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动脉粥样硬化(AS)模型构建_
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动脉粥样硬化模型构建
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动脉粥样硬化(arteriosclerosis,AS)是血管病中常见的最重要的一种,严重影响人类健康,是导致人类死亡的“头号杀手”。它主要影响身体内的大中动脉,如冠状动脉、颈动脉、脑动脉和肾动脉等。脂质代谢障碍为动脉粥样硬化的病变基础,常伴有高血压、高胆固醇血脂或糖尿病等。健康的动脉具有弹性,但随着时间的推移,动脉壁会变硬,这种情况通常称为动脉硬化。受累动脉的病变内膜局部会有脂质积聚、纤维组织增生和钙质沉着,形成斑块。由于在动脉内膜积聚的脂质外观呈黄色粥样,因此称为动脉粥样硬化。动脉粥样硬化动物模型构建的方法一般来说,动脉硬化容易实现,而是否有斑块、斑块是什么样子,斑块的成分如何,斑块发生的部位在哪里,这些往往与人类的动脉粥样硬化斑块有很大的差别,因此,应当特别注意动物的选择。目前可以作为动脉粥样硬化(AS)模型的动物中,鼠具有抗AS性,但作为实验动物,具有经济效益高、生存能力强、死亡率低的特点,鼠AS模型病变的形态、斑块的破裂位置与人类十分相似,但鼠模型的斑块破裂处缺乏纤维蛋白和血栓形成。1)高脂、高胆固醇饲料诱导法高脂饲喂法早在20世纪70年代已被采用,至今仍是模拟AS模型最重要的方法。特点是死亡率低,可长期观察,但费时久。造模机制:动物机体脂质代谢紊乱,血脂升高,容易引起血管内皮损伤,导致血管内皮功能紊乱、通透性增高,最终导致血管壁的脂质浸润、形成动脉粥样硬化。造模方法:在动物饲料中加入过量的胆固醇和脂肪。(在基础饲料前提下,添加胆固醇、蛋黄、猪油。根据不同实验目的,采用不同配方。)由于啮齿类动物(如小鼠、大鼠)对胆固醇几乎不反应,为了促进病变的形成,在高脂、高胆固醇饲料中可加入胆酸盐、甲基硫氧嘧啶、丙基硫氧嘧啶、甲亢平、维生素D、蔗糖等,可进一步加速动脉病变的形成。大鼠:含胆酸的高脂、高胆固醇饮食诱导大鼠产生高脂血症及动脉粥样硬化。此外,给大鼠饲喂高胆固醇饮食,同时给予大量维生素D2能使血浆胆固醇水平升高,主动脉和冠状动脉出现粥样斑块。小鼠:选用6~8周C57BL/6小鼠,用含胆固醇1.25%、胆酸0.5%和脂肪15%的饮食饲喂10周,能诱导出动脉粥样硬化早期病变。优点:操作简单,成本较低,较符合人类饮食的特点,病理改变与人早期相似。缺点:造模时间较长,不易形成类似人体的后期粥样斑块病变,期间易导致继发感染从而影响实验的稳定性。适用于:早期动脉粥样硬化的研究。2)血管内皮损伤法造模机制:通过外力损伤血管内皮细胞,使血管内皮通透性、黏附性、血液凝固改变,造成动脉内膜损伤或功能障碍,再辅助性饲喂高脂、高胆固醇饮食,可诱导动脉粥样硬化形成。根据不同的外力,血管内皮损伤法可以分为机械损伤法和物理生化因子损伤法。前者主要是用球囊导管、钢丝套圈或金属丝等来损伤血管内皮,而后者则是用化学药品、电刺激、空气干燥或放射线等来损伤血管内皮。其中球囊损伤法具有可靠性强、可重复性高、更符合临床动脉粥样硬化疾病的发生发展过程等优点。A 球囊损伤法方法:将球囊导管插入血管后,将球囊充气,反复进出牵拉3次,以损伤血管内膜。大鼠:将充满生理盐水的塑料球囊导管自颈外动脉进入胸主动脉,向外拉至颈外动脉再进入胸主动脉,反复3次,再喂以高脂、高胆固醇饮食8周后,可以出现明显动脉粥样硬化病变。注意:球囊损伤管到达颈总动脉中段后,进行反复牵拉时,用力一定要轻,以防动物意外死亡。优点:时间短,定位明确,易于评价,并可根据不同的研究目的和动物,选用不同的动脉造模。缺点:形成的斑块较易脱落而形成血栓,若球囊大小控制不佳会导致动脉破裂或建模失败。适用于:动脉粥样硬化的用药或转基因治疗实验的研究B 气体干燥法方法:空气干燥法是以流量为50-250ml/min的干燥清洁气流吹实验部位的动脉血管内膜5-15min,以造成内膜内皮细胞变性和功能减退,建立动脉粥样硬化模型。优点:成模时间短,操作柔和,内膜变化更接近自然状态下动脉粥样硬化形成的进程,可控性强,不易损害到血管的其他部位。缺点:气流吹的部位要相对恒定,不宜过长,时间也要充足,若内皮损伤轻则不能形成动脉粥样硬化。适用于:动脉粥样硬化内皮细胞作用的研究3)动脉结扎法方法:对血管结扎缝合使血管内血流速度和切应力发生改变,建立动脉粥样硬化模型。优点:对内膜损害小且能保留血管弹性变形的能力。缺点:需精良的设备,手术操作技术难度大、要求高4)基因改造法由于鼠具有抗AS性,各种基因敲除和转基因小鼠是近年来的研究热点之一。脂蛋白 E(ApoE)或低密度脂蛋白受体(LDL-R)基因敲除鼠可自发形成动脉粥样硬化斑块,是动脉粥样硬化研究的常用模型。优点:能自发产生动脉粥样硬化。缺点:基因改造小鼠体积小,临床性检查评估很难,与人类脂类代谢差异较大,存在一定的局限性。适用于:动脉粥样硬化炎症和免疫因子的作用机制研究模型的评价指标(1) 血清生化指标检测:如总胆固醇(TC)含量、甘油三酯(TG)含量、高密度脂蛋白(HDL)含量、低密度脂蛋白(LDL)含量、丙二醛(MDA)含量和氧化高密度脂蛋白(OX-HDL)含量等。(2) 病理形态学指标病理学检测是“金指标”,是评价As病变重要的特异性指标①肉眼大体观察动脉管壁进行病变硬化分级:0级:内膜比较光滑,无奶油样变化;0.5级:内膜有广泛奶油样变化,但无凸出于表面的斑块;1级:有明显的凸起奶油样斑块,面积小于3mm2;2级:斑块面积大于3mm2;3级:斑块融合成片,大部分斑块面积大于3mm2;4级:斑块几乎覆盖整个动脉内膜。②主动脉弓油红O染色③主动脉HE染色④电镜观察
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