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非酒精性脂肪肝病(NAFLD)模型


非酒精性脂肪肝病模型饲料和复制模型方法

非酒精性脂肪肝病模型是当前研究的热点之一,同一种动物有多种模型饲料可以选择,不同动物之间差别也很大。请根据拟准备使用的动物,从左边导航中点击浏览相关内容、选择模型饲料。

 

 

文献综述
www.trophic.cn
2012年7月1日出版

非酒精性脂肪肝病(炎)模型与饲料

(Model of nonalcoholic fatty liver disease,NASH,and model diet )
南通特洛菲饲料科技有限公司技术部 综述

【摘要】本文介绍了非酒精性脂肪肝病的概念、非酒精性脂肪肝炎模型的的复制方法,与非酒精性脂肪肝的鉴别方法,介绍了当前使用的不同模型饲料的使用效果。

【关键词】非酒精性脂肪肝病;非酒精性脂肪肝炎模型;模型饲料;实验动物

脂肪沉积在肝脏,称为脂肪性肝。由饮酒(酒精)所致的脂肪肝称为酒精性脂肪肝(点击查看酒精性脂肪肝模型与饲料),而酒精之外的因素所致的脂肪肝称为非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD)。非酒精性脂肪肝病又分为两种,一种是非酒精性脂肪肝(nonalcoholic fatty liver,NAFL),肝脏中只有脂肪沉积,没有炎症。另一种是非酒精性脂肪肝炎(nonalcoholic steatohepatitis,NASH),肝脏中除了有脂肪沉积,而且有慢性炎症,这种炎症可以发展,出现炎性坏死、凋亡,肝功能不正常,继续发展则出现肝硬化甚至肝癌。

因此,如果要复制非酒精性脂肪肝病模型,那么,就要看是复制非酒精性脂肪肝(NAFL)模型,还是非酒精性脂肪肝炎(NASH)模型。

一、怎样判断是NAFL模型还是NASH模型

从上面的介绍已经知道,NAFL和NASH的最大区别在于肝脏内是否有慢性炎症表现,无则NAFL,有则NASH,如果还发展为炎性坏死、凋亡、肝功能不正常,那也一定是NASH。因此,在复制模型时,必需提供形态学和生化两方面的检测结果来说明建立的模型是NAFL模型还是NASH模型。正因为如此,凡是研究非酒精性脂肪肝病的论文,一般都提供以下方面的指标变化情况:在形态学方面,组织切片染色观察是否有脂肪沉积、炎症、炎性细胞浸润、坏死、线粒体损伤、原胶原染色观察,等等,生化方面,肝脏总脂、血浆游离脂肪酸、血糖、血浆胰岛素、血浆甘油三酯、丙氨酸转氨酶(ALT)、氧化应激、脂质过氧化等等是否有改变。

二、非酒精性肝炎模型(NASH)的建立方法

1. 高脂液体饲料作为NASH模型饲料

喂饲方法不同,效果不同,原理不同。

方法一:普通喂养法。

模型饲料:上面列表中列出的高脂饲料。

模型效果:大鼠喂养3周时,模型饲料组和对照饲料组体重和热量摄入没有差别。但是,形态学看到,对照饲料组和模型饲料组肝脏都有脂肪沉着、炎症、炎症细胞浸润,但对照饲料组肝脏中很轻。生化测定观察到,模型饲料组肝脏总脂浓度较高(对照组的2倍左右),肝脏TNF-α含量较高(对照组的2倍左右),应激反应明显,原胶原mRNA(procollagen mRNA)表达增强,血浆胰岛素水平升高。

模型评价:模型组热量摄入与对照组相同。肝脏病变比较轻,丙氨酸转氨酶(ALT)没有变化。

方法二:胃管给饲料:强制喂饲法

模型饲料和对照饲料:高脂液体饲料。对照饲料给正常热量的液体饲料。采取胃管给饲料,迫使模型组高热量摄入。埋管方法是,在麻醉下,剖腹暴露胃,向其中插入一根管子,管子的另一端从皮下到达颈部背侧穿出,把管端缝在颈部肌肉上固定,缝合皮肤。手术后第7天开始,每天经此管注入液体饲料,自由饮水。

胃内埋管方法非常简单,不像想象中的那样难,关键是其中的技巧,请点击阅读“胃内埋管方法

模型效果:

在大鼠,模型组21天时可见肥胖,高血糖,瘦素升高,血浆胰岛素、甘油三酯升高,但肝脏尚没有脂肪变性,然后继续演变成肝脏脂肪沉积,小叶炎症,坏死、凋亡,氧化应激明显,65天时能看到肝脏纤维化的表现(胶原纤维增多),类似于临床NASH3期表现。

在C57BL/6小鼠,给饲料9周时,观察到肥胖,胰岛素抵抗,然后出现肝脏增生,脂肪沉积,炎症,坏死和纤维化。但是,肝脏某些生化指标的改变不能模拟人体的NASH。

模型评价:由于NASH往往是肥胖的并发症,而该模型保障了每天高热量摄入,表现肥胖。该方法在大鼠中模型几乎能够模拟出人的NASH的所有异常表现。这个模型中需要使用胃管,手术方法并不复杂,动物死亡率不高。缺点是,胃管给饲料不仅不符合动物自然的饮食方法,也不符合人类的饮食习惯。

注意:有人在20天年龄的Wistar大鼠中采用高脂饲料喂养,喂养方法采用自由饮食,结果是14周也没有看到NASH情况。由此也可以推测上面这个方法中通过胃管强制性给饲料很关键。

2. 纯化型高脂高糖颗粒饲料作为NASH模型饲料

模型效果:喂养大鼠24周内肝脏脂肪沉积,血清丙氨酸转氨酶(ALT)增加。

模型评价:随喂养时间的延长,脂肪沉积程度不改变,肝功能变化在体重增加前发生。

3. 高脂饲料添加丙基硫氧嘧啶作为NASH模型饲料

模型效果:喂养SD大鼠,4周有胰岛素抵抗,6周后肝脏脂肪沉积、炎症。

模型评价:该法的关键是了丙基硫氧嘧啶(抗甲状腺药)的辅助。对此模型有兴趣的读者,可以点击查看关于丙基硫氧嘧啶(propylthiouracil)作为NASH模型辅助措施的参考文献

4. 高脂饲料添加金硫葡萄糖作为NASH模型饲料

该方法中用金硫葡萄糖(GTG,gold thioglucose)辅助。如果对这种方法感兴趣,点击查看(关于金硫葡萄糖(gold thioglucose)作为NASH模型辅助措施的参考文献)。

模型效果:喂养C57BL/6小鼠12周,可见中心型肥胖,胰岛素抵抗,肝脏脂肪沉积,炎症,纤维化。

5. 高脂高胆固醇饲料作为NASH模型饲料

模型饲料:高脂高胆固醇饲料。

模型效果:喂养大鼠4周时,肝脏实质脂肪沉积,然后逐渐加重,在12-48周,NSAH发生和肝功能异常,16周时少数大鼠肝脏纤维化,24周时所有大鼠肝脏纤维化,在36-48周期间肝脏纤维化已经到了严重的程度。

在鸡中观察到,血浆高胆固醇、高甘油三酯,肝脏脂肪沉积、炎症。在幼年兔中看到肥胖,肝重增大,肝脏脂肪沉积,纤维化。

6. 高脂、高蛋白、胆碱缺乏饲料作为NASH模型饲料

模型效果:喂养猪24周时,严重的代谢综合症,肝脏大小血管脂肪沉积,血清脂联素(adiponectin)降低、瘦素(leptin)升高、肿瘤坏死因子TNF)升高,肝脏甘油三酯升高,肝脏过氧化应激增强。

7. 高脂、MCD饲料作为模型饲料

MCD的意思是蛋氨酸和胆碱均缺乏。

模型效果:喂养C57BL/6小鼠23周看到肥胖,高血脂,胰岛素抵抗,肝脏脂肪沉积,炎症,纤维化,肝脏甘油三酯含量增加,血清ALT升高。

8. 纯化型高脂高糖MCD饲料作为NASH模型饲料

优点:造模简单,所需时间短。多种动物均可采用。

模型效果:

在鼠中观察到3天发生肝脏炎症,1-2周发生脂肪沉积,2周时可见炎性坏死,然后发展成纤维增生,3周时氧化应激明显,不发生胰岛素抵抗,体重减轻(肌肉和脂肪均减少)。

9. 高脂饲料联合静脉注射oxLDL

原理:NASH病人血浆氧化型低密度脂蛋白(Oxidized low density lipoprotein,oxLDL)浓度比正常人高,而oxLDL对脂肪代谢有损伤性作用。该模型巧妙地利用这一点,在喂养纯化型高脂饲料的同时,每3天静脉注射oxLDL一次。

模型效果:喂养C57BL/6J小鼠23周看到肥胖,肝脏脂肪沉积,轻度纤维化,脂质过氧化。在21-23周期间给予oxLDL不仅加剧肝脏脂肪变性,纤维化和脂质过氧化,而且炎症加剧,包括肝脏损伤和炎性细胞浸润更明显。

三、复制非酒精性肝炎模型的注意点

除了前面说过的要注意从形态学和生化检测来进行模型评估外,还需要注意以下几点:

1. 有没有肥胖

在NASH病人当中,无肥胖的30%左右,肥胖的占70%左右,如果研究的目的与肥胖无关,那么,模型不应该出现肥胖或者不是继发于肥胖的,相反,如果研究的是肥胖伴有NASH,那么,肥胖就成为必需。

2. NASH的研究是当前研究的热点,但公认的模型尚未出现

目前,不同研究从不同的角度,使用不同的方法,来开展NASH的研究。上面介绍了很多方法,但公认的方法尚没有诞生,很多还没有得到他人的重复。因此,研究者选择模型方法时,应当谨慎,可能需要自己来重复观察,最好做预试验,防止在正式实验后发现不满意的结果。

3. 关于NASH的发展的研究

在NASH病人当中,有些可以发展成肝硬化,甚至肝癌。在动物NASH模型中,理论上试验时间越长,越有可能也这样发展。但实际上,还没有这方面的报道。目前,NASH模型中只是发展到肝脏纤维增生,尚没有到达肝硬化的程度。

3. 关于NASH模型中动物品种、性别的差别

不同的品种和性别对于NASH模型的建立可能有差别的,建议查看关于动物品种和性别差异的参考文献进行阅读。雄性大鼠比雌性的脂肪肝更明显,肝脂更多、血清ALT更高。Wistar大鼠不论是雌雄,都要比SD大鼠有肝脂更多、血清ALT更高、肝脏与体重的比率更大。Wistar雌性大鼠比雌性SD更肥。虽然所有大鼠都发展成脂肪肝,但是炎性坏死和炎症都很轻,纤维化可能看不到。与Wistar大鼠比较,C57/BL6小鼠炎症很明显,脂质过氧化和线粒体损伤更明显,而脂肪肝比较轻,肝甘油三酯要低,脂质过氧化也较轻。




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重要资料

高脂饮食或模型复制的研究者请注意:

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