大鼠動(dòng)脈粥樣硬化模型研究進(jìn)展

馬 飛，孫洪勝

(山東中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，山東 濟(jì)南 250011)

動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)是受累動(dòng)脈病變從內(nèi)膜開始的一種常見血管病，它是引起心腦血管疾病的主要原因，嚴(yán)重危害人類身體健康，動(dòng)脈粥樣性血管疾病(ASVD)已成為全球首位死亡原因［1］。吸煙、高血壓、脂質(zhì)代謝紊亂等有害刺激引起白細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞功能異常，一般先有脂質(zhì)和復(fù)合糖類積聚、血液流變學(xué)改變、血栓形成、血管內(nèi)皮纖維增生及鈣質(zhì)沉著，并有動(dòng)脈中層的逐漸蛻變和鈣化，病變常累及彈性及大中等肌性動(dòng)脈，一旦發(fā)展到足以堵塞動(dòng)脈腔，則該動(dòng)脈供應(yīng)的組織或器官將缺血或壞死［2］。而在大量關(guān)于動(dòng)脈粥樣硬化的研究中，動(dòng)物動(dòng)脈粥樣硬化模型對(duì)于病機(jī)的研究、臨床藥效的確定發(fā)揮了重大作用。因此，為加深對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)病機(jī)制及相應(yīng)治療的研究，建立一種效果顯著、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的動(dòng)物模型具有重要意義。本文針對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化不同發(fā)病機(jī)制假說，就大鼠動(dòng)脈粥樣硬化模型建立的研究進(jìn)展做一下綜述。

1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

動(dòng)脈粥樣硬化早期階段治療藥物的發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)需要一種適合的動(dòng)物模型，一個(gè)理想的研究早期動(dòng)脈粥樣硬化的動(dòng)物模型應(yīng)具有建模周期相對(duì)較短、性質(zhì)穩(wěn)定、重復(fù)性好，操作方便，同時(shí)應(yīng)具有與人近似的早期動(dòng)脈粥樣硬化典型的病理改變［3］。10余年來，許多動(dòng)物模型被用于動(dòng)脈粥樣硬化研究，包括兔、猴、小型豬、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物等，在常用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中，靈長(zhǎng)類動(dòng)物猴和豬是研究動(dòng)脈粥樣硬化的理想動(dòng)物，這類動(dòng)物基因與人類最為接近，但是來源有限、購買和維持費(fèi)用偏高，并且飼養(yǎng)不便;草食性動(dòng)物兔對(duì)高脂飲食敏感，容易形成動(dòng)脈粥樣硬化斑塊，但是高脂形成的斑塊更類似于黃瘤病，與人類形成斑塊不同;谷食性動(dòng)物雞可以形成動(dòng)脈粥樣硬化，但其之類代謝和局部心臟血管解剖與人類不同。而作為雜食性動(dòng)物大鼠雖然具有抗動(dòng)脈粥樣硬化的特性，但是它生理解剖與人類相似，飼養(yǎng)方便，成本低廉，獲取容易，生育能力強(qiáng)，死亡率低，重要的是可用于實(shí)驗(yàn)研究的抗體種類豐富，方便后續(xù)研究［4］。綜上所述，根據(jù)動(dòng)物脂質(zhì)代謝情況、操作簡(jiǎn)易程度，選擇大鼠作為建立動(dòng)脈粥樣硬化模型的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物較為理想。

2 動(dòng)脈粥樣硬化模型建立的各種假說

2.1 脂質(zhì)浸潤(rùn)學(xué)說 動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，但其中膽固醇酯化過程是動(dòng)脈粥樣硬化產(chǎn)生的初始環(huán)節(jié)，脂類是動(dòng)脈粥樣硬化形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，黏附于血管內(nèi)膜，形成斑塊。幾乎所有動(dòng)脈粥樣硬化模型的建立都是以大量的脂質(zhì)作為基礎(chǔ)，血漿膽固醇水平與動(dòng)脈粥樣硬化的形成成正相關(guān)，因此，建模時(shí)大多采用高比例豬油、蛋黃粉等作為脂質(zhì)來源。王園園等［5］將 20%豬油、5%白糖、3%膽固醇、0.5% 膽酸鈉、0.2%丙硫氧嘧啶、2%蛋黃粉等加入大鼠飼料，輔以維生素D3喂養(yǎng)3周后，模型組血脂水平升高，出現(xiàn)典型動(dòng)脈粥樣病變的斑塊結(jié)構(gòu)并且小血管出現(xiàn)狹窄現(xiàn)象，心肌損傷明顯。周永剛等［6］將10%豬油、3%膽固醇、0.5%膽酸鈉等加入大鼠飼料，連續(xù)喂養(yǎng)8周后，高脂組大鼠明顯消瘦，且死亡率升高，血清總膽固醇、低密度脂蛋白明顯升高，主動(dòng)脈病理切片切片肉眼可見斑塊，脂質(zhì)浸潤(rùn)斑塊明顯增多。而吳楠等［7］對(duì)比灌胃和摻入飼料的兩種方式服用丙硫氧嘧啶，建模90 d，結(jié)果飲食組4只死亡，光鏡下顯示動(dòng)脈粥樣硬化初期病變，灌胃組無死亡，光鏡下出現(xiàn)典型的動(dòng)脈粥樣硬化斑塊。綜上所述，建模所用飼料的配方大多采用豬油、膽固醇、膽酸鈉、丙硫氧嘧啶、白糖等。其中，高比例的豬油、膽固醇提供了脂質(zhì)來源;膽酸鈉可以提高膽固醇的吸收量，有利于快速形成高脂血癥;大鼠無膽囊，單純高脂飼料易使血清膽固醇升高，采用丙硫氧嘧啶可以抑制甲狀腺功能，降低了膽固醇的氧化和分解，從而升高膽固醇含量，但是藥物味苦，因此加入白糖克服，同時(shí)升高血糖，并且灌胃效果好于飲食中摻入。

2.2 鈣超載學(xué)說 根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，動(dòng)脈壁鈣化和動(dòng)脈壁上的脂質(zhì)沉積是動(dòng)脈粥樣硬化的顯著特征。正常血管壁細(xì)胞中鈣含量水平比較低，而動(dòng)脈粥樣硬化早期形成的冠狀動(dòng)脈脂質(zhì)條紋中鈣含量約為正常的13倍，動(dòng)脈粥樣硬化中期纖維斑塊中鈣含量為較正常含量的24倍，動(dòng)脈粥樣硬化晚期復(fù)合斑塊中鈣含量增加為正常含量的80倍［2］，人類動(dòng)脈粥樣硬化沉積物中鈣磷灰石的含量可高達(dá)70%，其含量與動(dòng)脈粥樣硬化病變程度成正相關(guān)。很多文獻(xiàn)中提到利用維生素D3作為誘導(dǎo)劑促進(jìn)血管鈣化建立動(dòng)脈粥樣硬化模型，傅劍云等［8］采取低劑量(600000 U·kg－1)、中劑量(700000 U·kg－1)、高劑量(800000 U·kg－1)維生素D3灌胃3 d，高脂飼料連續(xù)喂養(yǎng)21 d，結(jié)果灌胃組TC含量全部明顯升高。主動(dòng)脈弓形態(tài)學(xué)觀察，低劑量組血管內(nèi)膜突起，中膜炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，肌纖維斷裂;中劑量組血管內(nèi)膜炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，中膜纖維細(xì)胞增生明顯并向內(nèi)膜遷移，中膜可見灶型出血并有散在的泡沫細(xì)胞，纖維細(xì)胞輕度水腫，血管內(nèi)膜粗糙;高劑量組血管內(nèi)膜層炎細(xì)胞浸潤(rùn)并向血管腔內(nèi)膜突起，中膜纖維細(xì)胞增生明顯，并有纖化灶形成，內(nèi)膜下層有泡沫細(xì)胞浸潤(rùn)，肌纖維局部變性壞死。高劑量的維生素D3容易引起血管動(dòng)脈粥樣硬化病變嚴(yán)重，內(nèi)膜損傷嚴(yán)重，出現(xiàn)毒性反應(yīng)。維生素D3容易導(dǎo)致血鈣升高，破壞動(dòng)脈管壁內(nèi)皮的完整性，有利于血漿脂質(zhì)對(duì)管壁侵入和損傷，促使鈣鹽在主動(dòng)脈中膜沉積，使平滑肌細(xì)胞發(fā)生變性和鈣化。

2.3 內(nèi)膜損傷學(xué)說 1893年Ross首先提出動(dòng)脈內(nèi)皮結(jié)構(gòu)損害和功能紊亂是動(dòng)脈粥樣硬化最早期的特征性病變。動(dòng)脈粥樣硬化過程中隨著脂質(zhì)在血管壁的沉積和大量磷灰石鈣化，出現(xiàn)脂質(zhì)斑塊，肌纖維增生，血管彈性變差，變脆，易斷裂。傅劍云等［8］在研究維生素D3對(duì)血管鈣化的促進(jìn)作用時(shí)，發(fā)現(xiàn)各個(gè)劑量組動(dòng)脈血管鈣化嚴(yán)重，有纖化灶形成，嚴(yán)重的甚至肌纖維斷裂，造成血管內(nèi)膜損傷。王園園等［5］在大鼠飲水中加入FeSO4，研究發(fā)現(xiàn)高濃度的鐵離子能夠加速動(dòng)脈內(nèi)粥樣硬化斑塊形成，體內(nèi)鐵儲(chǔ)存量不足時(shí)可影響LDL的合成，并能減少動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成。體內(nèi)鐵儲(chǔ)存量高時(shí)，鐵能夠使動(dòng)脈內(nèi)有強(qiáng)烈的脂質(zhì)過氧化作用的鐵依賴性超氧自由基生成增多，超氧自由基增多可加速體內(nèi)過氧化的損傷過程，同時(shí)加速了動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)程。無論是血管鈣化，還是超氧自由基增多引起的血管內(nèi)膜損傷都有利于血漿脂質(zhì)對(duì)血管壁的侵入，從而加重動(dòng)脈粥樣硬化。

2.4 免疫反應(yīng)學(xué)說 炎癥是動(dòng)脈粥樣硬化疾病關(guān)鍵的病理環(huán)節(jié)之一，動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)病相關(guān)的多個(gè)危險(xiǎn)因素均與炎癥信號(hào)調(diào)節(jié)密切相關(guān)。動(dòng)脈粥樣硬化病變不僅是單純的動(dòng)脈壁脂質(zhì)堆積，而是進(jìn)展性血管炎癥反應(yīng)的過程，炎癥反應(yīng)貫穿病變的各個(gè)階段。很多傳染因子在動(dòng)脈粥樣硬化的炎癥機(jī)理中可能產(chǎn)生潛在作用，結(jié)核分歧桿菌可能涉及動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病過程。傅劍云等［8］對(duì)大鼠皮內(nèi)注射卡介苗，高脂飼料連續(xù)喂養(yǎng)21 d進(jìn)行造模，結(jié)果模型組TC含量升高，血管形態(tài)學(xué)觀察血管內(nèi)膜尚完整，中膜層纖維細(xì)胞間隙有多量泡沫細(xì)胞形成，纖維細(xì)胞灶型斷裂壞死。BCG的免疫反應(yīng)通過熱休克蛋白來表達(dá)，熱休克蛋白在彈性血管壁細(xì)胞上過分表達(dá)，通過免疫病理機(jī)制導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化的改變。楊潤(rùn)梅等［3］從豚鼠的免疫組化研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，VCAM－1在動(dòng)脈壁病灶中大量表達(dá)，這說明豚鼠早期動(dòng)脈粥樣硬化病變存在炎癥反應(yīng)過程。動(dòng)脈粥樣硬化過程中，白細(xì)胞向血管內(nèi)皮損傷處遷移和黏附，進(jìn)而穿過內(nèi)皮，在內(nèi)皮下積聚，其與內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的炎癥因子將使血管局部的炎癥反應(yīng)長(zhǎng)期存在，其所形成的泡沫細(xì)胞會(huì)使病灶進(jìn)一步惡化［9］。

綜上所述，動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病并不是單由一種因素引起，而是多種因素共同作用的結(jié)果，各種假說都在一定程度上解釋了動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病，但不一而足，它們并不能全面的闡明動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)制。病變過程中，大量脂質(zhì)在血管內(nèi)沉積，鈣質(zhì)在血管沉著導(dǎo)致血管鈣化，血管內(nèi)皮損傷，更有利于大量脂質(zhì)侵入和損傷，同時(shí)也有炎癥因子引起的免疫反應(yīng)，通過免疫病理機(jī)制導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化。因此，為了深入研究動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)制，建立一個(gè)理想的動(dòng)物模型是十分必要的，而在建模過程中，可以考慮給予高脂飼料，配以膽酸鈉、丙硫氧嘧啶等促進(jìn)脂質(zhì)吸收，灌胃維生素D3促進(jìn)鈣化，使用疫苗形成炎癥反應(yīng)等影響動(dòng)脈粥樣硬化形成的各種因素，尋求一種快速、方便、有效的模型建立方法。

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