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(dòng)態(tài)平衡失調(diào),肝細(xì)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(yán)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(jī)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(diǎn)。酒精性脂肪肝動(dòng)物模型以飲食誘導(dǎo)為主,酒精可使動(dòng)物肝臟氧消耗率增高,增加血竇血的氧消耗,從而減少對(duì)小葉中心肝細(xì)胞的氧供,引起該區(qū)域的肝細(xì)胞退化與壞死,并發(fā)生脂肪變性。理想的脂肪肝動(dòng)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(duì)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(jiǎn)便易行、對(duì)實(shí)驗(yàn)人員無害、造模停止后病變逆轉(zhuǎn)緩慢,便于進(jìn)行藥物干預(yù)試驗(yàn)等特點(diǎn)。目前已經(jīng)在大鼠、沙鼠、小鼠、家兔和豬等動(dòng)物種屬成功地建立了脂肪肝動(dòng)物模型,這些動(dòng)物模型為明確脂肪肝發(fā)病機(jī)制、篩選藥物等基礎(chǔ)和臨床研究提供了很好的實(shí)驗(yàn)工具。
FLD動(dòng)物模型主要分為四大類:自發(fā)性模型,基因修飾動(dòng)物模型,飲食、藥物或毒物誘導(dǎo)模型,復(fù)合模型(聯(lián)合應(yīng)用基因模型和營養(yǎng)模型)。它們?cè)诓煌膶用姘l(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(dòng)物:大鼠、小鼠
【造模方法】:
膽堿蛋氨酸缺乏(methioninecholine-deficient,MCD)飲食常用來誘導(dǎo)經(jīng)典的NAFLD動(dòng)物模型。MCD飲食富含碳水化合物(40%)和脂肪(10%),但缺乏參與肝細(xì)胞脂肪酸β氧化和合成極低密度脂蛋白的蛋氨酸和膽堿,用于喂養(yǎng)的嚙齒類動(dòng)物,如大鼠和小鼠。
高脂飲食(high fat diet,HFD)模型:使用HFD(碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)分別占總熱最的52%、30%和18%)飼養(yǎng)大鼠、豚鼠、家兔、犬等均可誘發(fā)NAFLD。
全胃腸外營養(yǎng)(total parenteral nutrition,TPN)模型:成年大鼠深靜脈(如上腔靜脈)插管,連接輸液泵將非蛋白營養(yǎng)液(如高葡萄糖加氨基酸的高營養(yǎng)液體或葡萄糖加脂肪乳)持續(xù)滴注。
Tsukamato-French大鼠模型:1984年,TsukamatoFrench等給大鼠手術(shù)植入胃管,持續(xù)注入含乙醇的液體食料維持大鼠血中200~300mg/dl的乙醇濃度,造模3個(gè)月,或同時(shí)以熱量固定,含少量玉米油(4.9%熱量)液體食料持續(xù)胃管飼養(yǎng)30天。
乙醇灌胃模型:在喂養(yǎng)固體飼料的同時(shí)每日乙醇灌胃(11~12g/kg)大鼠4周,也可導(dǎo)致與Tsukamato-French方法相似的肝組織學(xué)病變。用高度白酒(6℃左右)每日灌胃一次(5ml/100g),給予營養(yǎng)缺乏飼料(面粉、次粉、草粉、豆粉,按2 : 1 : 1 : 1 比例配方,另加少量豆油及食鹽),于每晚禁食至次日上午空腹灌胃后再喂飼料,連續(xù)75天即可產(chǎn)生酒精性脂肪肝。灌胃亦可使用白酒、玉米油、吡唑混合液(白酒8~12g/kg,玉米2g/kg,吡唑24mg/kg), 造模時(shí)間為12周。
【模型特點(diǎn)】:
MCD模型:簡(jiǎn)便易行,但發(fā)病及其程度與鼠的性別、品系、種類有關(guān),飼養(yǎng)小鼠1~2周即有明顯的肝脂肪變,2周后發(fā)生肝臟壞死性炎癥繼而出現(xiàn)竇周和中央靜脈周圍纖維化,伴血清轉(zhuǎn)氨酶顯著升高和肝臟內(nèi)脂質(zhì)氧化酶基因表達(dá)上調(diào);飲食飼養(yǎng)Sprague Dawley大鼠則進(jìn)展慢,在造模2周出現(xiàn)肝脂肪變和氧化應(yīng)激,5周時(shí)出現(xiàn)肝臟炎癥壞死伴轉(zhuǎn)氨酶輕度升高,12周出現(xiàn)肝纖維化。MCD飲食喂飼鼠肌肉和軀體脂肪含量減少伴體重下降,造模4周后外周組織對(duì)胰島素敏感可出現(xiàn)低血糖。
HFD模型:造模4周出現(xiàn)散在性肝脂肪變,8周呈現(xiàn)單純性脂肪肝,12周為脂肪性肝炎,16周肝臟炎癥壞死程度加劇伴竇周纖維化,24周脂肪變和炎癥略減輕,但纖維化加劇,甚至出現(xiàn)間隔纖維化。大鼠腹部?jī)?nèi)臟脂肪增多,外周血游離脂肪酸和總膽固醇進(jìn)行性升高,伴門靜脈內(nèi)毒素血癥、肝細(xì)胞線粒體損傷、氧應(yīng)激脂質(zhì)過氧化損傷以及肝臟庫 普弗細(xì)胞激活等現(xiàn)象,并且有胰島素抵抗,但體重和血液TG增加不明顯,
TPN模型:當(dāng)營養(yǎng)液中非蛋白能量占33%以上或總攝入量占總熱量的83%以上時(shí),1周后大鼠肝臟即有明顯的脂肪變性。若使用高葡萄糖和氨基酸的高營養(yǎng)液體增加至所需非蛋白質(zhì)能量的146%[相當(dāng)于350非蛋白質(zhì)卡/(kg·d)]和335% 氮需要量[相當(dāng)于2.7g氨基酸氮/(kg·d) ],1/2天即出現(xiàn)肝大,2天后肝糖原、脂肪增多。至第4天肝臟脂肪增加4倍,伴隨肝內(nèi)必需脂肪酸缺乏逐漸加重。
乙醇灌胃模型:動(dòng)物體重增長(zhǎng)緩慢,飲食量明顯下降,大部分動(dòng)物會(huì)出現(xiàn)大便溏泄。病理組織學(xué)可見肝細(xì)胞水腫,呈氣球樣變,胞質(zhì)內(nèi)廣泛出現(xiàn)大小不等的圓形脂肪滴,并可見嗜酸性規(guī)則或不規(guī)則小體形成,即乙醇性玻璃小體。匯管區(qū)炎癥細(xì)胞浸潤明顯,并可見膠原纖維增生,肝竇內(nèi)皮細(xì)胞腫脹。
參考文獻(xiàn):
1.施新猷.現(xiàn)代醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué).北京:人民軍醫(yī)出版社,2000
2.Farrell GC, van Rooyen D. Liver cholesterol: is ii playing possum in NASH? Am J Physiol Gastroinlesl Liver Physiol,2012,303 (1):G9-11
3.Maher JJ. New insights from rodent models of fatly liver disease. Anliox.id Redox Signal, 2011, 15 (2):535-550
4.Matsuzawa N,Takamura T, Kurita S, el al. Lipid-induced oxidative stress causes sleatohepalitis in, mice fed an atherogenic diet. Hepatology, 2007,46 (5):1392-1403
5.Sahai A, Malladi P, Pan X, el al. Obese and diabeti db/db mice develop marked liver fibrosis in a model of nonalcoholic steatohepalitis: role of sbortform leptin receptors and osteopontin. Am J Physiol Gastroinlest Liver Pbysiol, 2004,287 (5):Gl035-1043
6.Uno M, Kurita S, Misu H,et al. Tranilast,an anlifibrogenic agent, ameliorates a dietary rat model of nonalcoholic steatohepalitis. Hepatology, 2008, 48 (1) : 109-118
7.Xu Z,Chen L,Leung L,el al. Liver-specific i.naclivalion of the Nrfl gene in adult mouse leads lo nonalcoholic steatobepatilis and hepatic neoplasia. Proc Natl Acad Sci US A, 2005, 15; 102 (11):4120-4125