前言
脂肪肝(fatty liver disease,FLD)是指由于各種原因引起的肝臟脂肪代謝障礙,脂類物質(zhì)的動態(tài)平衡失調(diào),肝細胞內(nèi)脂肪堆積過多的病變。脂肪肝的發(fā)病率近年來迅速上升,已成為僅次于病毒性肝炎的第二大肝病,正嚴重威脅國人的健康。根據(jù)病因,脂肪肝可分為非酒精性和酒精性兩大類。非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD)發(fā)病機制目前尚未明確,治療上也缺乏有效措施,是目前研究的重點。酒精性脂肪肝動物模型以飲食誘導為主,酒精可使動物肝臟氧消耗率增高,增加血竇血的氧消耗,從而減少對小葉中心肝細胞的氧供,引起該區(qū)域的肝細胞退化與壞死,并發(fā)生脂肪變性。理想的脂肪肝動物模型應(yīng)與人類脂肪性肝病的特征相似,即病變發(fā)展過程有相對明顯的分期,從單純性脂肪肝、脂肪性肝炎、肝纖維化至肝硬化,并且應(yīng)具有模型形成率高、死亡率低、造模方法簡便易行、對實驗人員無害、造模停止后病變逆轉(zhuǎn)緩慢,便于進行藥物干預(yù)試驗等特點。目前已經(jīng)在大鼠、沙鼠、小鼠、家兔和豬等動物種屬成功地建立了脂肪肝動物模型,這些動物模型為明確脂肪肝發(fā)病機制、篩選藥物等基礎(chǔ)和臨床研究提供了很好的實驗工具。
FLD動物模型主要分為四大類:自發(fā)性模型,基因修飾動物模型,飲食、藥物或毒物誘導模型,復合模型(聯(lián)合應(yīng)用基因模型和營養(yǎng)模型)。它們在不同的層面發(fā)揮作用,但最終主要是通過使肝臟脂肪輸入(合成或攝入)增加或輸出(清除)減少的原理制成。
部分造模方法
使用動物:小鼠
【造模機制】:
針對調(diào)節(jié)肝細胞脂肪代謝的關(guān)鍵基因,通過基因修飾等方法引起肝臟脂肪代謝紊亂和氧化應(yīng)激,導致肝臟脂肪輸入和輸出平衡失調(diào)。
【模型特點】:
CD36敲除(CD36-/-)小鼠由于長鏈脂肪酸跨膜轉(zhuǎn)運失調(diào),脂肪酸儲存和利用減少60%以上,外周血中脂肪酸及甘油三酯水平顯著上升,過多的脂肪酸轉(zhuǎn)運至肝臟,超過其β-氧化能力,引起肝臟脂質(zhì)代謝紊亂及胰島素抵抗,形成FLD。
乙酰輔酶A氧化酶(acyl-coenzyme A oxidase, AOX)敲除(AOX-/-)小鼠長鏈脂肪酸代謝及脂肪酸β氧化異常,生后1周出現(xiàn)散在性肝臟脂肪變性,2個月時肝臟脂肪變呈彌漫性改變,4~5個月時肝細胞過氧化酶體增殖物活化受體α (peroxisome proliferator-activated receptor alpha,PPARa)細胞色素P450 (cytochrome P450, CYP450)、CYP4a10和CYP4a14等基因表達增強,伴隨過氧化氫水平升高,6~7個月時肝臟脂肪酸氧化代償性增強,肝臟脂肪變可逆轉(zhuǎn),但15個月時可并發(fā)HCA或HCC。
線粒體三功能蛋白酶(mitochondrial trifunctional protein,MTP)敲除(MTP-/-)小鼠血清轉(zhuǎn)氨酶水平隨年齡增長進行性升高,9~10個月時出現(xiàn)肝脂肪變、高胰島素血癥、胰島素抵抗及糖耐量受損,并伴有肝臟氧化應(yīng)激增強。
蛋氨酸腺苷轉(zhuǎn)移酶1A (methionine adenosyltransferase-1A, MAT1A)敲除(MAT1A-/-)小鼠肝臟谷胱甘肽等抗氧化劑含量降低,參與脂質(zhì)氧化的CYP 4a10和4a14基因表達下調(diào)。3個月時出現(xiàn)脂肪肝、肝大,8個月時出現(xiàn)自發(fā)性脂肪性肝炎和門靜脈周圍炎癥,肝細胞增殖明顯時甚至可能發(fā)生HCC。MAT1A-/-小鼠可用于探討MAT1A在肝細胞增殖、損傷以及肝腫瘤形成中的作用。
肝臟特異性核呼吸因子1(nuclear respiratory factor 1, NRF1)敲除(NRF1-/-)小鼠4周齡時出現(xiàn)脂肪性肝炎并伴有血清甘油三酯水平升高,4個月時并發(fā)細胞周圍纖維化,10個月時則可出現(xiàn)HCA或HCC。NRF1-/-小鼠肝細胞活性氧水平、脂肪含量和DNA氧化增高,適用于研究NAFLD分子機制及其與HCC的關(guān)系。
肝臟特異性PTEN敲除(PTEN-/-)小鼠在出生后10周、35~40周、44周可相繼發(fā)生脂肪性肝炎肝纖維化以及肝腺瘤。74~78周66%的小鼠會并發(fā)HCC。
磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶-固醇調(diào)節(jié)因子結(jié)合蛋白-1a (phosphoenolpyruvate carboxykinase-sterol regulatory-element binding protein 1a,PEPCK-SREBp1a)小鼠由于肝細胞特異性過度表達SREBP-1a,出生后即發(fā)生暫時性脂肪肝。斷奶后給予低碳水化合物、高蛋白質(zhì)飲食激活PEPCK,誘導多種脂肪生成酶,小鼠再次形成脂肪肝。aP2-NSREBP- 1c小鼠與PEPCK-SREBp-1a小鼠表型相似。
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