从高脂配方和动物特点探讨高脂血症模型的进展

王　点，郭媛媛，邓亚萍，哈丽米拉(综述)，郭茂娟(审校)

(天津中医药大学中西医结合学院，天津 300193)



从高脂配方和动物特点探讨高脂血症模型的进展

王点，郭媛媛，邓亚萍，哈丽米拉(综述)，郭茂娟※(审校)

(天津中医药大学中西医结合学院，天津 300193)

摘要：大量流行病学研究表明,高脂血症是动脉粥样硬化等心血管疾病的重要物质基础。构建高脂血症动物模型时,选用合理的高脂配方和合适的动物尤为关键。由胆固醇、胆盐、蛋黄粉、猪油或花生油、丙基硫氧嘧啶等成分构成的高脂饲料配方，在不同实验中可能各成分所占整个饲料的比重有所不同，高脂饲料各成分之间的差异可能适合不同实验目的的需要；高脂模型的动物选择，主要基于各种动物自身生理解剖学特点，这将有助于研究者选择合适的动物。因此基于高脂配方和动物特点的分析，为高脂血症的动物模型选择提供了依据。

关键词：动脉粥样硬化；动物模型；高脂饲料成分；高脂血症

随着人们饮食结构的改变, 高脂血症的发病率明显上升。高脂血症是脂质代谢或运转异常的一种全身性疾病，是动脉粥样硬化(atherosclerosis，As)、脑卒中、糖尿病等疾病的主要诱因，严重威胁人类健康。以As病变为基础的心脑血管疾病，其发生机制尤为复杂，血脂升高是其发生的重要物质基础。因此大多数As动物模型建立在高脂血症基础上。无论是高脂血症相关疾病的机制研究，还是药物研究，其关键都是选择合适的高脂饲料配方和动物品种，建立理想的高脂血症模型。近年来，诸多学者采用各种高脂饲料配方结合各种动物进行研究，其所需时间各不相同，所得效果也有较大差异。现对各高脂饲料配方和各造模动物的特点进行综述，以期为高脂血症的研究提供依据。

1高脂饲料成分分析

1.1胆固醇胆固醇广泛存在于动物体内，不仅参与形成细胞膜，经代谢还能转化为胆汁酸、类固醇激素、7-脱氢胆固醇，7-脱氢胆固醇经紫外线照射可转变为维生素D3。高脂饲料中加入胆固醇的目的是形成高胆固醇血症，高胆固醇血症是公认致As的重要危险因素之一[1]，可通过炎症反应、氧化应激等诸多作用,促进As的形成和发展。因此胆固醇作为高脂饲料的固有成分，广泛应用于各种高脂血症模型的建立。需要注意的是，其比例过高易导致腹泻造成动物死亡，比例过低不易在短时间内形成As病变。

1.2胆盐胆盐是由肝细胞分泌的胆酸与牛磺酸或甘氨酸结合而形成的钾盐或钠盐。它是胆汁中参与脂肪消化和吸收的主要成分。胆盐有很多生理作用，在高脂饲料中加入胆盐主要利用其促进脂肪、脂溶性维生素(维生素D3为常用As造模因素)消化和吸收的作用[2]。常用比例为0.5%。

1.3蛋黄粉蛋黄粉是采用新鲜鸡蛋为原料，经过多道工序制成的粉质。其脂肪和蛋白质含量可分别高达60%、30%。在高脂饲料中加入蛋白粉主要是为实验动物提供充足的脂肪和蛋白质。研究表明[3]，动物饲料中的蛋白质比例过低，会导致动物因蛋白质摄入不足发生体质量增长缓慢，严重者甚至停止增长。

1.4猪油或花生油猪油，属动物油，是一种饱和高级脂肪酸甘油酯，为外形黄色、半透明、液体状的食用油。花生油，属植物油，含有80%以上的不饱和脂肪酸。脂肪是动物热能的主要来源，在饲料中加入脂肪成分能为动物提供足够的能量和必需脂肪酸，也可用于溶解脂溶性维生素。研究表明[4]，各种高脂饲料中，应注意油含量过高饲料不易成形，且易产生消化不良。花生油常用浓度为6%。

1.5丙基硫氧嘧啶丙基硫氧嘧啶属抗甲状腺药物，在高脂饲料中加入丙基硫氧嘧啶是为了对动物(特别是大鼠)甲状腺功能进行抑制，促进其对脂类物质的利用，提高脂肪组织对三酰甘油的摄取能力。有研究通过试验得出丙基硫氧嘧啶易造成实验动物死亡，少用或不用为好的结论[5]。吴楠等[6]采用灌胃的方式加入丙基硫氧嘧啶，能有效避免实验动物死亡。丙基硫氧嘧啶常用浓度为0.2%。

1.6白糖血糖代谢异常与As关系十分密切。高糖作用于内皮细胞，可通过抑制其增殖、加速衰老和凋亡导致其受损，而分泌各种生物活性物质促进As的形成[7]。白糖常用浓度为5%。林征等[4]为探讨合适的饲料配方，采用8种饲料饲喂雄性SD大鼠, 并用析因设计方差与多元逐步回归分析高脂饲料成分对血脂水平的影响。所得结论为胆固醇及胆盐含量主要影响血清总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平，其中胆固醇作用更大，其改变还可导致高密度脂蛋白胆固醇水平不同，猪油含量改变会影响三酰甘油水平。

2高脂血症模型动物的选择

2.1兔常见兔的高脂饲料基本组成主要为胆固醇+猪油+蛋黄粉+基础饲料。高脂饮食兔的As模型在一定时期内稳定(停止喂养后15周内尚未恢复正常),故常采用高脂饮食建立模型。单纯高脂饮食造模，最短造模时间4周，最长造模时间26周。以新西兰兔和日本大耳白兔较常用。兔与人类有相似的脂蛋白代谢，对胆固醇吸收能力较强(75%～90%)，高脂喂养，高胆固醇血症可在较短时间内形成，且不同饮食方式可形成不同类型的As斑块[8]。

圣·托马斯兔和渡边兔是用于研究As和高脂血症的两个常用自发品种。圣·托马斯兔因肝脏具有较强的合成极低密度脂蛋白的功能，用普通饲料喂养就可使血浆低密度、极低密度及中间密度脂蛋白均升高。渡边兔[9]是通过单基因隐性突变而造成低密度脂蛋白受体缺陷，用普通饲料喂养就能形成高脂血症和As。其可直接用于研究高脂血症与As的关系。豚鼠的病理变化、脂代谢特点与由高脂饮食引起的高脂血症不同，更符合人类高脂血症的特点[10]。

2.2大鼠和小鼠常见的适用于大鼠的高脂饲料基本组成主要为胆固醇+猪油+胆盐+丙基硫氧嘧啶+基础饲料。大鼠由于无胆囊，对脂质吸收较少且具有成本低廉[11]、易于饲养管理、抵抗力强等优势, 成为国内外研究高脂血症中最常使用的一种模型动物。实验研究较常用的大鼠品种主要是SD和Wistar大鼠。其具有较强的抗自发性及实验性As形成的特性。而正常血压性动脉粥样硬化症大鼠(normotensiveatherogenic rats,NAR)(系从ALR中杂交选择，培育成的正常血压性动脉硬化症大鼠)和易发动脉脂肪沉着易发症大鼠(arterolipidosis-sprone rat,ALR)(该鼠属于SHR培育的亚型，在自发高血压同时伴有动脉脂肪沉积)均是可自发形成As模型的大鼠品种，其中NAR大鼠在正常血压时就可发生As，而ALR大鼠易发生动脉脂肪沉着和高血脂症，NAR和ALR大鼠均可用于As早期的研究。

常见的适用于小鼠高脂饲料基本组成主要为胆固醇+猪油+胆盐+基础饲料。小鼠由于缺乏胆固醇酯转移蛋白，建立As模型时，仅部分获得成功，而且用含胆固醇的饲料喂养后，其病死率也较高。究其原因：小鼠的体形较小，动脉过细，其病变相对不恒定，且与人类差异较大，故小鼠较大鼠等动物应用少。载脂蛋白E基因敲除小鼠是通过转基因技术制备的小鼠品种，其在普通饮食下不仅血浆总胆固醇水平可比正常小鼠高出5～8倍，而且能自发形成As模型，较为常用。但其脂蛋白谱与人类差异较大，且属人为造成的基因缺失动物，并不能真实地反映人类As发生和发展的全过程。因此，此类基因工程鼠常被用于As早期可逆阶段的研究[12]。

2.3豚鼠常见的适用于豚鼠的高脂饲料基本组成主要成分为胆固醇+猪油+基础饲料。国外学者对豚鼠的脂代谢生理病理进行研究，发现豚鼠在血浆脂蛋白构成、胆固醇代谢、药物治疗反应性等方面与人类有很多相似之处[13-14]。但豚鼠在国内多用于免疫研究，极少有对其脂代谢方面的研究报道。罗漪[15]将豚鼠、SD大鼠分为对照组、模型组。对照组基础饲料饲养，模型组高脂饲料饲养，30 d后与SD大鼠模型组相比，豚鼠体质量显著增高，血脂水平明显升高，动脉硬化指数升高明显，其主动脉内膜能形成As。综上所述，与抗As形成的大鼠相比，豚鼠高脂饮食易形成As病变，深入进行豚鼠As模型及其形成机制的研究与探索有重要意义。

2.4金黄地鼠金黄地鼠的来源较广，且其对胆固醇的吸收较快，能在较短时间内形成高脂血症。其在脂质合成与代谢方面与人存在很多相似之处，例如雄性地鼠内源性胆固醇的肝外合成率约85%，人类约90%。但用金黄地鼠制作模型也存在一些问题，如采血困难、性情不太温顺等。郭金英等[16]以组成为72.6%基础饲料、2%胆固醇、5%猪油、10%鸡蛋黄、10.4%草粉的高脂饲料喂养金黄地鼠15 d后，成功建立理想的地鼠高脂血症模型。钟民涛等[17]建立长爪沙鼠速发型高脂血症模型，以1%胆固醇高脂饲料喂养，1周后出现较稳定的高脂血症。该高脂血症模型的建立采用高脂饮食的方式诱导接近人类的饮食习惯，符合人高脂血症的形成过程。

2.5猪常见的适用于猪的高脂饲料基本组成主要为胆固醇+蛋黄粉+花生油+基础饲料。猪是高脂血症研究的常用动物，其对高脂饲料变化较其他动物更敏感，其载脂蛋白、血浆脂蛋白性质、低密度脂蛋白结构等与人类相似。一般常用体质量为家猪1/8～1/6的小型猪进行实验研究，采用高胆固醇高脂饲料进行喂养。猪模型的缺点主要是价格高、维持费用昂贵。谢忠忱等[18]把30头小型猪分成对照组、1.5%胆固醇组、3%胆固醇组。1个月后，高脂饮食组总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇迅速升高, 4个月后变化趋于稳定。1.5%胆固醇组和3%胆固醇组各指标差异无统计学意义，提示1.5%胆固醇就足以获得高脂血症模型。

2.6鹌鹑常见的适用于鹌鹑的高脂饲料基本组成主要为胆固醇+猪油+花生油+基础饲料。鸟类中鹌鹑较常用于建立As。鹌鹑是在脊椎动物中能自发形成As的动物品种之一，具有体形小，消耗药品量少，管理、喂养、采血、给药方便等优点，被认为是建立As较理想的动物模型[19]。但由于鹌鹑是非哺乳类动物，血浆蛋白与人类不同，局部解剖也有较大差异，限制了其应用。陈凯等[20]长期以不同含量高脂饲料喂养兔、鹌鹑、大鼠，比较3种不同动物诱发高血脂症和As的特点。兔喂胆固醇1%胆固醇，1个月可形成主As斑块。相同条件下，鹌鹑喂1%胆固醇，3个月后形成典型的As病理学改变。

2.7其他动物非人灵长类动物亲缘上与人类接近，具有与人类相似的As病变。其大多数在给予高脂饮食后即可形成高脂血症,具有上述很多动物品种不能与其比拟的优势，但因为供应困难，资费昂贵，不符合实验研究的要求[21-22]。

3常见动物建高脂血症模型特点分析

3.1兔高脂饮食建立As模型特点①随着胆固醇浓度的增加，建模时间逐渐缩短；②当胆固醇浓度高达2%时，开始加入胆盐。由于兔本身为草食动物，加入胆盐可有助于脂肪的消化吸收，有效避免高胆固醇引起的死亡[23-24]。

3.2鼠类大鼠高脂饮食建立As模型有以下特点。①与其他动物相比，其高脂饲料中常常加入0.2%的丙基硫氧嘧啶。原因主要为大鼠在解剖学上无胆囊结构，在对高脂饮食中胆固醇等成分消化力相对较弱，添加丙基硫氧嘧啶能促进其对脂类物质的利用[25]。②文献报道，如果高脂饲料中含有1%胆固醇时大鼠常可耐受，不需要或仅需少量胆盐和丙基硫氧嘧啶助其消化。但一般建立As的模型时间在10～12周[26]。③也有研究常常用2%或3%胆固醇、10%猪油、0.5%胆盐配方，此时需要添加助消化的胆盐，也有部分大鼠出现消化不良症状。但通常建立成As模型的周期一般在12周之内[27-28]。小鼠高脂饮食建立As模型的特点：①与大鼠相比，小鼠常在1%胆固醇时就加入胆盐，因为小鼠消化胆固醇的能力更弱，所以及时添加胆盐一方面助其对脂肪的消化吸收，另一方面利于建立As模型[29]。②在小鼠的高脂饲料中，几乎不添加丙基硫氧嘧啶[30]。

3.3豚鼠高脂饮食建立As模型的特点①与其他动物相比，豚鼠高脂饲料组成简单，仅为胆固醇+猪油。不添加胆盐或者丙基硫氧嘧啶。②此外，在相同浓度的1%胆固醇高脂饲料时，其他动物建模需12周甚至更长时间，但豚鼠则仅需10周左右就可建立As模型[31]。

3.4猪高脂饮食建立As模型的特点①在高脂饲料配方中，常用10%猪油[32]。②与其他动物相比，其造模时间过长，达到典型病变常需12个月左右，且实验成本及饲养成本高，限制了其在基础研究中的推广。

3.5鹌鹑高脂饮食建立As模型的特点①研究显示，鹌鹑在建立As模型时，高脂饲料常用1%胆固醇和14%猪油[33]。②随着油脂含量的升高，建模时间逐渐缩短。其往往不需要其他的添加剂。此外由于市场上对于鹌鹑的需求相对较少，应用鹌鹑建立高脂血症和As模型的文献相对较少。

4结语

建立理想的高脂血症动物模型，需综合考虑造模动物和高脂饲料配方两方面。不同的高脂饲料配方配伍可用于不同的动物，且各种模型动物又具有各自的优缺点，形成造模时间快慢不等的高脂血症模型。在造模动物选择上，应参考以上各种动物的优缺点及造模成本；在高脂饲料配方及组成选择上，应参考各种动物本身的代谢需要及造模时间，选出符合自身实验研究要求的动物种类和高脂饲料配方，在短期内形成稳定的高脂血症，为研究相关疾病提供良好的动物模型。

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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编辑：相丹峰

基金项目：国家自然科学基金(81202797)；国家级大学生创新基金(201410063001)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.18.003

中图分类号:R364.2

文献标识码:A

文章编号：1006-2084(2015)18-3271-03