研究动脉粥样硬化病变及相关药物的作用机制时,绝对避不开一个问题。
到底选哪种动物?
较多新手在实验前,没有细致地进行资料调查和试验推演,后期吃了不少苦头。有时,这些疏忽甚至会导致实验失败。
没有最好的模型,只有更适合的模型。
事实上,动脉粥样硬化(AS)动物模型病变特征具有明显的种属差异。只有充分评估这些差异,才能在实验后期冷静应对。
一、ApoE-/-小鼠
尽管ApoE-/-小鼠已是目前研究AS最常用的转基因动物模型,国产价格数百一只,进口的就更贵了。如果大量用于实验,光动物费用就需数万元。这是限制其使用的最大障碍,土豪课题组除外。
单纯的ApoE-/-小鼠在3月龄时就会出现动脉脂肪堆积,如果配合高脂饲料,会很快出现典型的早期AS病变,非常利于大家对AS病变的发生、发展过程和形成机制进行研究。
但是,饲料中胆固醇的比例不同会造成ApoE-/-小鼠病变部位的变异性。AS病变部位可能在主动脉弓、胸主动脉、腹主动脉之间发生变化,病变程度上也会有差异。
ApoE-/-小鼠采用高脂饲料喂食后,AS病变通常较重,主要体现在血管内膜胆固醇沉积,斑块较重,但是很少见到斑块破裂后血栓形成。
如果AS病变太重,神仙都难以逆转,那么对于药物研究来说是不太有利的,可能会造成假阴性。
总体来讲,我个人认为高脂饲料喂食ApoE-/-小鼠致AS更适合用于研究疾病机制。
二、SD Rat
有人说,既然ApoE-/-小鼠贵,那用SD大鼠吧。
如果你是这样想的,恭喜,成功入坑。
丁香园论坛上有大量的人吐槽,采用高脂饲料喂食SD大鼠,养了很久很久,模型也没成功。大家可自行前往搜索,都是前辈们的血泪史。
大鼠对高脂饮食并不敏感,单用高脂饮食是难以成模的。尽管文献说在饲料中加入胆酸钠和抗甲状腺药物,可以促进胆固醇吸收。但效果还是非常有限。
大鼠可能最终会有明显高脂血症和血管内膜胆固醇沉积,但是难以出现斑块,与人类AS病变相去甚远。不过,这也解释了一个现象,即大鼠高血脂与轻病变的矛盾。
总之,慎用SD大鼠高脂饲料喂养模型。
三、New Zealand Rabbit
兔子对胆固醇吸收率可达75%-90%,而且对血脂的清除能力很弱。因此,只要给予高脂饲料喂养,很快就会形成AS,非常有利于短期内药物筛选。
高脂喂食的兔子AS病变特征是内膜脂质沉积、中膜弹力纤维破坏,很难达到粥样斑块的程度,这一点与人类AS存在差异。但是换个角度看,兔子AS模型似乎特别适用于研究AS早期的血管内膜、中膜损伤机制。
兔子对胆固醇敏感是由于它们缺乏一些脂质代谢酶,其脂质代谢与鼠、人类有很大差异。这一特征也带来了一个不好的地方,即采用兔得到的实验结果可能很好,但是将结果外推到人类后,各项检测指标可能又没那么好了。
此外,由于长期高脂饮食,又难以代谢。兔子经常会出现肝肾功能损害。高脂喂食1个月时,兔子已逐渐抗拒进食,体重减轻,甚至可能出现胆固醇中毒而死亡。
兔子还有一个特征,就是对实验环境要求较高。高脂饮食加上生活环境不佳,兔子极易出现腹泻,而且这种腹泻还不容易恢复,常常导致兔子消耗状态。长期拉稀后会进一步导致体液丢失、电解质紊乱、酸碱平衡失调,也会导致动物死亡。