從高脂配方和動物特點探討高脂血癥模型的進展

王　點，郭媛媛，鄧亞萍，哈麗米拉(綜述)，郭茂娟(審校)

(天津中醫藥大學中西醫結合學院，天津 300193)

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從高脂配方和動物特點探討高脂血癥模型的進展

王點，郭媛媛，鄧亞萍，哈麗米拉(綜述)，郭茂娟※(審校)

(天津中醫藥大學中西醫結合學院，天津 300193)

摘要：大量流行病學研究表明,高脂血癥是動脈粥樣硬化等心血管疾病的重要物質基礎。構建高脂血癥動物模型時,選用合理的高脂配方和合適的動物尤為關鍵。由膽固醇、膽鹽、蛋黃粉、豬油或花生油、丙基硫氧嘧啶等成分構成的高脂飼料配方，在不同實驗中可能各成分所占整個飼料的比重有所不同，高脂飼料各成分之間的差異可能適合不同實驗目的的需要；高脂模型的動物選擇，主要基于各種動物自身生理解剖學特點，這將有助于研究者選擇合適的動物。因此基于高脂配方和動物特點的分析，為高脂血癥的動物模型選擇提供了依據。

關鍵詞：動脈粥樣硬化；動物模型；高脂飼料成分；高脂血癥

隨著人們飲食結構的改變, 高脂血癥的發病率明顯上升。高脂血癥是脂質代謝或運轉異常的一種全身性疾病，是動脈粥樣硬化(atherosclerosis，As)、腦卒中、糖尿病等疾病的主要誘因，嚴重威脅人類健康。以As病變為基礎的心腦血管疾病，其發生機制尤為復雜，血脂升高是其發生的重要物質基礎。因此大多數As動物模型建立在高脂血癥基礎上。無論是高脂血癥相關疾病的機制研究，還是藥物研究，其關鍵都是選擇合適的高脂飼料配方和動物品種，建立理想的高脂血癥模型。近年來，諸多學者采用各種高脂飼料配方結合各種動物進行研究，其所需時間各不相同，所得效果也有較大差異?，F對各高脂飼料配方和各造模動物的特點進行綜述，以期為高脂血癥的研究提供依據。

1高脂飼料成分分析

1.1膽固醇膽固醇廣泛存在于動物體內，不僅參與形成細胞膜，經代謝還能轉化為膽汁酸、類固醇激素、7-脫氫膽固醇，7-脫氫膽固醇經紫外線照射可轉變為維生素D3。高脂飼料中加入膽固醇的目的是形成高膽固醇血癥，高膽固醇血癥是公認致As的重要危險因素之一[1]，可通過炎癥反應、氧化應激等諸多作用,促進As的形成和發展。因此膽固醇作為高脂飼料的固有成分，廣泛應用于各種高脂血癥模型的建立。需要注意的是，其比例過高易導致腹瀉造成動物死亡，比例過低不易在短時間內形成As病變。

1.2膽鹽膽鹽是由肝細胞分泌的膽酸與?；撬峄蚋拾彼峤Y合而形成的鉀鹽或鈉鹽。它是膽汁中參與脂肪消化和吸收的主要成分。膽鹽有很多生理作用，在高脂飼料中加入膽鹽主要利用其促進脂肪、脂溶性維生素(維生素D3為常用As造模因素)消化和吸收的作用[2]。常用比例為0.5%。

1.3蛋黃粉蛋黃粉是采用新鮮雞蛋為原料，經過多道工序制成的粉質。其脂肪和蛋白質含量可分別高達60%、30%。在高脂飼料中加入蛋白粉主要是為實驗動物提供充足的脂肪和蛋白質。研究表明[3]，動物飼料中的蛋白質比例過低，會導致動物因蛋白質攝入不足發生體質量增長緩慢，嚴重者甚至停止增長。

1.4豬油或花生油豬油，屬動物油，是一種飽和高級脂肪酸甘油酯，為外形黃色、半透明、液體狀的食用油?；ㄉ?，屬植物油，含有80%以上的不飽和脂肪酸。脂肪是動物熱能的主要來源，在飼料中加入脂肪成分能為動物提供足夠的能量和必需脂肪酸，也可用于溶解脂溶性維生素。研究表明[4]，各種高脂飼料中，應注意油含量過高飼料不易成形，且易產生消化不良?；ㄉ统Ｓ脻舛葹?%。

1.5丙基硫氧嘧啶丙基硫氧嘧啶屬抗甲狀腺藥物，在高脂飼料中加入丙基硫氧嘧啶是為了對動物(特別是大鼠)甲狀腺功能進行抑制，促進其對脂類物質的利用，提高脂肪組織對三酰甘油的攝取能力。有研究通過試驗得出丙基硫氧嘧啶易造成實驗動物死亡，少用或不用為好的結論[5]。吳楠等[6]采用灌胃的方式加入丙基硫氧嘧啶，能有效避免實驗動物死亡。丙基硫氧嘧啶常用濃度為0.2%。

1.6白糖血糖代謝異常與As關系十分密切。高糖作用于內皮細胞，可通過抑制其增殖、加速衰老和凋亡導致其受損，而分泌各種生物活性物質促進As的形成[7]。白糖常用濃度為5%。林征等[4]為探討合適的飼料配方，采用8種飼料飼喂雄性SD大鼠, 并用析因設計方差與多元逐步回歸分析高脂飼料成分對血脂水平的影響。所得結論為膽固醇及膽鹽含量主要影響血清總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇水平，其中膽固醇作用更大，其改變還可導致高密度脂蛋白膽固醇水平不同，豬油含量改變會影響三酰甘油水平。

2高脂血癥模型動物的選擇

2.1兔常見兔的高脂飼料基本組成主要為膽固醇+豬油+蛋黃粉+基礎飼料。高脂飲食兔的As模型在一定時期內穩定(停止喂養后15周內尚未恢復正常),故常采用高脂飲食建立模型。單純高脂飲食造模，最短造模時間4周，最長造模時間26周。以新西蘭兔和日本大耳白兔較常用。兔與人類有相似的脂蛋白代謝，對膽固醇吸收能力較強(75%～90%)，高脂喂養，高膽固醇血癥可在較短時間內形成，且不同飲食方式可形成不同類型的As斑塊[8]。

圣·托馬斯兔和渡邊兔是用于研究As和高脂血癥的兩個常用自發品種。圣·托馬斯兔因肝臟具有較強的合成極低密度脂蛋白的功能，用普通飼料喂養就可使血漿低密度、極低密度及中間密度脂蛋白均升高。渡邊兔[9]是通過單基因隱性突變而造成低密度脂蛋白受體缺陷，用普通飼料喂養就能形成高脂血癥和As。其可直接用于研究高脂血癥與As的關系。豚鼠的病理變化、脂代謝特點與由高脂飲食引起的高脂血癥不同，更符合人類高脂血癥的特點[10]。

2.2大鼠和小鼠常見的適用于大鼠的高脂飼料基本組成主要為膽固醇+豬油+膽鹽+丙基硫氧嘧啶+基礎飼料。大鼠由于無膽囊，對脂質吸收較少且具有成本低廉[11]、易于飼養管理、抵抗力強等優勢, 成為國內外研究高脂血癥中最常使用的一種模型動物。實驗研究較常用的大鼠品種主要是SD和Wistar大鼠。其具有較強的抗自發性及實驗性As形成的特性。而正常血壓性動脈粥樣硬化癥大鼠(normotensiveatherogenic rats,NAR)(系從ALR中雜交選擇，培育成的正常血壓性動脈硬化癥大鼠)和易發動脈脂肪沉著易發癥大鼠(arterolipidosis-sprone rat,ALR)(該鼠屬于SHR培育的亞型，在自發高血壓同時伴有動脈脂肪沉積)均是可自發形成As模型的大鼠品種，其中NAR大鼠在正常血壓時就可發生As，而ALR大鼠易發生動脈脂肪沉著和高血脂癥，NAR和ALR大鼠均可用于As早期的研究。

常見的適用于小鼠高脂飼料基本組成主要為膽固醇+豬油+膽鹽+基礎飼料。小鼠由于缺乏膽固醇酯轉移蛋白，建立As模型時，僅部分獲得成功，而且用含膽固醇的飼料喂養后，其病死率也較高。究其原因：小鼠的體形較小，動脈過細，其病變相對不恒定，且與人類差異較大，故小鼠較大鼠等動物應用少。載脂蛋白E基因敲除小鼠是通過轉基因技術制備的小鼠品種，其在普通飲食下不僅血漿總膽固醇水平可比正常小鼠高出5～8倍，而且能自發形成As模型，較為常用。但其脂蛋白譜與人類差異較大，且屬人為造成的基因缺失動物，并不能真實地反映人類As發生和發展的全過程。因此，此類基因工程鼠常被用于As早期可逆階段的研究[12]。

2.3豚鼠常見的適用于豚鼠的高脂飼料基本組成主要成分為膽固醇+豬油+基礎飼料。國外學者對豚鼠的脂代謝生理病理進行研究，發現豚鼠在血漿脂蛋白構成、膽固醇代謝、藥物治療反應性等方面與人類有很多相似之處[13-14]。但豚鼠在國內多用于免疫研究，極少有對其脂代謝方面的研究報道。羅漪[15]將豚鼠、SD大鼠分為對照組、模型組。對照組基礎飼料飼養，模型組高脂飼料飼養，30 d后與SD大鼠模型組相比，豚鼠體質量顯著增高，血脂水平明顯升高，動脈硬化指數升高明顯，其主動脈內膜能形成As。綜上所述，與抗As形成的大鼠相比，豚鼠高脂飲食易形成As病變，深入進行豚鼠As模型及其形成機制的研究與探索有重要意義。

2.4金黃地鼠金黃地鼠的來源較廣，且其對膽固醇的吸收較快，能在較短時間內形成高脂血癥。其在脂質合成與代謝方面與人存在很多相似之處，例如雄性地鼠內源性膽固醇的肝外合成率約85%，人類約90%。但用金黃地鼠制作模型也存在一些問題，如采血困難、性情不太溫順等。郭金英等[16]以組成為72.6%基礎飼料、2%膽固醇、5%豬油、10%雞蛋黃、10.4%草粉的高脂飼料喂養金黃地鼠15 d后，成功建立理想的地鼠高脂血癥模型。鐘民濤等[17]建立長爪沙鼠速發型高脂血癥模型，以1%膽固醇高脂飼料喂養，1周后出現較穩定的高脂血癥。該高脂血癥模型的建立采用高脂飲食的方式誘導接近人類的飲食習慣，符合人高脂血癥的形成過程。

2.5豬常見的適用于豬的高脂飼料基本組成主要為膽固醇+蛋黃粉+花生油+基礎飼料。豬是高脂血癥研究的常用動物，其對高脂飼料變化較其他動物更敏感，其載脂蛋白、血漿脂蛋白性質、低密度脂蛋白結構等與人類相似。一般常用體質量為家豬1/8～1/6的小型豬進行實驗研究，采用高膽固醇高脂飼料進行喂養。豬模型的缺點主要是價格高、維持費用昂貴。謝忠忱等[18]把30頭小型豬分成對照組、1.5%膽固醇組、3%膽固醇組。1個月后，高脂飲食組總膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇迅速升高, 4個月后變化趨于穩定。1.5%膽固醇組和3%膽固醇組各指標差異無統計學意義，提示1.5%膽固醇就足以獲得高脂血癥模型。

2.6鵪鶉常見的適用于鵪鶉的高脂飼料基本組成主要為膽固醇+豬油+花生油+基礎飼料。鳥類中鵪鶉較常用于建立As。鵪鶉是在脊椎動物中能自發形成As的動物品種之一，具有體形小，消耗藥品量少，管理、喂養、采血、給藥方便等優點，被認為是建立As較理想的動物模型[19]。但由于鵪鶉是非哺乳類動物，血漿蛋白與人類不同，局部解剖也有較大差異，限制了其應用。陳凱等[20]長期以不同含量高脂飼料喂養兔、鵪鶉、大鼠，比較3種不同動物誘發高血脂癥和As的特點。兔喂膽固醇1%膽固醇，1個月可形成主As斑塊。相同條件下，鵪鶉喂1%膽固醇，3個月后形成典型的As病理學改變。

2.7其他動物非人靈長類動物親緣上與人類接近，具有與人類相似的As病變。其大多數在給予高脂飲食后即可形成高脂血癥,具有上述很多動物品種不能與其比擬的優勢，但因為供應困難，資費昂貴，不符合實驗研究的要求[21-22]。

3常見動物建高脂血癥模型特點分析

3.1兔高脂飲食建立As模型特點①隨著膽固醇濃度的增加，建模時間逐漸縮短；②當膽固醇濃度高達2%時，開始加入膽鹽。由于兔本身為草食動物，加入膽鹽可有助于脂肪的消化吸收，有效避免高膽固醇引起的死亡[23-24]。

3.2鼠類大鼠高脂飲食建立As模型有以下特點。①與其他動物相比，其高脂飼料中常常加入0.2%的丙基硫氧嘧啶。原因主要為大鼠在解剖學上無膽囊結構，在對高脂飲食中膽固醇等成分消化力相對較弱，添加丙基硫氧嘧啶能促進其對脂類物質的利用[25]。②文獻報道，如果高脂飼料中含有1%膽固醇時大鼠?？赡褪?，不需要或僅需少量膽鹽和丙基硫氧嘧啶助其消化。但一般建立As的模型時間在10～12周[26]。③也有研究常常用2%或3%膽固醇、10%豬油、0.5%膽鹽配方，此時需要添加助消化的膽鹽，也有部分大鼠出現消化不良癥狀。但通常建立成As模型的周期一般在12周之內[27-28]。小鼠高脂飲食建立As模型的特點：①與大鼠相比，小鼠常在1%膽固醇時就加入膽鹽，因為小鼠消化膽固醇的能力更弱，所以及時添加膽鹽一方面助其對脂肪的消化吸收，另一方面利于建立As模型[29]。②在小鼠的高脂飼料中，幾乎不添加丙基硫氧嘧啶[30]。

3.3豚鼠高脂飲食建立As模型的特點①與其他動物相比，豚鼠高脂飼料組成簡單，僅為膽固醇+豬油。不添加膽鹽或者丙基硫氧嘧啶。②此外，在相同濃度的1%膽固醇高脂飼料時，其他動物建模需12周甚至更長時間，但豚鼠則僅需10周左右就可建立As模型[31]。

3.4豬高脂飲食建立As模型的特點①在高脂飼料配方中，常用10%豬油[32]。②與其他動物相比，其造模時間過長，達到典型病變常需12個月左右，且實驗成本及飼養成本高，限制了其在基礎研究中的推廣。

3.5鵪鶉高脂飲食建立As模型的特點①研究顯示，鵪鶉在建立As模型時，高脂飼料常用1%膽固醇和14%豬油[33]。②隨著油脂含量的升高，建模時間逐漸縮短。其往往不需要其他的添加劑。此外由于市場上對于鵪鶉的需求相對較少，應用鵪鶉建立高脂血癥和As模型的文獻相對較少。

4結語

建立理想的高脂血癥動物模型，需綜合考慮造模動物和高脂飼料配方兩方面。不同的高脂飼料配方配伍可用于不同的動物，且各種模型動物又具有各自的優缺點，形成造模時間快慢不等的高脂血癥模型。在造模動物選擇上，應參考以上各種動物的優缺點及造模成本；在高脂飼料配方及組成選擇上，應參考各種動物本身的代謝需要及造模時間，選出符合自身實驗研究要求的動物種類和高脂飼料配方，在短期內形成穩定的高脂血癥，為研究相關疾病提供良好的動物模型。

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Advances in Animal Models of Hyperlipidemia Regarding Animal-based Fat Recipes and CharacteristicsWANGDian,GUOYuan-yuan,DENGYa-ping,HALi-mi-la,GUOMao-juan.(SchoolofIntegrativeMedicine,TianjinUniversityofTraditionalChineseMedicine,Tianjin300193,China)

Abstract：A large number of epidemiological studies have shown that hyperlipidemia is a key risk factor of atherosclerosis. It is particularly important to choose a reasonable high-fat formula and suitable animal when building hyperlipidemia models. The high-fat diet is made up of cholesterol, bile salts, egg yolk powder,propylthiouracil,lard or peanut oil.Different proportions of the components in high-fat diet will help researchers to choose appropriate high-fat formula based on its role in the formula.As for the hyperlipidemia animal models,it′s mainly based on the physiological anatomy characteristics of different animals,which could help the researchers to choose an appropriate animal.Here provides a reference to choose appropriate diet and suitable animal to build hyperlipidemia models, based on the analysis of high-fat formula and features of different animals.

Key words:Atherosclerosis; Animal models; High-fat ingredients; Hyperlipidemia

收稿日期：2015-03-16修回日期：2015-04-17編輯：相丹峰

基金項目：國家自然科學基金(81202797)；國家級大學生創新基金(201410063001)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.18.003

中圖分類號:R364.2

文獻標識碼:A

文章編號：1006-2084(2015)18-3271-03