高脂血症的发病机制及治疗

高脂血症的发病机制及治疗

血脂障碍是动脉硬化（as）、心脏病、中风和肝瘦素等疾病的主要原因之一，严重威胁着人们的健康。为探究高脂血症防治方法,建立良好的高脂血症实验动物模型是必不可少的。我们在查阅了大量文献的基础上,对几种常见高脂血症实验动物模型以及造模方法加以综述。1大鼠血浆胆固醇hdl-c与人类脂质代谢机制大鼠在脂质代谢研究中是一种使用最广泛的实验动物,具有成本低、易于饲养、抗病力强、适用范围广、实验操作简便、易于造模、重复效果好、模型稳定性好、实验条件易于控制和取血量大等优点,但其与人类脂质代谢机制存在着差异,大鼠血浆胆固醇的主要载体是高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C),而人类是以低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)为主要载体。常用的大鼠高脂血症模型有如下几种。1.1降脂与降脂配方高脂饲料饲喂法是最常用的造模方法之一,通常在基础日粮中添加不同比例的猪油、胆固醇、胆酸钠、葡萄糖、蛋黄粉、丙基硫氧嘧啶等,配方组成有许多相似之处,其中丙基硫氧嘧啶为甲状腺抑制药物,有生血脂的作用。而胆盐可促进胆固醇的吸收,研究证实,配方中加入胆盐效果明显。高脂饲料法造模操作简便,大鼠自主采食,更接近正常的生活状态,几乎无刺激,且与人类高脂血症形成过程较为相似。但长期饲喂高脂饲料动物容易“厌食”,且造模周期较长,进食量也不易精确掌握,各指标的个体差异性也较大。1.2胆固醇、胆盐含量对乳剂质量的影响由于高脂饲料法存在不足,有些学者在正常饮食的基础上给大鼠灌胃高脂乳剂,取得了不错的效果。有研究发现,SD大鼠造模时,脂肪乳剂中猪油、胆固醇、胆盐的含量分别为30%、20%和3%时比较合适。若猪油和胆固醇含量过低则造模不成功,过高会增加乳剂的粘稠度,堵塞针头,动物死亡率增加。此法造模的效果类似于低HDL-C型高脂血症,而在脂肪乳剂中加入葡萄糖效果则与高TC血症相似。高脂乳剂灌胃法可避免摄食不均而造成个体的血脂水平差异过大。但灌胃法工作量相对较大,且对动物有刺激,不符合人类高脂血症的形成过程,若灌胃剂量较大还容易引起动物腹泻。1.3进行合成模采用75%蛋黄乳液对SD大鼠进行一次性腹腔注射,第2天即可形成高脂血症模型,并可持续5d保持较高的血脂水平。Bozoky等用泰洛沙泊350mg/kg对Wister大鼠进行腹腔注射后,20h即可造模成功。两个实验都是采用腹腔注射的方式,前者是直接给予外源性脂质,后者是用脂酶抑制剂使大鼠内源性脂质蓄积。这两种方法操作简便,明显加快了造模速度,用量可以控制,但与人类高脂血症的形成机制差别较大,对动物有刺激,可用于药物的初步筛选和单纯的高脂血症研究,而对于机理性研究方面有一定局限。1.4自发抑郁大鼠1.4.1高胆固醇wsfbEXHc大鼠由对胆固醇敏感的JCL大鼠和SD大鼠培育而来,普通饲料饲喂时JCL大鼠与SD大鼠的血清脂质无差异,但用高胆固醇饲料饲喂时会发生明显的高胆固醇血症。雌性比雄性表现更严重。血清中VLDL-C、LDL-C显著升高,脂蛋白结构与人的Ⅲ型高脂血症相似,但甘油三酯几乎不升高。EXHc与普通大鼠比更容易形成高脂血症,脂质容易在大动脉、冠状动脉沉着,但不宜发展为AS,可作为动脉脂肪浸润模型使用。1.4.2男性shc大鼠血清学变化SHC大鼠是在培育EXHc大鼠过程中发现的,10周龄以前雌雄大鼠血清胆固醇都持续升高,10周龄之后雄性SHC大鼠血清胆固醇急剧升高,LDL最明显,HDL次之。此时动物还会发生蛋白尿,尿中除了含有白蛋白外还含有α和β清蛋白。雌性SHC大鼠10个月龄以后出现与雄性相同的症状。SHC大鼠高脂血症与人类由肾病引起的高脂血症相似。除了作为高脂血症模型外还有望作为肾小球肾炎模型使用。1.4.3alr大鼠动脉ALR和NAR大鼠是自发性高脂血症伴随动脉硬化症大鼠。ALR大鼠动脉易发生高脂血症和脂肪沉着。NAR大鼠在正常血压时易发生AS,同时在小动脉有结节状脂肪沉积。ALR和NAR大鼠可用于高脂血症和早期动脉粥样硬化的研究。2检测方法对于测定指标不统一,限制指标测定无小鼠价格便宜,造模成本低,采样方便,但采血量少,限制了指标的检测。小鼠机体缺乏胆固醇转运蛋白,血清中70%的TC都以HDL-C的形式存在,不易形成AS,只适合单纯的高脂血症研究。2.1大鼠高脂乳剂配方在建立高脂血症模型时通常采用高脂饲料饲喂法或高脂乳剂灌胃法,配方成分与大鼠配方相似。这两种方法成本低廉,应用广泛,但也存在与大鼠相似的问题,有待进一步优化。2.2运输、转代动物及药物基因的整合与释放随着分子生物学技术的快速发展,出现了转基因高脂血症实验动物模型,其中以小鼠的技术最为成熟。该类模型主要通过调控蛋白酯酶基因表达和载脂蛋白基因表达的方式来构建。脂蛋白脂酶(LPL)是水解富含TG的乳糜微粒(CM)和VLDL-C的限速酶。LPL基因敲除的纯合子小鼠(LO)表现出高脂血症,可作为较理想的动物模型,但LO小鼠哺乳后会发生CM和VLDL-C的蓄积,必须对其进行救治才能成活。野生型LPL体细胞基因转移救治LO小鼠成活率较低。李慧等将LO小鼠用带有人LPL447基因的重组腺病毒(Ad-hLPIA47)救治,可得到成年的LPL基因敲除纯合子小鼠,由于人LPL447基因存在有益突变,故其存活率大大高于国外同类实验,所产生的成年LO小鼠的空腹血浆TG水平比未敲除LPL基因的小鼠增高40倍,TC水平增高2.6倍。载脂蛋白E(ApoE)是载脂蛋白家族中的重要成员,是CM、VLDL-C、中间密度脂蛋白胆固醇(IDL-C)和HDL-C的结构蛋白,也是目前研究比较多的载脂蛋白,它与HDL受体和ApoE受体结合从而清除CM、VLDL-C、IDL-C残基。ApoE有多种变异体,将这些变异体转入小鼠基因组并良好表达,可不同程度地影响脂质的清除,从而制备相应的转基因高脂血症小鼠模型。薛越强等通过显微注射法建立含人类apoE4基因的近交系转基因小鼠,经Southern和Northern印迹杂交,鉴定apoE4基因的整合与表达。结果表明,转基因鼠的血清胆固醇和甘油三酯显著升高,自发变换行为受到损害。近交系转基因鼠过量表达人apoE4基因可导致血清脂质升高,并对其空间记忆能力造成损害。转基因方法只用于特定的实验目的,而且技术难度较大,成本较高,转基因方法建立的动物模型将会在理想的药效评估和机制分析中发挥重要作用。2.3注射法注射法简便快速,在小鼠的应用要比大鼠多,药物与方法均类似,但也存在与大鼠相同的问题,有待于进一步优化。2.4小鼠血清胆固醇水平的配置近交系NJS小鼠是在固定的普通日粮饲喂条件下,采用高度近交与定向选育的手段育成的一株自发性高胆固醇血症动物。基础群雄、雌小鼠血清胆固醇水平分别为选择前的2.25和2.00倍,远高于正常小鼠。8月龄后主动脉能发生脂纹期病变,该品系可作为动脉粥样硬化研究动物模型。3小鼠肝脏生化指标的变化豚鼠性情温顺、易于饲养、可采血量大,且对高脂饲料尤其是高胆固醇饲料敏感性较高,通常饲料中添加少量的胆固醇便可造成较为明显的高胆固醇血症,尤其血浆LDL-C升高变化最为显著。李金莲等将豚鼠模型和大鼠模型进行比较,发现豚鼠对胆固醇的敏感性明显高于大鼠。豚鼠机体对药物疗法、LDL-C分解代谢、VLDL-C的合成等的反应与临床观察到的人类反应相同,且血清胆固醇大部分由LDL-C转运,与人类具有相同的机制,肝脏合成内源性胆固醇的比例也与人类相似,比大鼠低得多。在给予高脂饲料或乳剂时,由于豚鼠的自身调节胆固醇的能力较差,所以更容易形成AS,这对于深入研究降脂药物的机制具有重要作用,因此豚鼠是一种很好的模型动物。4兔子兔是最早用于制造高脂血症模型的动物,具有成模速度快、重复性好、成本低等优点。4.1家兔的血生化指标有研究表明,家兔高脂血症模型比大鼠模型易形成,实验中出现肝脂肪变性的程度与时间也较早。但实验后期家兔进食差,容易发生猝死,并有腹膜炎等现象,这可能与家兔为草食性动物,对外源性胆固醇吸收率较高,血中HDL-C含量偏低,对血中脂质清除率较低有关。此外,兔的脂质代谢过程与人类差距较大,所以兔高脂血症模型已逐渐被其他动物模型所代替。4.2家兔ai、载脂蛋白、脂氧化酶、肝脂酶、mmp-12基因表达情况制作转基因兔的方法主要是采用将构建好的外源基因直接注射到受精卵的雄原核中。目前人的载脂蛋白(a)、载脂蛋白AI、载脂蛋白B、载脂蛋白E2、载脂蛋白E3、卵磷脂-胆固醇酰基转移酶(LCAT)、15-脂氧化酶(15-LO)、脂蛋白脂酶(LPL)、肝脂酶、基质金属蛋白酶12(MMP-12)基因等已经在家兔身上表达。转基因家兔是研究血浆中脂蛋白代谢和AS的重要模型,为研究人AS的发生、发展提供了新的、独特的方法。4.3自发脂肪体4.3.1发病时间及血清中as的发生情况该兔是一种原发性高脂血症品系,不用实施任何措施,仔兔一生下来即出现高脂血症。到35月龄时,大动脉发生AS。血清成分、AS性质、黄色肿发生状况以及遗传形式等都与人类Ⅲ型高脂血症相似,另外还会自然发生股骨头坏死。JW/HLR兔不仅是研究脂质代谢的模型动物,而且也可用于研究由脂质代谢障碍引发的各种疾病。4.3.2高胆固醇wsfb渡边兔(MHHL)由自发性高脂血症的日本白兔培养而成,为自发性高胆固醇血症家免品系。MHHL兔是单基因隐性突变造成低密度脂蛋白(LDL-C)受体缺陷,饲喂普通饲料就可以形成高胆固醇血症和AS,与人类家族性高胆固醇血症相似。但其繁殖能力与抗病能力差,不易饲养。4.3.3血中ldl-c、中间密度胆固醇含量对h兔肝脏vldl-c表达的影响该兔由遗传性脂代谢紊乱的新西兰白兔培养而成,自发性高胆固醇血症家免品系。STH兔肝脏合成VLDL-C功能亢进,饲喂正常饲料即可造成血中LDL-C、中间密度脂蛋白胆固醇(IDL-C)和VLDL-C浓度升高。动物可发生AS,该品系兔脂质代谢的特性和病理变化具有人复合性高胆固醇血症的特征,也可作为AS动物模型使用。5红水势梯度模型与大鼠模型的比较金黄地鼠作为高脂血症动物模型,在国内外越来越多地被选用。内源性胆固醇大鼠的肝外合成比例只有35%,而金黄地鼠肝外合成比例约为85%,与人类更为接近。与大鼠模型相比,金黄地鼠高脂血症模型具有以下优点:1)脂类代谢特征更接近人类,能更真实地反映药物特点;2)对高脂饲料更敏感,较低含量的胆固醇即可建立理想的动物模型;3)建立高脂血症模型所需时间更短,更稳定,是研究人类脂类代谢较好的模型。但金黄地鼠存在血量少、尾部采血困难、性情不如大鼠温顺等缺点。6对高脂大鼠的生长和生化特性长爪沙鼠又称蒙古沙鼠,是一种具有广阔应用前景的多功能性啮齿类实验动物。长爪沙鼠的脂质以LDL-C颗粒为主,在含高脂肪酸和高胆固醇饲料喂养下,LDL-C显著升高,这与人类极为相似,这些特点是大、小鼠不具备的。另外,长爪沙鼠取血量大,可同时检测多个指标,加之长爪沙鼠个体小,介于大小鼠之间,易于实验室操作与管理,是一种非常理想的研究高脂血症的模型动物,但详细机制还需进一步探究。钟民涛等用含1%胆固醇+99%基础饲料的高脂饲料饲养大鼠、小鼠与长爪沙鼠,长爪沙鼠对高脂饮食的敏感性明显优于大、小鼠,长爪沙鼠血清胆固醇一周时出现了迅速升高达l0倍,并且一直平稳保持到4周,LDL-C和HDL-C也在1周时出现了迅速升高,并且LDL-C升高幅度明显大于HDL-C升高的幅度,都平稳的保持到4周,表明它以LDL-C升高为主,这与人类相似。血清三酰甘油略微有些波动。可见,在基础饲料中只加人1%胆固醇,就能使长爪沙鼠在1周时出现很高的高脂血症,说明长爪沙鼠能形成快速稳定的高脂血症,其造模所需饲料的成分更为简易,不需加入猪油、蛋黄粉或抑制甲状腺功能的药物,但TG几乎不变,可能是由于TC的急剧升高而抑制了TG的升高。7其他动物7.1猪的生化特性及病理生理谢忠忱等建立了五指山小型猪高脂血症模型,饲喂高脂饮食,TC、LDL-C、HDL-C均明显升高,TG变化不明显。猪心血管系统在生理和解剖方面与人类较为相似,猪的血脂构成、脂质代谢、对高胆固醇饮食反应与人类很相似,使猪成为研究高脂血症及动脉粥样硬化的良好动物模型。但猪的饲养相对较为困难,成本较高,限制了其使用。7.2体重和体重测定下狗血工病郭俊等使用beagle犬进行造模,每1000g常规实验室饲料增加熟牛油150g,每只狗每日进食约500g,共喂养6个月。分别于第0、24周清晨测空腹体质量、采血化验甘油三酯、胆固醇,结果显示甘油三酯和胆固醇极显著升高(P<0.01)。犬为肉食性动物,使其形成高脂血症相对较难,但在有些特定目的的实验中也有应用。7.3动脉冲流对人的影响非人灵长类动物与人类较为接近也被用于高脂血症模型制造,以恒河猴为例,不仅是高脂血症的良好模型,还可发生广泛的主动脉粥样硬化,广泛的心冠、脑、肾和股等处动脉的动脉粥样硬化症,而且它还是心肌梗死常发的少数动物之一。但是,非人灵长类来源少,人工繁殖困难,产仔数量少,饲养管理困难,成本高。这都限制了其应用。7.4动物支化类动物禽类也可作为高脂血症模型动物使用。鸡和鸽能自发高脂血症和主动脉粥样硬化,主要是形成脂纹期病变。短期饲喂胆固醇,主动脉局部发生病变。因而,在研究动脉粥样硬化早期病变时,应用这类动物具有重要价值。但该类动物病变的局部解剖结构和胆固醇代谢情况与人类有一定区别。8猪、鼠、猪、虎、虎实验动物