高脂血癥動物模型的研究進展

趙嚴 胡國勇 柯愛武 王興鵬

·綜述與講座·

高脂血癥動物模型的研究進展

趙嚴 胡國勇 柯愛武 王興鵬

高脂血癥是由于脂肪代謝或運轉異常使血漿中一種或幾種脂質高于正常的癥狀。流行病學調查及研究表明，高脂血癥是誘發動脈粥樣硬化、冠心病、高血壓、糖尿病、胰腺炎、癌癥等多種疾病的主要危險因素之一[1-2]。目前高脂血癥相關研究正成為熱點，獲得理想模型動物有助于深入開展高脂血癥在上述疾病中作用機制的研究。本文總結國內外高脂血癥模型常用動物及造模方法，為高血脂癥研究提供參考。

一、動物的選擇

用于建立高脂血癥模型的動物，在血清脂蛋白構成上、肝臟膽固醇與脂蛋白代謝酶的調節方面，應盡可能地與人相近[3]。為此適宜選作高脂模型的動物有：地鼠、豚鼠、懸猴、非洲綠猴、恒河猴、狒狒、豬等[4]。

1．大鼠：大鼠是目前使用最多的實驗動物，價格低廉，便于飼養，取血方便，有明確的遺傳背景。但大鼠血漿中低密度脂蛋白膽固醇(LDL)與高密度脂蛋白膽固醇(HDL)比例與人類差距較大[5]，肝臟游離膽固醇/ 酯化膽固醇值明顯低于人類[6]，血漿膽固醇酯轉運蛋白(CETP) 的活性僅為人類的14%[7];且大鼠具有對抗動脈粥樣硬化形成的能力[8]。故在國外應用高脂血癥大鼠模型呈逐漸減少的趨勢。

2．小鼠：小鼠價格便宜，采樣較方便，但采血量少。由于小鼠內源性膽固醇合成量和血漿清除率大于人類很多倍，血漿中不含CETP[9]，而HDL、LDL的濃度相對較高，膽固醇不能在肝臟淤積形成脂肪肝，所以小鼠對攝入高脂和高糖食物的反應并不敏感。

3．金黃地鼠：金黃地鼠來源廣，飼養容易，膽固醇吸收快，脂質代謝與人有許多相似之處，尤其是雄性金黃地鼠的內源性膽固醇肝外組織合成比例與人類極為相近[10]，是一種較好的高脂血癥模型。但其尾部采血困難，性情不如大鼠、小鼠溫順。

4．豚鼠：豚鼠性情溫順，易于飼養，采血方便,量大，血脂代謝與人類甚多相近，如血清膽固醇大部分由低密度脂蛋白轉運[11],更重要的是豚鼠對飲食、藥物等因素的反應主要是通過調節LDL水平來實現[12],與人類的反應相似[13]。由此可見，豚鼠可能是非常理想的模型動物。

5．其他動物：文獻還有兔、鵪鶉、猴、雞、鴿子以及貴州小型豬制備高血脂癥模型的報道。

二、高脂血癥動物模型的誘導

目前高脂血癥動物模型誘導的方法主要有先天性、轉基因和化學物質3種[14]。前2種由于來源困難和代價昂貴，限制了其應用；化學物質的誘導最為廣泛。它主要包括兩類，一類是通過靜脈或腹腔一次性注射化學試劑形成的模型，另一類是利用高脂食餌飼喂或灌胃一段時間后形成，該法又稱喂養法，目前最為常用。

1．先天性動物模型：由于乳汁中脂肪含量高，甲狀腺功能尚不健全，一般乳幼大鼠血清總膽固醇(total cholesterol,TC)高于成年大鼠的2～3倍，故選出生25 d左右乳幼大鼠[15]，在不脫離母鼠乳汁喂養情況下，可以作為觀察藥物降低TC作用的模型。St. Thomas ?s Hospital兔因載脂蛋白B異常增多，導致低密度脂蛋白、極低密度脂蛋白增加，作為自然缺陷的高血脂癥兔與人類家族混合性高脂血癥和高載脂蛋白B脂蛋白血癥相似，可用于這兩種脂質代謝紊亂研究[16]。

2．轉基因動物模型：轉基因動物模型是通過不表達或過量表達基因來表現各種疾病癥狀。優點是轉基因動物模型具備穩定的高脂血癥，可涉及相應受體、載脂蛋白、與脂質代謝有關的酶和轉運蛋白等3類脂質代謝蛋白[17]。北京大學心血管研究所劉國慶等與加拿大學者一起成功建立了脂蛋白酯酶基因敲除C57BL6小鼠，由于體內缺乏脂蛋白酯酶作用，在哺乳后發生CM和VLDL的蓄積，出生后48 h內即全部死亡。因此，LPL(-/-)仔鼠于出生12 h內必須用體細胞基因轉移LPL447才能成活，至成年表現為極度高三酰甘油和自發性胰腺炎，與人類脂蛋白酯酶缺陷一致，而脂蛋白酯酶缺陷的雜合子鼠有中度高脂血癥[18]。ApoE是CM、VLDL、中間密度脂蛋白和部分HDL的結構蛋白，ApoE變異或缺乏往往會導致血脂紊亂和動脈粥樣硬化。Groot等[19]將ApoE*3 Leiden(ApoE3的一種變異體)顯微注射入具有相同遺傳背景(C57BL/6JxCBA/J)交配產生的受精卵雄性原核中，其繁殖的轉基因首建鼠與C57BL/6J小鼠交配產生轉基因小鼠。該小鼠模型可用來研究環境因素和基因因素對高脂血癥胰腺炎的影響，也可用于篩選調節血脂和抗動脈粥樣硬化藥物。琦祖和等[20]以人的突變性基因載脂蛋白2APoE7基因制備了ApoE72Tg小鼠，其特點是TC和三酰甘油均升高。

3．化學物質誘發的動物模型：動物品種、年齡、性別不同，造模效果也不盡相同。一般而言，雄性動物較雌性動物容易形成高脂血癥。所以目前復制高脂動物模型大多選用雄性動物。喂養法形成的高脂動物模型可分為外源性和內源性兩類。

外源性模型主要是直接給動物飼喂含有高TC、高三酰甘油的高脂食餌引起動物脂代謝紊亂；內源性模型通過在食物中加入能促進肝臟合成TC或三酰甘油的物質而產生高脂血癥。大鼠高脂飼料主要由基礎飼料、TC、蛋黃粉、豬油按一定比例配制而成，如：86%～89%基礎飼料、1%～4%膽固醇、0.2%甲基硫氧嘧啶、10%豬油；85%基礎飼料、10%蛋黃粉、5%豬油、0.5%膽鹽等[21]。為增強效果，還可加入膽酸鹽或丙基硫氧嘧啶等物質。高脂飼料中脂類物質含量越高，造模所需天數就越短，且配方中的膽鹽可以促進機體膽固醇的吸收。缺點是造模周期較長，動物進食量不易精確掌握，停止喂飼后個別指標反彈，動物易出現“厭食”情況等，且高脂飼料脂肪含量高、不易儲存。小鼠高脂飼料配方有：(1)3%膽固醇、10%豬油、10%蛋黃、0.2%膽酸和77%基礎飼料[22]，喂養；(2)2 g丙硫氧嘧啶、20 g豬油、10 g膽固醇、吐溫-80和丙二醇各20 ml、10%去氧膽酸鈉水溶液20 ml，灌胃[23]；(3)1 g丙硫氧嘧啶、20 g豬油、10 g膽固醇、10%去氧膽酸鈉20 ml、吐溫-80 5 ml，灌胃[24]。金黃地鼠和豚鼠喂飼以含蛋白質25%、脂肪20%、膽固醇0.2%的高脂飼料，4周后其血清TC、三酰甘油均達到穩定的較高水平[25]。

三、展望

要建立合理且實用的高脂血癥動物模型，在動物選擇上,應盡可能與人類相似；其次，動物應較容易飼養、取材方便、指標檢測易行，并結合實驗目的、實驗條件、實驗經費等客觀條件。雖然高脂血癥動物模型制備已經取得較大進展,但仍需要改善：(1)建立更加符合人類疾病特點模型。人類高血脂癥是多因素導致的疾病,只有把環境因素與基因改變有機結合起來才能更好地研究。目前轉基因模型技術的發展為其提供了可能，但多個基因協同改變的動物模型尚未成熟。(2)動物模型是否能夠與對疾病認識同步。血脂異常是當今醫學研究的熱點,伴隨新概念、新理論和新技術的不斷出現,對模型的要求也要隨之改變。相信在以后的研究中，會有更多理想的高脂血癥模型動物，為人類認識高脂血癥、預防控制高脂血癥及其并發癥提供實驗依據和思路。

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2010-12-30)

(本文編輯：屠振興)

10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2011.04.023

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