1、实验动物学综述题目： 高脂血症动物模型的探讨姓名 ： 张阳慧学号： 2010109118院系专业班级：硕 2010 级 12 班 生理学任课老师 刘政江 老师付建华 老师高脂血症动物模型的探讨张阳慧 综述 司军强 审校（石河子大学医学院 民族高发病与地方病教育部重点实验室电生理研究室 石河子 832002）摘 要：随着生活水平日益提高,高脂血症( hyperlipidemia) 发病率在逐年升高,大量流行病学调查和研究均表明,高脂血症是导致动脉粥样硬化(AS) ,冠心病、糖尿病等多种疾病最重要的的危险因素之一。高脂血症已经成为研究热点,但至今尚未明显突破,除了其他原因外,理想的动物模型(ani
2、mal model) 制备可能也是制约其发展的重要原因。在研究高脂血症的模型动物中,有野生型、自然缺损和基因修饰的,动物种类包括大鼠、小鼠、兔、金黄地鼠、豚鼠和小型猪等。本文就对先天性、化学物质诱导的和转基因动物模型作一综述,为研究高脂血症的模型选择提供依据。关键词: 高脂血症; 动物模型; 文献标识码: ADiscussion on the animal model of hyperlipidemiaYanghui Zhang, Si Jun-qiang（ Division of Electrophysiology, Key Laboratory of Xinjiang Endemic an
3、d Ethnic Diseases, Shihezi University Medical College, Xinjiang Shihezi, 832002）Abstract: With the increasing standard of living, hyperlipidemia incidence has increased year by year, a large number of epidemiological surveys and studies show that hyperlipidemia is a cause of atherosclerosis(AS), cor
4、onary heart disease, diabetes and the risk factors of other important disease . Hyperlipidemia is the hot point in the medicine field, but has not been broken through. Besides other reason, the experimental animal models play an important role in the study of the disease. In the study of animal mode
5、ls of hyperlipidemia, there are wild-type,natural defects and genetic modification, the animal species are including , rats, mice, rabbits, hamsters, guinea pigs and small pigs. To provide information for the choice of the animal models for the study of hyperlipidemia, congenital,chemical - induced
6、and transgenic models were introduced in the review.Key words： hyperlipidemia ; animal model；高脂血症( hyperlipidemia) 又称脂质代谢紊乱或异常, 是导致脂肪肝、动脉粥样硬化等多种疾病的重要因素。随着发病率的持续增加, 高脂血症的病因学、预防和治疗依然是医学界研究的热点。然而至今药物治疗尚未取得明显突破, 究其原因, 除了其它因素而外, 高脂血症动物模型的制备也可能是影响该类药物发展的重要原因之一, 因此, 选择理想的高脂血症动物模型是推进高脂血症研究进程的关键。本文就近年来高脂血症动物
7、模型的研究概况作一综述, 为该领域的研究者正确合理选择高脂血症动物模型提供依据。1 常见高脂血症模型动物的种类及特点1.1 大鼠 建立大鼠高脂血症模型, 方法简单, 成本适中, 采血量较大, 可以满足一次做多种指标, 且模型建立的方法最多。更重要的是大鼠的食性与人类相似, 所形成的病变与人类早期病理改变相似, 且适应性较强, 是目前国内研究脂质代谢最多的实验动物。但大鼠有对抗动脉粥样硬化形成的能力, 不宜作为抗动脉粥样硬化药物的筛选 1 。1.2 小鼠 小鼠模型的制造成本很低, 采样较方便, 可作为降脂药初筛的模型, 但是采血量少, 限制了指标的检测。在高血脂和动脉粥样硬化的转基因动物模型的研
8、究中, 小鼠占有重要地位, 其主要原因是由于小鼠除了有遗传学上明确的野生品外, 尚有多种突变型和重组型的品种以及日渐成熟的基因定位技术 2 。1.3 兔 作为高脂血症的模型动物, 其优点在于极易形成高脂血症模型, 特别是高胆固醇血症。柳玉霞等 3 报道, 采用高脂饲料喂养法, 家兔2 3周可形成高脂血症, 而大鼠需要4周, 且家兔 T C 值增长幅度比大鼠要大。但家兔是草食动物 ,和人类的胆固醇代谢不完全一致, 且耗费饲料, 灌胃给药操作不便, 易造成死亡。1.4 金黄地鼠和豚鼠 在胆固醇合成、代谢方面, 受体、非受体转运途径的比例与人类较为相近, 对食物中脂质和调节血脂功效成分的反应更接近于
9、人, 又具成本较低、造模时间较短的优点, 因此目前国际上在血脂代谢的研究中趋向于采用豚鼠和( 或) 金黄地鼠来建立高脂模型, 但金黄地鼠血量少, 尾部采血困难, 性情凶猛等给实验造成困难 4 。1.5 小型猪 作为高脂血症研究的模型动物 , 优点在于易于诱发, 更重要的是小型猪的冠状动脉循环在解剖学的血液动力学方面与人类很相似, 猪和人对高胆固醇饮食的反应是一样的, 能产生实验性动脉粥样硬化, 是研究动脉粥样硬化很好动物模型, 但猪饲养管理较费事, 食源性诱发需要大量的脂类和胆固醇饲料, 长期饲养成本较高 5 。1.6 非人灵长类 在解剖结构、生理机能、代谢及疾病特点方面与人最为接近, 用作高
10、脂血症研究的动物模型极为理想。但其共同的缺点是来源不足, 难于饲养, 野外捕获者背景不清, 个体差异大, 不利于开展广泛的研究 6 。2 常用高脂血症动物模型的制备方法2.1先天性动物模型 出生25 d 左右的乳幼大鼠, 不脱离母鼠乳汁喂养时TC 高于成年大鼠的2 3倍 7 。具有遗传性高脂血症的家兔, 其携带有一个可遗传的变异基因, 导致缺少低密度脂蛋白(LDL) 受体而出现高脂血症, 与人类家族性高胆固醇血症( FH ) 类似 8 。利用自发性动物模型来研究人类疾病的最大优点, 就是疾病的发生、发展与人类相应的疾病很相似, 均是在自然条件下发生的疾病, 其应用价值很高, 但这类模型来源较困
11、难, 不可能大量应用 9 。2.2 化学物质诱发的动物模型2.2.1 高脂饲料喂养法 是直接给动物喂饲含有高胆固醇、高甘油三酯的高脂食饵引起动物脂代谢紊乱, 从而使动物血清中的胆固醇和甘油三酯升高的造模方法, 属于外源性高脂模型 10 。含胆酸钠的高脂饲料可促进大鼠有效吸收胆固醇与脂肪, 使动物迅速形成高脂血症模型 11 。该造模方法简单, 方便, 但动物为自由饮食, 进食量个体差异大, 常出现高低不均的现象, 所以组内离散度较大。2.2.2 脂肪乳灌胃法 是将由胆固醇、猪油等配制而成的一种乳液以灌胃的方式定量给予动物的方法。该法操作较高脂饲料法复杂, 一是脂肪乳配制麻烦费时, 二是脂肪乳黏稠
12、,灌胃困难,容易造成动物死亡。但因其可以定量灌胃高脂质物质,避免了因进食不均而造成的实验误差, 所以效果要优于高脂饲料法。2.2.3 蛋黄乳注射法 新鲜鸡蛋以生理盐水配成75%蛋黄_乳液, 给禁食( 16 h) 雄性小鼠注射0.5mL/ 只, 注射后20 h 可提高动物体内胆固醇水平, 造成急性高胆固醇血症, 观察用药后对促进TC 或脂蛋白的转化与排泄作用 12 。同样一次腹腔注射75%蛋黄乳液0.5 mL/ 只, 雄性SD 大鼠也可于次日复制高脂模型, 于造模第5 d 血脂尚未低至基础水平 13 。2.2.4 Triton 注射法 给小鼠一次性尾静脉注射Triton WR- 1339( 40
13、0 mg/ kg) 可抑制卵磷脂胆固醇酰基转移酶, 影响脂蛋白之间的脂蛋白交换和形成Triton- 脂蛋白复合物,抑制脂质在血清中的清除, 3 h小鼠血脂开始升高, 12h左右达高峰, 但T G、TC 、H DL- C、LDL 值达到峰值的时间不尽相同。高敏等 14 研究发现Triton 小鼠尾静脉注射造模后约16hT G 值可达峰值, 而TC、H DL- C、LDL 和HDL/ TC 值则在24 h 或24 h 以后才能达到峰值。另外, 皮下和腹腔注射也能使血清TC 升高, 但所需剂量较大或时间较长。也可用大鼠一次静脉注射300 mg/ kg, 9 h 后血清TC 升高, 24h后达峰值。2
14、.2.5 Wistar 雄性大鼠L - 蛋氨酸灌胃法 L - 蛋氨酸给Wistar 雄性大鼠灌胃8 周, 即可引起动物血脂明显改变, 形成外源性高脂血症动物模型。2.2.6 复合因素造模 用高胆固醇饲料喂养法与免疫反应损伤法结合制备兔高脂蛋白血症模型。选日本大耳白兔作一次性静脉注射牛血清白蛋白( 250 mg/ kg ) , 即日开始用高脂饲料( 30%胆固醇、10% 猪油、2%脱氧胆酸钠和2% 甲基硫氧嘧啶) 灌胃, 3 周后模型出现动脉粥样硬化斑块, 但不影响兔的生长发育 2 。3 转基因高脂动物模型转基因动物可以定义为, 在基因组中稳定地整合有外源基因, 并由此而具有了新的、可遗传给后代
15、的特征的动物。小鼠是血脂和AS 转基因动物模型研究中最主要的动物, 主要用于调控载脂蛋白基因的表达, 涉及脂质代谢的蛋白主要包括相应的受体, 载脂蛋白(Apo)、与脂质代谢有关的酶和转运蛋白 15 , 其中ApoE研究得最多。ApoE是CM、VLDL、中间密度脂蛋白(IDL) 和部分H DL 的结构蛋白, 作为配体与HDL受体和ApoE 受体结合, 介导VLDL、IDL 和CM 残基的清除 16 , ApoE变异或缺乏往往会导致血脂紊乱和AS。琦祖和等 17 以人的突变性基因载脂蛋白2ApoE7 基因制备了ApoE72Tg 小鼠, 其特点是胆固醇、甘油三酯升高, 脂质代谢紊乱, 小鼠的学习与记
16、忆能力降低, 寿命缩短。Shimano 等 18采用转基因技术首次制成抗食源性高脂血症的转基因小鼠,他将大鼠ApoE 基因与小鼠金属硫蛋白启动子融合的质粒,用显微注射法注入小鼠受精卵内, 建立了转基因小鼠支系。其中一个高表达力支系的小鼠肝脏中产生了大鼠ApoE。在Zn诱导后, 该支系纯合子小鼠的血浆中大鼠ApoE 含量比未作诱导的对照组小鼠高得多。当喂养高胆固醇饲料时, 转基因小鼠未发生高胆固醇血症。这证实了ApoE 在血浆脂蛋白代谢中起关键性作用, 能降低血胆固醇和甘油三酯水平, 阻止外源性高胆固醇血症的发生。王亚楠等 19 建立了脂蛋白脂肪酶和载脂蛋白, 双基因缺陷的混合型高甘油三酯和高胆
17、固醇血症动物模型。发现双基因缺陷小鼠血浆甘油三酯是载脂蛋白E 基因缺陷小鼠的38倍, 血浆总胆固醇也略有增加。两种小鼠的主动脉全长及流出道均有明显的粥样硬化, 但之间无显著性差异。结论载脂蛋白可能与血管壁局部脂蛋白脂肪酶的活性相应降低而对动脉粥样硬化抑制作用有关。4 建立高脂血症动物模型应注意的问题4.1 相似性 首先, 动物在食物、生理、解剖以及病变情况等方面应尽可能与人相似。其次, 复制的模型应尽可能接近人类疾病。如高脂饲料和脂肪乳两种方法皆是经消化道给予,形成时间相对较长, 与人类由于膳食结构改变而形成的高脂血症相似, 对于研究环境因素对高脂血症形成的影响以及调血脂药物的开发应用具有非常
18、高的价值。而由蛋黄乳剂、Triton 等一次性诱发形成的模型虽也可以归为环境因素造成的, 但不符合人类的高脂血症特点, 故一般只作为调血脂药物的筛选。原发性高血脂症是由于遗传基因缺陷和( 或) 环境因素引起的。因此, 在研究高血脂症的发病机制以及防治方面,必须要应用先天性缺陷的或者经过转基因技术改变形成的与人类各种高血脂症相似的动物模型。4.2 重复性 理想的模型应该是可以重复的 , 故应尽量选用影响因素少的模型, 而且同时在许多因素上应该保持一致性;在转基因动物中, 要选用基因型和表现型一致的动物。4.3 可操作性 建立高脂血症的模型动物要易于饲养和繁殖, 个体大小适于实验室要求, 便于用药
19、、取血和取材, 如小鼠体积小, 取血有限, 也不能连续多次采血, 所以不宜作多指标检测以及动态观察。非人灵长类动物与人类最为类似, 但却稀少珍贵, 难于实现。4.4 经济性 由于受实验经费的限制, 实验采用的动物和方法都要考虑与实际情况相符, 如用猪、狗、非人灵长类动物造模需要大量经费的支持, 所以较难实现, 在实际应用中, 小鼠、大鼠和兔等一些廉价, 便于饲养, 遗传背景明确的动物应用最为广泛。5.总结和展望理想的动物模型是开展相关实验研究的基础。所谓的“理想”是综合实验指标、实验条件、实验经费、实验目的等方面综合考虑的。大鼠、小鼠、家兔、金黄地鼠是研究高脂血症的常用动物模型。高脂血症动物模
20、型有先天性、转基因和化学物质诱导三种，其中化学物质诱导最为常用。化学物质诱导包括了喂养法和灌胃法，其中喂养法形成模型的时间相对较长，符合人类由于饮食变化而形成高脂血症的特点，可供药物开发研究使用。然而，该方法在造模过程中成本较高，时间较长，在造模期间增加了动物因为疾病死亡的概率;由于动物的食量差异，动物对脂类物质的吸收功能差异，使模型组动物的血脂水平参差不齐;喂养法造成的高脂血症模型只符合由于饮食改变而造成人类高脂血症的情况，而人类的高脂血症的病因是多种多样的，从而局限了该模型的应用范围。所以应该根据具体的实验情况，选择合适的高脂血症实验动物模型。参考文献:1 刘建文 药理实验方法学- 新技术
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