型。

在小鼠中,C57BL/6相對敏感,在給以高脂肪、高膽固醇、膽酸飼料時形成的粥樣硬化斑塊位于主動脈根部和起始段。

很多研究采用兔來誘導動脈粥樣硬化模型,原因是兔對膽固醇敏感,但是,兔中出現的斑塊更像黃脂增生病(xanthomatosis),與人體的斑塊相差較大。有的研究中采用注射免疫原,造成的模型實際上更像動脈硬化的病理改變。

比較接近人的動脈粥樣硬化的,并且能夠形成斑塊的,是用雞、鴿子、地鼠、猴和豬來構建。其中,鴿子特別適合動脈粥樣硬化的細胞學、生物化學和基因方面的研究。

動脈粥樣硬化模型的難易程度和模型飼料方法的比較
動物
容易程度
說明
大鼠、小鼠
很難
飼料中增加脂肪含量,加膽固醇和膽酸,或者再加抑制甲狀腺(抗甲狀腺藥物)。
轉基因小鼠
容易
給LDL受體基因敲除,或者ApoE基因敲除等等的小鼠,飼料中增加脂肪含量,加膽固醇,膽酸可加、可不加
兔、鴿子、鵪鶉、猴、豬
容易
高膽固醇飼料,無需輔助

四、不同動物建立的動脈粥樣硬化模型

1. 用兔建立動脈粥樣硬化模型

用兔復制動脈粥樣硬化模型

兔是最早用以制造高膽固醇血癥和動脈粥樣硬化癥模型的動物,至今仍然多被采用。兔是食草動物,飼料中一般不含膽固醇,一旦飼料中給予膽固醇,對飼料中膽固醇的吸收率很高,可達75%以上,此外,對血膽固醇的清除能力低。因此,只要給兔的飼料中添加膽固醇,血漿膽固醇會快速升高,飼料中的膽固醇和血漿膽固醇濃度的劑量效應關系成線性升高,動脈粥樣硬化的形成速度也越快。

另一方面,我們廣大的研究者要注意的是,人體的血漿膽固醇升高并不完全是因為飲食高膽固醇所致,血漿膽固醇升高的罪魁禍首是飲食脂肪過高引起體內脂肪(脂質)代謝紊亂所致。事實上,兔的動脈粥樣硬化的另一個模型是無膽固醇高脂模型飼料,這其中,脂肪或脂肪酸的類型選擇非常關鍵。

因此,兔的動脈粥樣硬化模型飼料有:

日常喂養的普通飼料中添加蛋黃粉。

日常喂養的普通飼料中添加膽固醇。

純化性兔飼料中添加膽固醇。

純化型飼料中含高脂肪高膽固醇。

純化型飼料中含高脂肪但不含膽固醇。

關于以上模??飼料的選擇和兔動脈粥樣硬化模型的詳細介紹,請點擊:兔動脈粥樣硬化模型飼料和模型方法

2. 用C57BL/6小鼠建立動脈粥樣硬化模型

C57BL/6小鼠模型飼料:高脂、高膽固醇,添加膽酸的飼料。或,高脂、高膽固醇,添加抗甲狀腺藥物的飼料。在任何一種飼料制作過程中,重點保持其他營養素尤其是維生素和礦物質符合規定的標準。

模型評價:

(1)動脈粥樣硬化斑塊部位:在主動脈根部和近段形成小的脂質條紋(不能發展到斑塊階段)。

(2)模型成功率:膽酸加入的目的是促進脂肪和膽固醇的吸收,抑制膽固醇代謝成膽汁酸,刺激斑塊的炎癥反應。但是,膽酸容易誘發感染,動物死亡率高。

(3)動物性別:雌、雄在動脈粥樣硬化形成中的機制是有差別的,應當盡可能采用同一種性別。如果只考慮動脈粥樣硬化模型的構建,建議采用雌性。

(4)動物年齡:由于不同窩的老鼠之間會不和諧,往往出現受損情況,這可能會引起體內的炎癥反應,從而影響研究結果,因此,應當在斷奶時混合喂養,否則,應該單籠喂養。

(5)每組動物數(標本數):因為動物之間出現動脈粥樣硬化斑塊的時間和程度有差別,一般每組需要20只。

(6)喂養時間(造模時間):在分析動脈粥樣硬化形成機理的實驗中,應當注意:有的指標是一過性的,比如,在粥樣硬化形成的早期出現然后消失,而有的指標可能在后期出現。所以,確定喂養時間不能只顧模型是否成功。

C57BL/6J小鼠

3. 用C57BL/6J小鼠建立動脈粥樣硬化模

模型飼料:高膽固醇、膽酸。

模型評價:14周發展成動脈粥樣硬化。病變部位:主動脈。

4. 用大鼠建立動脈粥樣硬化模型

對飼料中膽固醇的吸收率低,僅為40%左右,對血脂的清除能力高,這就是不容易構建高膽固醇血癥的原因,也是不容易形成動脈粥樣硬化的原因。對此,在飼料種除了添加膽固醇,還要添加膽酸以增強膽固醇的吸收。

(1)模型飼料:高脂、高膽固醇,添加膽酸的飼料;或者,高脂、高膽固醇,添加膽酸、抗甲狀腺藥物(如甲基硫氧嘧啶)的飼料;在任何一種飼料制作過程中,提高油脂量、添加膽固醇和膽酸,重點保持其他營養素尤其是維生素和礦物質符合規定的標準。

(2)模型評價:即便是使用膽酸和抗甲狀腺藥物,也不能形成斑塊。在使用膽酸的情況下,特別要注意的是會引起肝臟脂肪沉著,肝臟的一些代謝基因發生改變。

5. 用豚鼠建立動脈粥樣硬化模型

模型飼料:高脂、高膽固醇。

模型評價:

(1)該模型容易建立,普通飼料中添加時,大約需要6周左右出現主動脈早期硬化的改變,10周左右出現斑塊。純化型飼料時,大約需要12周。

(2)斑塊出現部位:主動脈壁出現較多脂質斑塊,內膜和中膜膠原纖維明顯增生。

6. 用金黃地鼠建立動脈粥樣硬化模型

模型飼料:高脂、高膽固醇。

模型評價:

(1)該模型容易建立,大約需要6周。

(2)斑塊:有,部位與人體的動脈粥樣硬化相似。

7. 用雞建立動脈粥樣硬化模型

雞為雜食動物,食物品種接近于人,僅在飼料中加入膽固醇,就可形成動脈粥樣硬化斑快。

模型飼料:高脂、高膽固醇飼料。

模型評價:

(1)該模型容易建立。

(2)斑塊出現部位:病變發生較快,在斑塊中有時伴有鈣化和形成潰瘍,胸主動脈斑塊發生率達100%。

8. 用鴿子建立動脈粥樣硬化模型

與雞相似,飼養簡單,在飼料中加入膽固醇即易產生主動脈粥樣硬化斑塊。

模型飼料:高脂、高膽固醇;或者,高脂、高膽固醇,添加甲基硫氧嘧啶。

模型評價:

(1)該模型容易建立。

(2)斑塊出現部位:病變發生較快,在斑塊中有時伴有鈣化和形成潰瘍,胸主動脈斑塊發生率達100%。

(3)由于鴿的品種不同,動脈粥樣硬化斑塊的性質可有很大差異,可能是個體之間脂肪酶的活性不同所致。

(4)可發生心肌梗。

9. 用猴建立動脈粥樣硬化模型

優缺點:猴與人的情況很相近,無論其正常血脂、動脈粥樣硬化病變的性質和部位、臨床癥狀以及各種藥品的療效關系等,都與人體的非常相似。但是進一步研究發現,其不同的種屬對動脈粥樣硬化的敏感性有差別。缺點是:成本高,護理麻煩。

一般選用獼猴更為理想。

模型飼料:高脂、高膽固醇飼料。

模型評價:

(1)該模型容易建立,大約需要1~3個月。

(2)斑塊出現部位:動脈粥樣硬化病變的部位,不僅在主動脈,也在冠狀動脈、腦動脈、腎動脈及股動脈等,且可產生心肌梗死。

10. 用豬建立動脈粥樣硬化模型

優缺點:豬可能是動脈粥樣硬化研究較理想的動物模型,包括解剖學和生理學與人類相似,動脈結構相似。某些品種的老齡豬在飼喂以人的殘羮剩飯后能產生動脈、冠狀動脈和腦血清粥樣硬化病變,與人的病變非常相似。豬也特別適合于研究應激因素與動脈粥樣硬化的關系。缺點:需要比較大的飼養空間。

模型飼料:高脂、高膽固醇飼料。

模型評價:

(1)該模型容易建立,大約需要9個月以上。

(2)斑塊出現部位:動脈粥樣硬化病變的部位。

【參考文獻】

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