一种快速建立大鼠动脉粥样硬化模型的方法
2022-06-09
【摘要】 目的：探讨一种简单有效的大鼠动脉粥样硬化模型。方法：将健康雄性SD大鼠40只按照随机数字表法分为高脂维生素组、高脂组、维生素D组、对照组各10只。4周后检测血清总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDL）、高密度脂蛋白（HDL）、白介素1（IL-1）、白介素6（IL-6）、白介素17（IL-17）和C反应蛋白（CRP），并分离各组大鼠的主动脉、肝脏和心脏组织做HE染色。结果：对照组和维生素D组的大鼠体重一直处于增加状态，对照组的体重增加幅度明显高于其他各组（P<0.05或P<0.0001）。4周末与对照组比较，高脂维生素D组和高脂组的心脏重量均有所降低（P<0.0001），维生素D组的心脏重量虽然比对照组有所降低，但两组无明显差异（P>0.05）。各组间大鼠心脏与体重比有明显差异（P<0.05），但两两比较，高脂维生素组与高脂组和维生素D组的大鼠心脏与体重比均有统计学意义（P<0.0001）。高脂维生素组的TC、TG、LDL、HDL、IL-1、IL-6、IL-17和CRP均明显高于维生素D组和对照组（P<0.05）。HE染色高脂维生素组有典型的动脉粥样硬化斑块；而高脂组有斑块但是没有高脂维生素组典型，维生素D组没有斑块但是可见平滑肌紊乱。结论：给予大鼠高脂饮食联合腹腔注射大剂量维生素D可以简单有效的建立动脉粥样硬化模型。
【关键词】 动脉粥样硬化； 模型； 高脂； 维生素D； 大鼠
动脉粥样硬化（Atherosclerosis，AS）是危害人类健康最严重的的疾病之一，但是其发病机制尚未完全明确，因此，建立可靠有效的动物模型对探明动脉粥样硬化的病因、发病机制、防治和药物的研发有非常重要的意义[1]。目前已经采用的模型动物包括家兔、鼠、小型猪、猴和鸟类，所采用的方法包括脂质浸润、内膜损伤、转基因和免疫刺激等，其中大鼠具有体型适中、抵抗力强、食性与人接近、与人类基因高度同源等特点，是较为理想的动脉粥样硬化模型的动物[2-10]。有研究者运用维生素D或维生素D联合高脂饲料可以看到大鼠动脉管壁中有早期斑块，而每个研究者运用的维生素D的剂量和高脂饲料的配方不同[11-16]。本研究在总结了其他研究者的实验方法的基础上，对本试验进行了改进，经过4周建立了较为成功的大鼠动脉粥样硬化模型。
1 材料与方法
1.1 实验动物 健康SD雄性大鼠，6～8周，体重160～180 g，由广东省实验动物中心提供。
1.2 模型建立 将40只SD大鼠按照随机数字表法分为4组，每组10只。高脂维生素组在喂养高脂饲料（1%胆固醇、0.35%胆酸、5%猪油、0.61%丙基硫氧嘧啶、93.04%基础饲料，由广东省实验动物中心提供）每只每天20 g的基础上腹腔注射维生素D3（60万U/kg，购买于上海通用药业）分3 d连续注射；高脂组给予同等剂量高脂饲料喂养；维生素D组在给予同等剂量基础饲料的基础上腹腔注射维生素D3（60万U/kg）分3 d连续注射；而对照组仅给予同等剂量基础饲料喂养。实验周期为4周，每周测一次大鼠体重，在实验开始和结束时分别测大鼠的血压（用鼠尾静脉血压仪进行测量）。
1.3 HE染色 实验第4周末，各组大鼠禁食过夜，以10%水合氯醛腹腔麻醉；颈静脉取血（用于生化检测）后，立即取完整的主动脉（从主动脉根部到髂总动脉分叉处）、心脏、肝脏组织，并以甲醛固定，进行石蜡切片，HE染色。
1.4 生化指标检测 静脉采血后立即离心（3000 rmp/min，
15 min），分离血清，采用ELLSA检测（试剂盒为R&D公司进口分装）TC、TG、LDL、HDL、IL-1、IL-6、IL-17和CRP，实验步骤详见说明书。
1.5 统计学处理 数据采用GraphPad Prism 5进行统计分析，计量资料用（x±s）表示，比较采用t检验或方差分析，以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 大鼠一般情况 实验前各组大鼠体重无差异（P>0.05），4周后各组大鼠的体重均有所增加，高脂维生素D组和维生素D组的大鼠体重先降低后增加，而对照组和维生素D组的大鼠体重一直处于增加状态，对照组的体重增加幅度明显高于其他各组（P<0.05或P<0.0001）。4周末与对照组比较，高脂维生素D组和高脂组的心脏重量均有所降低（P<0.0001），维生素D组的心脏重量虽然比对照组有所降低，但两组无明显差异（P>0.05）。各组间大鼠心脏与体重比有明显差异（P<0.05），但两两比较，高脂维生素组与高脂组和维生素D组的大鼠心脏与体重比均有统计学意义（P<0.0001）。
2.2 各组生化结果的比较 与对照组比较，其他三组的TC、TG、LDL、HDL、IL-1、IL-6、IL-17和CRP均有明显升高（P<0.05）；与维生素D组比较，高脂维生素D组的TC、TG、LDL、HDL、IL-1、IL-6、IL-17和CRP均明显升高（P<0.05），见表2～3。
2.3 各组血压的比较 实验前各组收缩压无明显差异（P>0.05）；第4周末各组间收缩压均有统计学意义（P<0.05），仅高脂维生素D组与对照组和维生素D相比，收缩压均有统计学意义（P<0.05），而各组大鼠实验前后收缩压并无明显差异（P>0.05）。
2.4 各组形态学 与对照组相比，高脂维生素D组可见主动脉内膜增生、中膜严重钙化增厚、平滑肌排列紊乱、泡沫细胞形成且粥样硬化斑块明显；高脂组可见大鼠动脉壁增厚、平滑肌排列紊乱、点状钙化灶形成而斑块不明显；维生素D组可见动脉平滑肌排列紊乱，接近正常动脉壁。高脂维生素D组和高脂组的肝脏组织可见脂肪样变、水肿、肝索排列紊乱、胞质疏松且有明显的炎症反应；维生素D组肝脏组织仅可见轻度脂肪样变。高脂维生素D组的心脏组织可见心肌细胞萎缩；高脂组可见心肌细胞排列紊乱。
3 讨论
【关键词】 动脉粥样硬化； 模型； 高脂； 维生素D； 大鼠
动脉粥样硬化（Atherosclerosis，AS）是危害人类健康最严重的的疾病之一，但是其发病机制尚未完全明确，因此，建立可靠有效的动物模型对探明动脉粥样硬化的病因、发病机制、防治和药物的研发有非常重要的意义[1]。目前已经采用的模型动物包括家兔、鼠、小型猪、猴和鸟类，所采用的方法包括脂质浸润、内膜损伤、转基因和免疫刺激等，其中大鼠具有体型适中、抵抗力强、食性与人接近、与人类基因高度同源等特点，是较为理想的动脉粥样硬化模型的动物[2-10]。有研究者运用维生素D或维生素D联合高脂饲料可以看到大鼠动脉管壁中有早期斑块，而每个研究者运用的维生素D的剂量和高脂饲料的配方不同[11-16]。本研究在总结了其他研究者的实验方法的基础上，对本试验进行了改进，经过4周建立了较为成功的大鼠动脉粥样硬化模型。
1 材料与方法
1.1 实验动物 健康SD雄性大鼠，6～8周，体重160～180 g，由广东省实验动物中心提供。
1.2 模型建立 将40只SD大鼠按照随机数字表法分为4组，每组10只。高脂维生素组在喂养高脂饲料（1%胆固醇、0.35%胆酸、5%猪油、0.61%丙基硫氧嘧啶、93.04%基础饲料，由广东省实验动物中心提供）每只每天20 g的基础上腹腔注射维生素D3（60万U/kg，购买于上海通用药业）分3 d连续注射；高脂组给予同等剂量高脂饲料喂养；维生素D组在给予同等剂量基础饲料的基础上腹腔注射维生素D3（60万U/kg）分3 d连续注射；而对照组仅给予同等剂量基础饲料喂养。实验周期为4周，每周测一次大鼠体重，在实验开始和结束时分别测大鼠的血压（用鼠尾静脉血压仪进行测量）。
1.3 HE染色 实验第4周末，各组大鼠禁食过夜，以10%水合氯醛腹腔麻醉；颈静脉取血（用于生化检测）后，立即取完整的主动脉（从主动脉根部到髂总动脉分叉处）、心脏、肝脏组织，并以甲醛固定，进行石蜡切片，HE染色。
1.4 生化指标检测 静脉采血后立即离心（3000 rmp/min，
15 min），分离血清，采用ELLSA检测（试剂盒为R&D公司进口分装）TC、TG、LDL、HDL、IL-1、IL-6、IL-17和CRP，实验步骤详见说明书。
1.5 统计学处理 数据采用GraphPad Prism 5进行统计分析，计量资料用（x±s）表示，比较采用t检验或方差分析，以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 大鼠一般情况 实验前各组大鼠体重无差异（P>0.05），4周后各组大鼠的体重均有所增加，高脂维生素D组和维生素D组的大鼠体重先降低后增加，而对照组和维生素D组的大鼠体重一直处于增加状态，对照组的体重增加幅度明显高于其他各组（P<0.05或P<0.0001）。4周末与对照组比较，高脂维生素D组和高脂组的心脏重量均有所降低（P<0.0001），维生素D组的心脏重量虽然比对照组有所降低，但两组无明显差异（P>0.05）。各组间大鼠心脏与体重比有明显差异（P<0.05），但两两比较，高脂维生素组与高脂组和维生素D组的大鼠心脏与体重比均有统计学意义（P<0.0001）。
2.2 各组生化结果的比较 与对照组比较，其他三组的TC、TG、LDL、HDL、IL-1、IL-6、IL-17和CRP均有明显升高（P<0.05）；与维生素D组比较，高脂维生素D组的TC、TG、LDL、HDL、IL-1、IL-6、IL-17和CRP均明显升高（P<0.05），见表2～3。
2.3 各组血压的比较 实验前各组收缩压无明显差异（P>0.05）；第4周末各组间收缩压均有统计学意义（P<0.05），仅高脂维生素D组与对照组和维生素D相比，收缩压均有统计学意义（P<0.05），而各组大鼠实验前后收缩压并无明显差异（P>0.05）。
2.4 各组形态学 与对照组相比，高脂维生素D组可见主动脉内膜增生、中膜严重钙化增厚、平滑肌排列紊乱、泡沫细胞形成且粥样硬化斑块明显；高脂组可见大鼠动脉壁增厚、平滑肌排列紊乱、点状钙化灶形成而斑块不明显；维生素D组可见动脉平滑肌排列紊乱，接近正常动脉壁。高脂维生素D组和高脂组的肝脏组织可见脂肪样变、水肿、肝索排列紊乱、胞质疏松且有明显的炎症反应；维生素D组肝脏组织仅可见轻度脂肪样变。高脂维生素D组的心脏组织可见心肌细胞萎缩；高脂组可见心肌细胞排列紊乱。
3 讨论