大鼠动脉粥样硬化模型的建立

【摘要】 动脉粥样硬化的形成是多因素引起的。从动脉粥样硬化主要的发病机制出发，介绍了几种动脉粥样硬化大鼠模型建立的具体方法，并比较了它们的优缺点。

【关键词】 大鼠;动脉粥样硬化;模型/动物

动脉粥样硬化(atherosclerosis，As)是受累动脉病变从内膜开始的一种常见血管病。一般先有脂质和复合糖类积聚、血液流变学改变、血栓形成，血管内皮纤维增生及钙质沉着，并有动脉中层的逐渐蜕变和钙化，病变常累及弹性及大中等肌性动脉，一旦发展到足以阻塞动脉腔，则该动脉所供应的组织或器官将缺血或坏死。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。建立类似于人体As的动物模型是研究其发病机制的前提。常用的实验动物中，鸟类(鸡和鸽)由于其结构和机能与人体不同，虽可形成自发性As，临床研究价值也不大;近似于人体系统发育和饮食结构的实验动物猴和猪因其价格和饲养费用太高，也不能作为广泛的研究对象;常用动物家兔却不易形成自发性As;大鼠作为实验室常用动物，因其容易饲养、生活易于控制，常作为实验研究As的对象，但建立鼠的As模型还在不断摸索，现就此作一综述。

　　1 高脂饲料喂养

　　As的本质是动脉壁对从血浆侵入的脂质的反应，其形成与脂质代谢失常密切相关，因此提高饲料中脂质的含量是建立As的基本方法。目前，高脂血症和动脉粥样硬化大鼠模型主要以高脂饲料喂养建立，高脂饲料的脂质主要由猪油和胆固醇组成，饲料中脂质的含量及喂养时间是决定造模成功与否的关键。依据动物解剖学，大鼠无胆囊，消化液中胆盐分泌受限，导致脂质吸收受到限制，饲料中的胆固醇不易吸收，短期内不易形成高血脂症，也就不易形成As病变。为了增加脂质的吸收和血液中胆固醇的含量，一般在高脂饲料配方中增加胆酸钠，以提高胆固醇吸收量，有利于快速形成高血脂症;另外，在高脂饲料配方中增加了抑制甲状腺功能的药物丙基硫氧嘧啶，降低了胆固醇的氧化和分解，从而升高血胆固醇含量，我们在实验中发现，高脂喂养6周后，血液中TC和LDLC明显增高，而HDLC降低，动脉内膜处的LDLC易受到内膜细胞产生的氧自由基及代谢中间产物的氧化，形成氧化低密度脂蛋白(oxLDL)，oxLDL可引起巨噬细胞内胆固醇的聚集和泡沫细胞的形成，促进AS的发生。由此可见高脂血症是动脉粥样硬化的重要促进因素，LDLC是动脉粥样硬化的启动因子。大量实验证明高脂饲料喂养可以影响大鼠代谢和血管反应性[12]，也可引起主动脉内膜细胞中胆固醇的聚集，形成泡沫细胞，最终单核细胞在受损内皮周围聚集导致脂质条纹形成。但报道出现粥样硬化病变的时间差异较大，Wissler等[3]报道，高胆固醇饲料中加入抗甲状腺药物硫氧嘧啶，喂养6周后，大鼠形成高脂血症，并有早期As表现。也有报道同样条件高脂饲料喂养8wk，大鼠形成高脂血症，但无As病变出现[4]。Patek等[5]通过垂体摘除术，减少体内促甲状腺激素的释放，从而起到抑制甲状腺功能，也能形成早期As表现。还有报道在高胆固醇饲料(胆固醇、猪油)中加入胆酸钠和丙基硫氧嘧啶喂养大鼠，3周大鼠主动脉管壁出现结构改变[6];6周光镜下检测主动脉管壁，发现泡沫细胞形成[7];10周内皮细胞周围胆固醇聚集，脂质沉积出现[8];12周镜检发现典型的成熟动脉粥样硬化斑块[9];学者甄艳军报道，高胆固醇+抗甲状腺药物应用的大鼠见到早期泡沫细胞[10]，但形态结构有别于人体动脉粥样硬化后期斑块病变。

　　由于大鼠自身解剖、生理特性，不易形成自发性动脉粥样硬化，故单纯喂养高胆固醇饲料不能尽快形成As，仅引起脂质浸润。现研究高脂喂养建立大鼠的As模型，一般都在高脂饲料(猪油和胆固醇)中加入抗甲状腺药物(丙基硫氧嘧啶)和促进胆固醇吸收物(胆酸钠)，以加速As模型的形成。

　　2 钙超载

　　根据文献报道[11]，正常血管壁细胞中钙含量水平比较低，而As早期形成的冠状动脉脂质条纹中钙含量约为正常的13倍，As中期纤维斑块中钙含量为较正常含量的24倍，As晚期复合斑块中钙含量增加为正常含量的80倍，因此，血液和血管细胞中钙的含量与As形成密切相关，提高饲料中钙含量建立As模型是可行的。但食物中的钙很难被吸收，研究者在饲料中添加维生素D，以提高钙吸收和血钙含量，高血钙可损伤动脉管壁内皮，钙离子作为机体内重要的第二信使，其含量升高会引起平滑肌细胞的迁移和增殖以及分泌细胞外基质的形成[13]，引起血浆脂质对管壁侵入和损伤，动脉内膜积聚的脂质形成动脉粥样硬化[12];另外，血钙升高超出血浆溶解力，钙盐就沉积在主动脉中膜，使血管平滑肌细胞受损变性，最终出现钙化[14]。Weinstein等[15]应用钙离子拮抗剂可抑制As病变的进展，也证明钙离子在As形成过程中的重要性。

　　综合钙超载原理，目前在高脂喂养前，给予大鼠大剂量维生素D，以提高血钙含量。Wilgram[16]应用维生素D2给大鼠连续灌胃4d，喂高脂饲料(猪油、胆固醇、胆酸和丙基硫氧嘧啶)6周后出现明显As。

　　3 免疫刺激和内膜损伤

　　有学者从免疫学角度建立As模型，Joseph[17]将肺炎衣原体接种在腹主动脉管壁上，家兔正常饮食8周后出现明显的As;Moazed等[18]和Campbell等[19]将肺炎衣原体接种在载脂蛋白E/小鼠鼻内，也可产生As改变;Castellanos等[20]给大鼠皮下注射卵白蛋白使其致敏后，腹腔注射卵白蛋白(5次/周)，正常饮食可出现As改变;也有学者[2122]以巨细胞病毒感染大鼠，引起大鼠免疫反应，导致血管产生As改变。因此从免疫的角度来探讨As模型建立是可行的，但要求环境因素比较严格。

　　另外有学者认为As的形成是动脉对内膜损伤的反应。Joen等[23]将球囊导管插入胸主动脉，上下拉动引起内皮细胞受损后，高胆固醇喂食8周后，可出现明显As表现;也有报道，利用血管空气干燥术后高胆固醇喂食也可形成As变化[2425]。内膜损伤可造成内膜脱落，同时给予高胆固醇喂食可加速了脂质及钙盐的沉积，加速粥样硬化斑块模型的形成。

　　综上所述，动脉粥样硬化的形成是由诸多因素损伤内皮而发生的一系列炎性反应，涉及到脂质代谢、炎性因子、血管力学、血管内膜通透性改变、血液凝固与抗凝、免疫应激等多个方面。从动脉硬化的发病机制出发，高脂、高钙、炎症或机械作用引起内膜损伤是建立鼠动脉硬化模型的前提，各种模型建立的方法在模型形成的时间和动脉硬化程度上有所不同，应根据实验安排来选择。目前还没有一种在短时间内可建立典型成熟的动脉粥样硬化斑块模型的方法，有待于更深入的研究。

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