動脈粥樣硬化模型的復制方法

實驗概要

本文選用兔、豬、大鼠、雞、鴿、猴和犬等動物，介紹了幾種常用的動脈粥樣硬化模型復制方法，主要有高膽固醇、高脂肪飼料喂養法，免疫學方法，注射兒茶酚胺類藥物法，注入同型半胱氨酸法，注射表面活化劑法，膽固醇-脂肪乳劑靜脈注射法及幼乳大白鼠法等。

實驗步驟

1．高膽固醇、高脂肪飼料喂養法

是目前比較常用的方法，特點是死亡率低，可長期觀察，但費時久。一般在家兔、鴿、雞等，經數周喂養就可產生明顯的高脂血癥，經數月就能形成早期的動脈粥樣硬化病變。大白鼠、小白鼠及犬則較難形成，如果飼料中增加蛋黃、膽酸和豬油等，可用促進作用。為了促進病變的形成，在高脂飼料中還可加入甲基硫氧嘧啶、丙基硫氧嘧啶、甲亢平、苯丙胺、維生素D、煙堿或蔗糖等。
具體復制方法：

   1) 兔誘發模型：體重2kg左右，每天喂服膽固醇0.3g，4個月后肉眼可見主動脈粥樣硬化斑塊；若每天劑量增至0.5g，3個月后可出現斑塊；若增至每天1g，可縮為2個月。在飼料中加入15%蛋黃粉、0.5%膽固醇和5%豬油，經3周后，將飼料中膽固醇減去，再喂3周，可使主動脈斑塊發生率達100%，血清膽固醇可長高至2000mg%。

   2) 大白鼠誘發模型：喂服1～4%膽固醇、10%豬油、0.2%甲基硫氧嘧啶、86～89%基礎飼料，7～10天；或喂服10%蛋白黃粉、5%豬油、0.5%膽鹽、85%基礎飼料，7天后均可形成高膽固醇血癥。

   3) 小白鼠誘發模型：雄性小白鼠飼以1%膽固醇及10%豬油的高脂飼料，7天后血清膽固醇即升為343±15mg；若在飼料中再加入0.3%的膽酸，連飼7天，血清膽固醇可高達530±36mg%。

   4) 雞、鴿誘發模型：4～8周的萊克享雞，在飼料中加入1～2%膽固醇或15%的蛋黃粉，再加5～10%的豬油，經過6～10周，血膽固醇升至1000～4000mg%，胸主動脈斑塊發生率達100%。鴿喂飼膽固醇3g/kg/天，加甲基硫氧嘧啶0.1g，可以產生較多動物斑塊。
2．免疫學方法

將大白鼠主動脈勻漿給兔注射，可引起血膽固醇、β-脂蛋白及甘油三脂升高。給兔注射馬血清10ml/kg/次，共4次，每次間隔17天，動脈內膜損傷率為88%，冠狀動脈亦有粥樣硬化的病變；同時給予高膽固醇飼料，病變更加明顯。兔喂飼含1%膽固醇的飲料，靜脈注射牛血清白蛋白250mg/kg，可加速高膽固醇飼料引起的動脈內膜病變形成。
3．注射兒茶酚胺類藥物法

給兔靜脈滴注去甲腎上腺素1mg/日，時間為30分鐘。一種方法是先點滴15分鐘，休息5分鐘后再滴15分鐘；另一方法是每次點滴5分鐘和休息5分鐘，反復6次。以上兩種方法持續兩周，均可引起主動脈病變，呈現血管壁中層彈性纖維拉長、劈裂或斷裂，病變中出現壞死及鈣化。
4．注入同型半胱氨酸法

給兔皮下注射同型半胱氨酸硫代內脂（dl-homocysteine, thiolactone）20～25mg/kg/日（以5%葡萄糖溶液配成1mg/ml的濃度），連續20～25天，成年兔及幼兔均可出現動脈粥樣硬化的典型病變。冠狀動脈管腔變窄、動脈壁內膜肌細胞增生、纖維組織增生、彈力纖維斷裂、管壁變厚、基質中出現成堆的顆粒狀和纖維狀異染物質。如在飼料中加入20%的膽固醇，再同時注射同型半胱氨酸硫代內脂，則全部動物出現顯著的動脈粥樣硬化病變。
5．注射表面活化劑法

給大白鼠腹腔注射Triton WR1339300mg/kg，9小時后使血清膽固醇升高3-4倍；20小時后雄性大白鼠血清膽固醇仍為正常的3～4倍，而雌性大白鼠卻為6倍左右；用藥后24小時左右升脂作用達最高點，48小時左右恢復正常。其中以甘油三脂升高最強，其次是磷脂、游離脂肪酸及游離膽固醇，對膽固醇脂沒有影響。
6．膽固醇-脂肪乳劑靜脈注射法

將膽固醇及豬油各3g在電磁加熱攪拌下完全溶解后加入吐溫-803g，攪勻，再緩緩加入丙二醇5ml和沸水的混合液，充分攪拌乳化，使成100ml，經抽濾后顯微鏡下檢查，乳劑顆粒均勻，并小于7～8μm即可應用。給兔耳緣靜脈注射5ml/kg,可見血漿膽固醇及甘油三酯立即升高。總膽固醇升高至正常的6倍，其中主要是游離膽固醇，游離膽固醇和總膽固醇的比值為90%。以后血漿總膽固醇逐漸降低，6小時時出現一低峰，后略有回升。3～4天后游離膽固醇和總膽固醇的比值接近正常（40%左右），直到7～14天血漿膽固醇恢復正常。
7．幼乳大白鼠法

一般乳幼大白鼠的血清膽固醇高于或成年大白的2～3倍，這是由于乳汁中脂肪含量很高，而甲狀腺功能尚不健全的緣故。若用一般飼料取代乳汁喂養，則血清膽固醇很快就能降至正常成年大白鼠的水平。選用出生25天的乳幼大白鼠，雌雄兼用，體重30～50g，在不脫離母鼠乳汁喂養的條件下，進行實驗觀察藥物的降血膽固醇作用，與對照組比較效果。一般認為這種高膽固醇血癥對甲狀腺素及其衍生物類藥物非常敏感，而對某些膽固醇生物合成抑制劑則不敏感。
8．其它方法

還有許多因素可誘發高脂血癥及動脈粥樣硬化癥。例如使動物腦部缺血、電刺激中樞神經系統、高度應激狀態、鳥類應用大劑量雌激素和暴露于一氧化碳環境、氣囊異管損傷動脈壁內皮細胞等。
各種高脂血癥、動脈粥樣硬化癥動物模型的特點：除田鼠和地鼠外，一般溫血動物只要用適當的方法，都能形成動脈粥樣硬化的斑塊病變。
   1) 兔：是最早用以制造高脂血癥和動脈粥樣硬化癥模型的動物，至今仍然多被采用。它對外源性膽固醇的吸收率高，可達75～95%，大白鼠僅為40%，對高血脂的清除能力低，靜脈注入膽固醇后脂血癥可持續3～4天，大鼠僅為12小時，狗介于兩者之間。只要給兔含膽固醇較高的飼料，不必附加其它因素，經3～4月即可形成明顯的動脈粥樣硬化癥，而且與人體發生的病變相似，取血檢查也較方便。但是也有些缺點，如必須使血清膽固醇達到很高的水平才能形成斑塊，而這時內臟易于發生脂質沉著，動物壽命短，低抗力差，容易繼發感染而死亡。再者，兔為草食動物，其酯代謝與人體的酯代謝差異較大；實驗發現其冠狀動物病變主要呈現在心臟的小動脈，而人主要發生在冠狀動脈的大分支。
   2) 大白鼠：應用大白鼠建立高血脂及動脈粥樣硬化模型，有飼養方便、抵抗力強、食性與人相近的優點。所形成的病理改變與人早期者相似，不易形成似人體的后期病變，較易形成血栓。
正常大鼠的血清膽固醇平均值為92.67±1.87mg%。單純在飼料中增加膽固醇，不易引起血清膽固醇升高，更不易發生動脈粥樣硬化癥，必須在飼料中同時加入膽酸以增加膽固醇的吸收，始能出現高膽固醇血癥，如再加抗甲狀腺藥物；可使血清膽固醇進一步升高。
   3) 小白鼠：用小白鼠制造實驗模型也有較容易飼養和節省藥品的優點，但是取血不便，難作動態觀察，所以較少采用。
   4) 雞：雞為雜食動物，食物品種接近于人，僅在普通飼料中加入膽固醇，就可形成動脈粥樣硬化斑快。病變發生較快，在斑塊中有時伴有鈣化和形成潰瘍。
   5) 鴿：與雞相似，飼料簡單，在飼料中加入膽固醇即易產生主動脈粥樣硬化斑塊，并可發生心肌梗死。由于鴿的品種不同，動脈粥樣硬化斑塊的性質可有很大差異，可能是個體之間脂肪酶的活性不同所致。
   6) 猴：猴與人的情況很相近，無論其正常血脂、動脈粥樣硬化病變的性質和部位、臨床癥狀以及各種藥品的療效關系等，都與人體的非常相似。但是進一步研究發現，其不同的種屬對動脈粥樣硬化的敏感各種有所不同。一般認為獼猴更為理想，給予高脂飲食1～3個月后，血清膽固醇水平即可達300～600mg%，并同時發現動脈粥樣硬化，且可產生心肌梗死。動脈粥樣硬化病變的部位，不僅在主動脈，也呈現在冠狀動脈、腦動脈、腎動脈及股動脈等。
   7) 豬：豬可能是動脈粥樣硬化研究較理想的動物模型，因為某些品種的老齡豬在飼喂以人的殘羮剩飯后能產生動脈、冠狀動脈和腦血清粥樣硬化病變，與人的病變非常相似。單用高膽固醇、高脂肪飼料喂養，容易在相對較短的時間內（9～18個月）產生實驗性動脈粥樣硬化。此外，進行性的主動脈和冠狀動脈粥樣硬化可以用探針刺傷加上高膽固醇、高脂肪飼料即能很快產生。豬模型的其它優點包括解剖學和生理學與人類相似，動脈結構相似，有若干確認的品種可供利用，多胎多仔，雜食習性等，其體形大小亦足能供各種外科手術和臨床評價之用。豬也特別適合于研究應激因素與動脈粥樣硬化的關系。豬模型的缺點是飼養要花一定代價，人工產生動脈粥樣硬化需要類脂質代謝有一定改變，或動脈受到損傷的基礎。