一種快速建立大鼠動脈粥樣硬化模型的方法

薛儀強+黃石安

【摘要】 目的：探討一種簡單有效的大鼠動脈粥樣硬化模型。方法：將健康雄性SD大鼠40只按照隨機數字表法分為高脂維生素組、高脂組、維生素D組、對照組各10只。4周后檢測血清總膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDL）、高密度脂蛋白（HDL）、白介素1（IL-1）、白介素6（IL-6）、白介素17（IL-17）和C反應蛋白（CRP），并分離各組大鼠的主動脈、肝臟和心臟組織做HE染色。結果：對照組和維生素D組的大鼠體重一直處于增加狀態，對照組的體重增加幅度明顯高于其他各組（P<0.05或P<0.0001）。4周末與對照組比較，高脂維生素D組和高脂組的心臟重量均有所降低（P<0.0001），維生素D組的心臟重量雖然比對照組有所降低，但兩組無明顯差異（P>0.05）。各組間大鼠心臟與體重比有明顯差異（P<0.05），但兩兩比較，高脂維生素組與高脂組和維生素D組的大鼠心臟與體重比均有統計學意義（P<0.0001）。高脂維生素組的TC、TG、LDL、HDL、IL-1、IL-6、IL-17和CRP均明顯高于維生素D組和對照組（P<0.05）。HE染色高脂維生素組有典型的動脈粥樣硬化斑塊；而高脂組有斑塊但是沒有高脂維生素組典型，維生素D組沒有斑塊但是可見平滑肌紊亂。結論：給予大鼠高脂飲食聯合腹腔注射大劑量維生素D可以簡單有效的建立動脈粥樣硬化模型。

【關鍵詞】 動脈粥樣硬化； 模型； 高脂； 維生素D； 大鼠

動脈粥樣硬化（Atherosclerosis，AS）是危害人類健康最嚴重的的疾病之一，但是其發病機制尚未完全明確，因此，建立可靠有效的動物模型對探明動脈粥樣硬化的病因、發病機制、防治和藥物的研發有非常重要的意義[1]。目前已經采用的模型動物包括家兔、鼠、小型豬、猴和鳥類，所采用的方法包括脂質浸潤、內膜損傷、轉基因和免疫刺激等，其中大鼠具有體型適中、抵抗力強、食性與人接近、與人類基因高度同源等特點，是較為理想的動脈粥樣硬化模型的動物[2-10]。有研究者運用維生素D或維生素D聯合高脂飼料可以看到大鼠動脈管壁中有早期斑塊，而每個研究者運用的維生素D的劑量和高脂飼料的配方不同[11-16]。本研究在總結了其他研究者的實驗方法的基礎上，對本試驗進行了改進，經過4周建立了較為成功的大鼠動脈粥樣硬化模型。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 健康SD雄性大鼠，6～8周，體重160～180 g，由廣東省實驗動物中心提供。

1.2 模型建立 將40只SD大鼠按照隨機數字表法分為4組，每組10只。高脂維生素組在喂養高脂飼料（1%膽固醇、0.35%膽酸、5%豬油、0.61%丙基硫氧嘧啶、93.04%基礎飼料，由廣東省實驗動物中心提供）每只每天20 g的基礎上腹腔注射維生素D3（60萬U/kg，購買于上海通用藥業）分3 d連續注射；高脂組給予同等劑量高脂飼料喂養；維生素D組在給予同等劑量基礎飼料的基礎上腹腔注射維生素D3（60萬U/kg）分3 d連續注射；而對照組僅給予同等劑量基礎飼料喂養。實驗周期為4周，每周測一次大鼠體重，在實驗開始和結束時分別測大鼠的血壓（用鼠尾靜脈血壓儀進行測量）。

1.3 HE染色 實驗第4周末，各組大鼠禁食過夜，以10%水合氯醛腹腔麻醉；頸靜脈取血（用于生化檢測）后，立即取完整的主動脈（從主動脈根部到髂總動脈分叉處）、心臟、肝臟組織，并以甲醛固定，進行石蠟切片，HE染色。

1.4 生化指標檢測 靜脈采血后立即離心（3000 rmp/min，

15 min），分離血清，采用ELLSA檢測（試劑盒為R&D公司進口分裝）TC、TG、LDL、HDL、IL-1、IL-6、IL-17和CRP，實驗步驟詳見說明書。

1.5 統計學處理 數據采用GraphPad Prism 5進行統計分析，計量資料用（x±s）表示，比較采用t檢驗或方差分析，以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 大鼠一般情況 實驗前各組大鼠體重無差異（P>0.05），4周后各組大鼠的體重均有所增加，高脂維生素D組和維生素D組的大鼠體重先降低后增加，而對照組和維生素D組的大鼠體重一直處于增加狀態，對照組的體重增加幅度明顯高于其他各組（P<0.05或P<0.0001）。4周末與對照組比較，高脂維生素D組和高脂組的心臟重量均有所降低（P<0.0001），維生素D組的心臟重量雖然比對照組有所降低，但兩組無明顯差異（P>0.05）。各組間大鼠心臟與體重比有明顯差異（P<0.05），但兩兩比較，高脂維生素組與高脂組和維生素D組的大鼠心臟與體重比均有統計學意義（P<0.0001）。

2.2 各組生化結果的比較 與對照組比較，其他三組的TC、TG、LDL、HDL、IL-1、IL-6、IL-17和CRP均有明顯升高（P<0.05）；與維生素D組比較，高脂維生素D組的TC、TG、LDL、HDL、IL-1、IL-6、IL-17和CRP均明顯升高（P<0.05），見表2～3。

2.3 各組血壓的比較 實驗前各組收縮壓無明顯差異（P>0.05）；第4周末各組間收縮壓均有統計學意義（P<0.05），僅高脂維生素D組與對照組和維生素D相比，收縮壓均有統計學意義（P<0.05），而各組大鼠實驗前后收縮壓并無明顯差異（P>0.05）。

2.4 各組形態學 與對照組相比，高脂維生素D組可見主動脈內膜增生、中膜嚴重鈣化增厚、平滑肌排列紊亂、泡沫細胞形成且粥樣硬化斑塊明顯；高脂組可見大鼠動脈壁增厚、平滑肌排列紊亂、點狀鈣化灶形成而斑塊不明顯；維生素D組可見動脈平滑肌排列紊亂，接近正常動脈壁。高脂維生素D組和高脂組的肝臟組織可見脂肪樣變、水腫、肝索排列紊亂、胞質疏松且有明顯的炎癥反應；維生素D組肝臟組織僅可見輕度脂肪樣變。高脂維生素D組的心臟組織可見心肌細胞萎縮；高脂組可見心肌細胞排列紊亂。

3 討論

AS所致的心腦血管疾病已經成為人類疾病的頭號殺手，建立穩定的AS模型為更好地研究AS的病理生理機制提供了基礎[17-19]。鼠類雖然有抗AS特性，但由于應用的廣泛性、易獲得、易飼養，屬于雜食動物，生理解剖與人類相似，所以研究者還是在運用大鼠不斷摸索建立AS模型的方法[20-21]。由于大鼠無膽囊，單純用含膽固醇的飼料不易使大鼠膽固醇升高，故不易形成AS病變。因此在大鼠高脂飼料中加入了膽酸和丙基硫氧嘧啶，前者使膽固醇升高，后者使甲狀腺功能低下。有研究報道，運用維生素D或維生素D聯合高脂飼料可以看到大鼠動脈管壁有早期斑塊，但是每個研究者運用的維生素D的劑量和高脂飼料的配方不同[11-14]。本研究總結了其他研究者經驗的基礎上，運用60萬U/kg的維生素D在四周的時間里成功的建立了大鼠AS模型。

本實驗研究結果表明：（1）維生素D加高脂飲食可以形成AS斑塊，造成肝臟脂肪樣變和水腫，心肌細胞萎縮，但是大鼠的收縮壓并沒有明顯變化，可能與喂養周期短有關；（2）單純高脂飲食組的大鼠動脈可以見到散在的脂質沉積但是并不能形成典型的AS斑塊，由于攝入高脂飲食肝臟也出現了脂肪樣變、水腫、心肌細胞排列紊亂；（3）單純給予維生素D，大鼠動脈接近正常大鼠動脈，肝臟出現輕度脂肪樣變，心肌細胞正常。因此，大鼠可以作為研究AS良好的模型動物。

參考文獻

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[2]孫濤，王穎，馬志勇，等.兔頸總動脈不同形式剪切力及動脈粥樣硬化模型的構建[J].山東大學學報（醫學版），2011，49（2）：62-66.

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[13]趙娟，李相軍，孫波，等.維生素D3聯合高脂飼料建立大鼠動脈粥樣硬化模型[J].實用醫學雜志，2009，25（21）：3569-3571.

[14]殷亞昕，劉潤梅，翟紅霞，等.不同飼料聯合維生素D3建立大鼠動脈粥樣硬化模型的比較[J].中國康復理論與實踐，2010，16（12）：1134-1136.

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[18]楊鵬遠，芮耀誠，焦亞斌，等.動脈粥樣硬化大鼠實驗模型的建立[J].第二軍醫大學學報，2003，24（7）：802-804.

[19]章義利，周秀云，應斌宇，等.大鼠動脈粥樣硬化模型的建立方法[J].溫州醫學院學報，2007，37（4）：331-333.

[20]張美玲，王茁伉，彭成，等.動脈粥樣硬化動物模型研究進展[J].四川動物，2009，28（5）：794-797.

[21]趙娟，任立群.大鼠動脈粥樣硬化模型的復制[J].實用醫學雜志，2008，24（23）：4139-4141.

（收稿日期：2014-03-30） （本文編輯：歐麗）

3 討論

AS所致的心腦血管疾病已經成為人類疾病的頭號殺手，建立穩定的AS模型為更好地研究AS的病理生理機制提供了基礎[17-19]。鼠類雖然有抗AS特性，但由于應用的廣泛性、易獲得、易飼養，屬于雜食動物，生理解剖與人類相似，所以研究者還是在運用大鼠不斷摸索建立AS模型的方法[20-21]。由于大鼠無膽囊，單純用含膽固醇的飼料不易使大鼠膽固醇升高，故不易形成AS病變。因此在大鼠高脂飼料中加入了膽酸和丙基硫氧嘧啶，前者使膽固醇升高，后者使甲狀腺功能低下。有研究報道，運用維生素D或維生素D聯合高脂飼料可以看到大鼠動脈管壁有早期斑塊，但是每個研究者運用的維生素D的劑量和高脂飼料的配方不同[11-14]。本研究總結了其他研究者經驗的基礎上，運用60萬U/kg的維生素D在四周的時間里成功的建立了大鼠AS模型。

本實驗研究結果表明：（1）維生素D加高脂飲食可以形成AS斑塊，造成肝臟脂肪樣變和水腫，心肌細胞萎縮，但是大鼠的收縮壓并沒有明顯變化，可能與喂養周期短有關；（2）單純高脂飲食組的大鼠動脈可以見到散在的脂質沉積但是并不能形成典型的AS斑塊，由于攝入高脂飲食肝臟也出現了脂肪樣變、水腫、心肌細胞排列紊亂；（3）單純給予維生素D，大鼠動脈接近正常大鼠動脈，肝臟出現輕度脂肪樣變，心肌細胞正常。因此，大鼠可以作為研究AS良好的模型動物。

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（收稿日期：2014-03-30） （本文編輯：歐麗）

3 討論

AS所致的心腦血管疾病已經成為人類疾病的頭號殺手，建立穩定的AS模型為更好地研究AS的病理生理機制提供了基礎[17-19]。鼠類雖然有抗AS特性，但由于應用的廣泛性、易獲得、易飼養，屬于雜食動物，生理解剖與人類相似，所以研究者還是在運用大鼠不斷摸索建立AS模型的方法[20-21]。由于大鼠無膽囊，單純用含膽固醇的飼料不易使大鼠膽固醇升高，故不易形成AS病變。因此在大鼠高脂飼料中加入了膽酸和丙基硫氧嘧啶，前者使膽固醇升高，后者使甲狀腺功能低下。有研究報道，運用維生素D或維生素D聯合高脂飼料可以看到大鼠動脈管壁有早期斑塊，但是每個研究者運用的維生素D的劑量和高脂飼料的配方不同[11-14]。本研究總結了其他研究者經驗的基礎上，運用60萬U/kg的維生素D在四周的時間里成功的建立了大鼠AS模型。

本實驗研究結果表明：（1）維生素D加高脂飲食可以形成AS斑塊，造成肝臟脂肪樣變和水腫，心肌細胞萎縮，但是大鼠的收縮壓并沒有明顯變化，可能與喂養周期短有關；（2）單純高脂飲食組的大鼠動脈可以見到散在的脂質沉積但是并不能形成典型的AS斑塊，由于攝入高脂飲食肝臟也出現了脂肪樣變、水腫、心肌細胞排列紊亂；（3）單純給予維生素D，大鼠動脈接近正常大鼠動脈，肝臟出現輕度脂肪樣變，心肌細胞正常。因此，大鼠可以作為研究AS良好的模型動物。

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[5]趙綠英，李金蘭，劉玉玲，等.敵百蟲聯合高脂飼料喂養大鼠動脈粥樣硬化模型的建立[J].中南醫學科學雜志，2012，40（2）：147-151.

[6]郭延松，吳宗貴，楊軍柯，等.三種大鼠動脈粥樣硬化模型復制方法的比較[J].中國動脈硬化雜志，2003，11（5）：465-469.

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[11] Bennani-Kabchi N，Kehel L，El Bouayadi F，et al.New model of atherosclerosis in insulin resistant sand rats：hypercholesterolemia combined with D2 vitamin[J].Atherosclerosis，2000，150（1）：55-61.

[12]周紅，吳曉燕，袁藝標，等.三種劑量維生素D3結合高脂飼料建立大鼠動脈粥樣硬化模型的比較[J].中國動脈硬化雜志，2012，20（11）：995-998.

[13]趙娟，李相軍，孫波，等.維生素D3聯合高脂飼料建立大鼠動脈粥樣硬化模型[J].實用醫學雜志，2009，25（21）：3569-3571.

[14]殷亞昕，劉潤梅，翟紅霞，等.不同飼料聯合維生素D3建立大鼠動脈粥樣硬化模型的比較[J].中國康復理論與實踐，2010，16（12）：1134-1136.

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（收稿日期：2014-03-30） （本文編輯：歐麗）