关于我们

CUSTOMER

客户中心

助力生命健康领域从基础研究到产业化的加速转化

实验动物疾病模型-脂肪肝及肝纤维动物模型
更新时间: 2025-01-07 10:57

1.酒精性肝病动物模型

(1)造模机制:酒精性肝病动物模型(animal model of alcoholic liver disease)包括酒精性脂肪肝、酒精性肝炎、酒精性肝纤维化及酒精性肝硬化,这几种病变往往渐进性地部分重叠。酒精性脂肪肝是指由乙醇引起,以肝细胞内脂肪过多积聚为特征的一系列临床综合征及肝病理改变。脂肪肝是酒精性肝病最早出现的病理改变,是饮酒过度所致的最常见的肝病变。

(2)造模方法:成年雄性 Wistar 大鼠,饲料按常规标本重,饮水用10%酒精饮料,同时灌服50%酒精,2次/天(间隔12h),连续14周。造模期间,观察动物的一般活动状况,造模完毕采血测肝功能及取肝脏组织做病理形态学研究。在普通饲料喂养的基础下制备酒精性脂肪肝模型,持续的乙醇摄入,维持动物血液中乙醇浓度的高水平。使其肝长期不间断地处于乙醇氧化代谢状态之下是至关重要的。

(3)模型特点及应用:主要病理改变:造模14周时出现肝细胞脂肪变性及酒精性肝炎样改变,肝细胞内可见不规则形嗜伊红的 Malory 小体(是由肿胀肝细胞内的一些胞浆纤维蛋白沉积形成),这些病理变化主要是基于乙醇刺激下的脂肪合成增多。模型病变过程与人类及病理改变与人类非常相似,且模型复制成功率高。

2.非酒精性脂肪肝病模型

(1)造模机制:非酒精性脂肪肝病(nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)主要因肝脏脂质代谢长期失衡所致,长期喂食高脂饲料可获得脂肪肝动物模型(animal model offatty liver)。肝脏是脂质代谢的中心器官,生理状态下,肝将摄取于食物吸收以及乳糜微粒或脂肪细胞合成的脂与特异的载脂蛋白结合后分泌人血浆。当来源于饮食或从脂肪组织中动员的游离脂肪酸(FFA)急剧增加,超过了肝脏脂代谢动态平衡,脂肪在肝细胞内开始大量堆积而形成脂肪肝。长期喂食高脂饲料(5%~20%猪油、1%~10%胆固醇、5%~15%蛋黄粉等,为促使病变形成,饲料中还可添加胆酸钠或富含不饱和脂肪酸的物质,如玉米油、鱼油等)可形成脂肪肝模型。

(2)造模方法:成年大鼠,每日喂养含 2%胆固醇、10%猪油、0.3%胆酸钠等成分的高脂饲料,连续8周。或成年家兔,每日喂食含 1%胆固醇、10%猪油的高脂饲料40g/kg体重和高胆固醇饲料80mg/kg体重,连续12周。造模毕,抽取全血及摘取肝组织,测定血中总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、游离脂肪酸(FFA)、极低密度脂蛋白(VLDL)、碱性磷酸酶(ALP)、丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)及肝组织中总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、游离脂肪酸(FFA)的含量,采用RT-PCR 测定肝组织中酞基辅酶 A氧化酶(AOX)的表达,对肝做组织形态学检查。

(3)模型特点及应用:模型大鼠血清 TC、TG、FFA、AST、ALT 升高。肝脏组织 TC、TG、FFA 含量增加,AOX表达增高。肝脏全小叶脂肪变性,属大囊泡性,并有大囊泡融合形成脂囊;脂变肝细胞以中央静脉周围最明显。单核细胞、淋巴细胞等炎细胞浸润,可见点状、灶状、碎屑样坏死。模型家兔肝脏肿胀,肉眼观表面呈黄白色脂肪肝、肝细胞脂滴堆积,肝小叶排列紊乱、边界不清,但未形成假小叶,肝索结构紊乱,纤维组织轻度增生,肝窦和中央静脉间有红细胞堆积。

3.幼鼠非酒精性脂肪肝病模型

随着经济的发展,生活方式、饮食结构的改变,儿童非酒精性脂肪肝病(NAFLD)的发病率逐渐上升。2005年底,我国0~14岁儿童总数约2.65亿。据此估计,我国有近800万的儿童 NAFLD患者,其中绝大多数患者是高脂饮食所致。儿童NAFLD是常见的儿童肝脏疾病,其自然病史尚不清楚,已证实其可发展为儿童肝硬化,且存在多重强烈的心血管危险因素,但临床上对本病的治疗主要依靠饮食及运动调节,尚无安全有效的药物治疗方法。因此,本病的防治需受到重视。但目前较少幼龄动物的 NAFLD模型,在一定程度上限制了儿童 NAFLD病理机制及用药的研究。

(1)造模机制:有报道可予幼兔高脂饲料喂养诱导造模,但兔子系食草动物,饮食结构与人类相差较远,与人类同源性较差。大鼠模型因接近人类发病情况且模型易建立,常用于成人NAFLD的实验研究,但是大鼠青春期短,3周龄离乳,8周龄发育基本成熟,10周龄进入适宜的繁殖期。因此,短暂的造模时间是幼年大鼠NAFLD型建立的难点,目前相关报道较少。有报道给予幼鼠灌喂高脂、高热量脂肪乳,4周造出模型,但该法需每日灌胃,繁琐耗时,且容易因操作不当导致动物死亡。

(2)造模方法:选用 21日龄 SD大鼠,体重(45.53±4.72)g,适应性饲养1d后,随机分为正常组(N)、20%高脂组(HF1)、30%高脂组(HF2)、灌胃组(IG)只。N组予以普通饲料作为对照,普通饲料热量约 3000kcal/kg;HF1组、HF2组分别予以热量约4280kcal/kg、4870kcal/kg高脂固体饲料(普通大鼠饲料中添加 20%、30%猪油),自由摄食。IG组在自由摄食基础上,按每日进食总量的40%给予猪油灌胃(灌胃前将猪油置于40℃水浴中融化),其余各组给予等量生理盐水灌胃。各组大鼠自由进食、进水,喂养6周后处死,实验过程中观察动物食欲、状态、毛发及死亡情况。喂养6周后,大鼠禁食后麻醉,取血、取肝脏进行相关检测。

(3)注意事项:①给予幼鼠灌喂高脂、高热量脂肪乳,需每日灌胃,且容易因操作不当导致动物死亡。②胃肠道功能尚未成熟的幼鼠,高脂饲养结构要适合幼鼠。③改变高脂饲料的质量及摄食方式,使用脂肪乳灌胃可能比固态饲料自由取食较易保证每日进食量;所用鼠粮质量,应对蛋白质含量进行精细分析。

4.四氯化碳诱导肝纤维化大鼠模型

(1)造模机制:肝纤维化是各种慢性肝病发展为肝硬化的共同病理基础,其核心为肝内细胞外基质合成与降解比例失衡,导致细胞外基质在肝脏内过度沉积,最终导致肝硬化。四氯化碳在混合功能氧化酶作用下转变为自由基,使细胞膜磷脂不饱和脂肪酸氧化而引起脂质过氧化,并与巯基蛋白反应造成肝细胞膜损伤,进一步发展为肝纤维化、肝硬化。

(2)造模方法:雄性 Wistar 大鼠,体重 180~190mg,饮用苯巴比妥钠水1周(苯巴比妥钠 30mg溶于100m水中)以诱导混合功能氧化酶活性。用四氯化碳与橄榄油混合液(四氯化碳2m橄榄油5ml)充分混合均匀,20℃避光保存备用。首次皮下注射40%四氯化碳橄榄油混合液,0.5m/100g体重,以后每次注射 0.2m/100g体重,2次/周,每周称体重1次,根据体重调整四氯化碳用量,连续注射8周诱导出纤维化、肝硬化模型。(3)模型特点及应用:8周后采血检测血清肝脏功能:谷丙转氨酶、谷草转氨酶、白蛋白、间接胆红素、直接胆红素发生改变。放射免疫法检测血清肝纤维化指标:透明质酸酶(HA,层粘连蛋白(LN)模型组织均升高。RT-PCR方法检测肝组织中I、Ⅲ型前胶原、TGF-β、TIMP-1的mRNA水平(以上指标模型组除LAB明显降低之外,其他均升高)。

病理组织学及免疫组织化学检测,根据纤维化程度将病变分为1~6级。

0级:正常肝组织。

1级:胶原纤维从中央静脉或汇管区向外延伸

2级:胶原纤维延伸明显,纤维间隔开始形成。

3 级:胶原纤维不全分隔包绕肝小叶。

4 级:胶原纤维包绕分隔肝小叶,以大方形假小叶为主。

5级:肝小叶结构完全被破坏,假小叶形成大方形假小叶及小圆形肝小叶各占 50%。

6 级:肝内布满小圆形假小叶,假小叶间有粗大增生的胶原纤维。

免疫组织化学检测 TGF-B、TIMP-1、α-SMA 等表达均增高。

5.二甲基亚硝胺诱导肝纤维化大鼠模型

(1)造模机制:二甲基亚硝胺(DMN)是一种致癌物,大剂量使用引发肝细胞坏死和肝纤维化。其造模原理是,DMN 进入肝细胞经微粒体代谢生成乙醛。乙醛引起肝细胞损害,同时产生活化的甲基,使核酸、蛋白质甲基化导致肝细胞坏死,炎细胞浸润,细胞外基质进行性增加,数周后在肝内形成中心性纤维化或门脉性纤维化间隔。

(2)造模方法:成年雄性大鼠,按生理盐水稀释液10mg/kg体重的剂量腹腔注射 1%DMN生理盐水稀释液1/d,2/周。连续4周,停止后恢复期观察4周。造模期间,每周观察动物的一般情况,称重一次。造模过程中,在不同时点抽取全血制备血清做丙氨酸转氟酶(MT、天冬氨酸转氨酶(AST、碱性磷酸酶(ALP、总蛋白(TP、白蛋白(ALB、透明质酸酶(HA)含量检测。造模毕,处死动物,摘取肝和脾称重,换算成脏器系数,并行组织形态学检查。

(3)模型特点及应用:DMN诱导的大鼠肝纤维化模型与人类肝纤维化病理改变相似,肝纤维化形成相对比较稳定,模型成功率高。