大鼠动脉粥样硬化模型研究进展

马 飞，孙洪胜

(山东中医药大学附属医院，山东 济南 250011)

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，它是引起心脑血管疾病的主要原因，严重危害人类身体健康，动脉粥样性血管疾病(ASVD)已成为全球首位死亡原因［1］。吸烟、高血压、脂质代谢紊乱等有害刺激引起白细胞和内皮细胞功能异常，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，一旦发展到足以堵塞动脉腔，则该动脉供应的组织或器官将缺血或坏死［2］。而在大量关于动脉粥样硬化的研究中，动物动脉粥样硬化模型对于病机的研究、临床药效的确定发挥了重大作用。因此，为加深对动脉粥样硬化发病机制及相应治疗的研究，建立一种效果显著、经济实惠的动物模型具有重要意义。本文针对动脉粥样硬化不同发病机制假说，就大鼠动脉粥样硬化模型建立的研究进展做一下综述。

1 实验动物

动脉粥样硬化早期阶段治疗药物的发现和评价需要一种适合的动物模型，一个理想的研究早期动脉粥样硬化的动物模型应具有建模周期相对较短、性质稳定、重复性好，操作方便，同时应具有与人近似的早期动脉粥样硬化典型的病理改变［3］。10余年来，许多动物模型被用于动脉粥样硬化研究，包括兔、猴、小型猪、转基因动物等，在常用的实验动物中，灵长类动物猴和猪是研究动脉粥样硬化的理想动物，这类动物基因与人类最为接近，但是来源有限、购买和维持费用偏高，并且饲养不便;草食性动物兔对高脂饮食敏感，容易形成动脉粥样硬化斑块，但是高脂形成的斑块更类似于黄瘤病，与人类形成斑块不同;谷食性动物鸡可以形成动脉粥样硬化，但其之类代谢和局部心脏血管解剖与人类不同。而作为杂食性动物大鼠虽然具有抗动脉粥样硬化的特性，但是它生理解剖与人类相似，饲养方便，成本低廉，获取容易，生育能力强，死亡率低，重要的是可用于实验研究的抗体种类丰富，方便后续研究［4］。综上所述，根据动物脂质代谢情况、操作简易程度，选择大鼠作为建立动脉粥样硬化模型的实验动物较为理想。

2 动脉粥样硬化模型建立的各种假说

2.1 脂质浸润学说 动脉粥样硬化发病机制复杂，但其中胆固醇酯化过程是动脉粥样硬化产生的初始环节，脂类是动脉粥样硬化形成的物质基础，黏附于血管内膜，形成斑块。几乎所有动脉粥样硬化模型的建立都是以大量的脂质作为基础，血浆胆固醇水平与动脉粥样硬化的形成成正相关，因此，建模时大多采用高比例猪油、蛋黄粉等作为脂质来源。王园园等［5］将 20%猪油、5%白糖、3%胆固醇、0.5% 胆酸钠、0.2%丙硫氧嘧啶、2%蛋黄粉等加入大鼠饲料，辅以维生素D3喂养3周后，模型组血脂水平升高，出现典型动脉粥样病变的斑块结构并且小血管出现狭窄现象，心肌损伤明显。周永刚等［6］将10%猪油、3%胆固醇、0.5%胆酸钠等加入大鼠饲料，连续喂养8周后，高脂组大鼠明显消瘦，且死亡率升高，血清总胆固醇、低密度脂蛋白明显升高，主动脉病理切片切片肉眼可见斑块，脂质浸润斑块明显增多。而吴楠等［7］对比灌胃和掺入饲料的两种方式服用丙硫氧嘧啶，建模90 d，结果饮食组4只死亡，光镜下显示动脉粥样硬化初期病变，灌胃组无死亡，光镜下出现典型的动脉粥样硬化斑块。综上所述，建模所用饲料的配方大多采用猪油、胆固醇、胆酸钠、丙硫氧嘧啶、白糖等。其中，高比例的猪油、胆固醇提供了脂质来源;胆酸钠可以提高胆固醇的吸收量，有利于快速形成高脂血症;大鼠无胆囊，单纯高脂饲料易使血清胆固醇升高，采用丙硫氧嘧啶可以抑制甲状腺功能，降低了胆固醇的氧化和分解，从而升高胆固醇含量，但是药物味苦，因此加入白糖克服，同时升高血糖，并且灌胃效果好于饮食中掺入。

2.2 钙超载学说 根据文献报道，动脉壁钙化和动脉壁上的脂质沉积是动脉粥样硬化的显著特征。正常血管壁细胞中钙含量水平比较低，而动脉粥样硬化早期形成的冠状动脉脂质条纹中钙含量约为正常的13倍，动脉粥样硬化中期纤维斑块中钙含量为较正常含量的24倍，动脉粥样硬化晚期复合斑块中钙含量增加为正常含量的80倍［2］，人类动脉粥样硬化沉积物中钙磷灰石的含量可高达70%，其含量与动脉粥样硬化病变程度成正相关。很多文献中提到利用维生素D3作为诱导剂促进血管钙化建立动脉粥样硬化模型，傅剑云等［8］采取低剂量(600000 U·kg－1)、中剂量(700000 U·kg－1)、高剂量(800000 U·kg－1)维生素D3灌胃3 d，高脂饲料连续喂养21 d，结果灌胃组TC含量全部明显升高。主动脉弓形态学观察，低剂量组血管内膜突起，中膜炎性细胞浸润，肌纤维断裂;中剂量组血管内膜炎性细胞浸润，中膜纤维细胞增生明显并向内膜迁移，中膜可见灶型出血并有散在的泡沫细胞，纤维细胞轻度水肿，血管内膜粗糙;高剂量组血管内膜层炎细胞浸润并向血管腔内膜突起，中膜纤维细胞增生明显，并有纤化灶形成，内膜下层有泡沫细胞浸润，肌纤维局部变性坏死。高剂量的维生素D3容易引起血管动脉粥样硬化病变严重，内膜损伤严重，出现毒性反应。维生素D3容易导致血钙升高，破坏动脉管壁内皮的完整性，有利于血浆脂质对管壁侵入和损伤，促使钙盐在主动脉中膜沉积，使平滑肌细胞发生变性和钙化。

2.3 内膜损伤学说 1893年Ross首先提出动脉内皮结构损害和功能紊乱是动脉粥样硬化最早期的特征性病变。动脉粥样硬化过程中随着脂质在血管壁的沉积和大量磷灰石钙化，出现脂质斑块，肌纤维增生，血管弹性变差，变脆，易断裂。傅剑云等［8］在研究维生素D3对血管钙化的促进作用时，发现各个剂量组动脉血管钙化严重，有纤化灶形成，严重的甚至肌纤维断裂，造成血管内膜损伤。王园园等［5］在大鼠饮水中加入FeSO4，研究发现高浓度的铁离子能够加速动脉内粥样硬化斑块形成，体内铁储存量不足时可影响LDL的合成，并能减少动脉粥样硬化斑块形成。体内铁储存量高时，铁能够使动脉内有强烈的脂质过氧化作用的铁依赖性超氧自由基生成增多，超氧自由基增多可加速体内过氧化的损伤过程，同时加速了动脉粥样硬化的进程。无论是血管钙化，还是超氧自由基增多引起的血管内膜损伤都有利于血浆脂质对血管壁的侵入，从而加重动脉粥样硬化。

2.4 免疫反应学说 炎症是动脉粥样硬化疾病关键的病理环节之一，动脉粥样硬化发病相关的多个危险因素均与炎症信号调节密切相关。动脉粥样硬化病变不仅是单纯的动脉壁脂质堆积，而是进展性血管炎症反应的过程，炎症反应贯穿病变的各个阶段。很多传染因子在动脉粥样硬化的炎症机理中可能产生潜在作用，结核分歧杆菌可能涉及动脉粥样硬化的发病过程。傅剑云等［8］对大鼠皮内注射卡介苗，高脂饲料连续喂养21 d进行造模，结果模型组TC含量升高，血管形态学观察血管内膜尚完整，中膜层纤维细胞间隙有多量泡沫细胞形成，纤维细胞灶型断裂坏死。BCG的免疫反应通过热休克蛋白来表达，热休克蛋白在弹性血管壁细胞上过分表达，通过免疫病理机制导致动脉粥样硬化的改变。杨润梅等［3］从豚鼠的免疫组化研究结果发现，VCAM－1在动脉壁病灶中大量表达，这说明豚鼠早期动脉粥样硬化病变存在炎症反应过程。动脉粥样硬化过程中，白细胞向血管内皮损伤处迁移和黏附，进而穿过内皮，在内皮下积聚，其与内皮细胞产生的炎症因子将使血管局部的炎症反应长期存在，其所形成的泡沫细胞会使病灶进一步恶化［9］。

综上所述，动脉粥样硬化的发病并不是单由一种因素引起，而是多种因素共同作用的结果，各种假说都在一定程度上解释了动脉粥样硬化的发病，但不一而足，它们并不能全面的阐明动脉粥样硬化的发病机制。病变过程中，大量脂质在血管内沉积，钙质在血管沉着导致血管钙化，血管内皮损伤，更有利于大量脂质侵入和损伤，同时也有炎症因子引起的免疫反应，通过免疫病理机制导致动脉粥样硬化。因此，为了深入研究动脉粥样硬化的发病机制，建立一个理想的动物模型是十分必要的，而在建模过程中，可以考虑给予高脂饲料，配以胆酸钠、丙硫氧嘧啶等促进脂质吸收，灌胃维生素D3促进钙化，使用疫苗形成炎症反应等影响动脉粥样硬化形成的各种因素，寻求一种快速、方便、有效的模型建立方法。

［1］殷亚昕，刘润梅，翟红霞，等.不同饲料联合维生素D3建立大鼠动脉粥样硬化模型的比较［J］.中国康复理论与实践，2010，16(12):1134 －1136.

［2］焦宏，陈彦静.大鼠动脉粥样硬化模型的建立［J］.河北北方学院学报，2009，26(6):66 －68.

［3］杨润梅，李金莲，高南南，等.豚鼠早期动脉粥样硬化模型的建立、机制研究及与大鼠模型的比较［J］.中国药理学通报，2011，27(2):285 －289.

［4］赵娟，李湘军，孙波，等.维生素D3联合高脂饲料建立大鼠动脉粥样硬化模型［J］.实用医学杂志，2009，25(21):3569－3571.

［5］王园园，龙民慧，邹民吉，等.大鼠动脉粥样硬化动物模型的建立和评价［J］.中国实验动物学报，2008，16(6):421－423.

［6］周永刚，蓝晓红，李祥，等.动脉粥样硬化大鼠实验模型的建立与评价［J］.解放军药学学报，2011，27(5):399－403.

［7］吴楠，陈平圣，李静，等.丙基硫氧嘧啶不同摄入方式对大鼠动脉粥样硬化形成的影响［J］.现代医学，2011，39(2):142 －146.

［8］傅剑云，夏勇，孟佳，等.多因素致大鼠实验性动脉粥样硬化模型建立［J］.中国卫生检验杂志，2009，19(11):2487－2489.

［9］宋磊，钱之玉，陈真，等.动脉粥样硬化与炎症的关系及相关药物治疗［J］.药学进展，2013，37(2):49 －55.