前言
動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis)是CVD最常見和最基本的病理基礎(chǔ)。動(dòng)脈粥樣硬化的主要病理過程包括血管內(nèi)皮細(xì)胞的活化、單核細(xì)胞黏附并遷移到內(nèi)膜下、巨噬細(xì)胞吞噬氧化修飾的脂蛋白轉(zhuǎn)化為泡沫細(xì)胞、內(nèi)膜中膜增生，最終形成粥樣斑塊或引起血栓堵塞血管，引起缺血性疾病。長(zhǎng)期以來， 一系列的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，如小鼠、大鼠、家兔、地鼠、鶴鶉、豬和猴子等，被應(yīng)用于動(dòng)脈粥樣硬化的研究。
部分造模方法
使用動(dòng)物：小鼠
【造模機(jī)制】：
應(yīng)用胚胎操作技術(shù)和DNA同源重組原理，定向?qū)谢蚱斡没蛉笔翁娲?，從而制備基因敲除小鼠。最近，新的基因敲除技術(shù)不斷開發(fā)應(yīng)用，如鋅指核酸酶、TALEN和CRISPR/Cas9技術(shù)。動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展與脂質(zhì)代謝關(guān)系最為密切，脂代謝中有兩個(gè)重要基因即載脂蛋白E(apolipoprotein E,ApoE)和LDLr,它們?cè)谀懝檀己透视腿マD(zhuǎn)運(yùn)過程中起重要作用。其中，ApoE是清除乳糜微粒和極低密度脂蛋白(very low density lipoproLein,VLDL)受體的配體，而LDLr是一種細(xì)胞膜表面的糖蛋白。ApoE或LDLr基因的敲除，會(huì)引起血漿中低密度脂蛋白積累和血管重構(gòu)，進(jìn)而導(dǎo)致主動(dòng)脈發(fā)生動(dòng)脈粥樣硬化病變。
【模型特點(diǎn)】：
基因敲除小鼠動(dòng)脈粥樣硬化病變以主動(dòng)脈流出道最早出現(xiàn)，漸進(jìn)發(fā)展到主動(dòng)脈弓部及頭臂干分支，而且頭臂干部位是后期斑塊不穩(wěn)定易發(fā)部位。后期嚴(yán)重的病變才會(huì)累及主動(dòng)脈胸腹部。因此，主動(dòng)脈流出道冷凍切片和主動(dòng)脈en face油紅O染色分析是評(píng)價(jià)動(dòng)脈粥樣硬化病變程度的公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。ApoE敲除(ApoE-/-）小鼠和LDLr敲除(LDL-/-）小鼠是研究動(dòng)脈粥樣硬化最常用、最經(jīng)典的兩個(gè)模型。
1992年，美國(guó)洛克菲勒大學(xué)Plump等和北卡羅萊納大學(xué)Piedrabita等同時(shí)應(yīng)用胚胎干細(xì)胞基因敲除技術(shù)成功地制備了ApoE-/-小鼠。正常飲食條件下，ApoE-/-小鼠8周時(shí)血漿膽固醇水平為300~500mg/dl，比野生型小鼠高5倍，可自發(fā)動(dòng)脈粥樣硬化，病理過程呈漸進(jìn)性發(fā)展，與人類病變過程相似，包括早期的脂質(zhì)條紋。“西方飲食”(0.15％膽固醇，21％脂肪）等高脂飲食條件下，ApoE-/-小鼠血漿膽固醇水平可上升到1000mg/dl左右，加速動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)程，長(zhǎng)期誘導(dǎo)甚至可形成含纖維帽的復(fù)合病變，并出現(xiàn)斑塊破裂形成血栓。
1993年，美國(guó)德克薩斯大學(xué)Ishibashi等成功構(gòu)建了LDL-/-小鼠模型。和ApoE-/-小鼠相比，正常飲食下，LDL-/-小鼠血漿膽固醇約為200mg/dl，通過高脂飲食誘導(dǎo)，LDL-/-小鼠血漿膽固醇能迅速上升至1000mg/dl左右，出現(xiàn)與ApoE-/-小鼠相似的動(dòng)脈粥樣硬化病變。
ApoE和LDLr雙基因敲除(ApoE-/-/LDL-/-)小鼠制備于1994年，此小鼠ApoB-100和ApoB-48顯著升高，呈嚴(yán)重的高脂血癥，動(dòng)脈粥樣硬化病變明顯重于ApoE-/-小鼠。
【模型來源】：
美國(guó)Jackson實(shí)驗(yàn)室(http://www jax.org/index.html)和國(guó)家遺傳工程小鼠資源庫(http://www.nrcmm.cn/mice/index.asp)均可提供ApoE-/-和LDL-/-小鼠。
【模型評(píng)估和應(yīng)用】：
ApoE-/-或LDL-/-小鼠已經(jīng)成為大多數(shù)動(dòng)脈粥樣硬化研究的工具小鼠，它們提供了一個(gè)動(dòng)脈粥樣硬化的易感背景，在此基礎(chǔ)上，可以觀察其他遺傳或環(huán)境因素對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的影響。一般研究思路是：將其他轉(zhuǎn)基因或基因敲除小鼠與ApoE-/-或LDL-/-小鼠進(jìn)行雜交，或通過骨髓移植方法，將基因修飾小鼠的骨髓移植到放射性核素照射的ApoE-/-或LDL-/-小鼠，來觀察巨噬細(xì)胞中某個(gè)基因?qū)?dòng)脈粥樣硬化的影響。
ApoE-/-小鼠可隨年齡增加自發(fā)動(dòng)脈粥樣硬化，或通過高脂高膽固醇飲食誘發(fā)嚴(yán)重的動(dòng)脈粥樣硬化病變，但該模型的缺點(diǎn)是其膽固醇主要存在于VLDL，而人類是LDL。而且，ApoE-/-小鼠動(dòng)脈粥樣硬化病變的個(gè)體差異較大，因此實(shí)驗(yàn)所需動(dòng)物數(shù)量較大。與ApoE-/-小鼠相比，LDL-/-小鼠的動(dòng)脈粥樣硬化病變較輕，但LDL-/-小鼠血漿膽固醇主要存在于LDL，其脂蛋白分布更接近人類。更重要的是，LDL-/-小鼠可經(jīng)高脂飲食同步誘導(dǎo)動(dòng)脈粥樣硬化，病變個(gè)體差異小，可控性好，故實(shí)驗(yàn)所需動(dòng)物數(shù)量較少。因而，近年來的動(dòng)脈粥樣硬化研究更傾向于使用LDL-/-小鼠模型。ApoE-/-/LDL-/-小鼠富含膽固醇脂蛋白代謝的配體和受體均發(fā)生缺陷，其動(dòng)脈粥樣硬化病變更嚴(yán)重，但由于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上涉及更多因素，故應(yīng)用較少。
小鼠模型的最大缺陷在于很難出現(xiàn)心腦血管病變，而人類動(dòng)脈粥樣硬化是以心腦血管病為臨床表現(xiàn)，小鼠和人病變部位不同，導(dǎo)致小鼠無法成為心腦血管病合適的動(dòng)物模型。因此，研發(fā)冠狀和腦血管動(dòng)脈粥樣硬化模式動(dòng)物是未來動(dòng)脈粥樣硬化動(dòng)物模型的發(fā)展趨勢(shì)。
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