前言
肝纖維化(liver fihrosis)肝硬化(liver cirrhosis)是慢性肝病演變中一個(gè)連續(xù)進(jìn)展的過程,臨床上難以將兩者截然分開。肝纖維化是病理學(xué)上的概念,而肝硬化是一種慢性疾病的臨床診斷名稱。兩者的區(qū)別在于臨床上肝纖維化沒有特定的癥狀和體征,而肝硬化有臨床診斷和輔助檢查的診斷指標(biāo),以肝功能損害和門脈高壓癥(portal hyperteasion)為主要表現(xiàn),并有多系統(tǒng)受累,晚期常出現(xiàn)上消化道出血、肝性腦病、繼發(fā)性感染。肝硬化的發(fā)生發(fā)展必須經(jīng)過三個(gè)基本環(huán)節(jié):肝細(xì)胞反復(fù)炎癥和壞死肝纖維化的形成、生成肝細(xì)胞再生結(jié)節(jié),形成假小葉,逐漸喪失功能。病理組織學(xué)上有廣泛的肝細(xì)胞壞死、殘存肝細(xì)胞結(jié)節(jié)性再生、結(jié)締組織增生與纖維間隔形成,導(dǎo)致肝小葉結(jié)構(gòu)破壞和假小葉形成, 肝臟逐漸變形、變硬而發(fā)展為肝硬化。理想的肝硬化動(dòng)物模型應(yīng)具有人類肝硬化的基本形態(tài)特征,病理改變呈階段性進(jìn)展,且造模方法簡單、成功率高、重現(xiàn)性好、動(dòng)物死亡率低等特點(diǎn)。由于肝硬化病因的多樣性、動(dòng)物和人的種屬差異等,盡管國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)建立了一些比較成熟的肝硬化動(dòng)物模型,包括化學(xué)性、酒精性、免疫性、膽汁淤積性和血吸蟲性等肝硬化模型,但每種模型的致病因素不同,產(chǎn)生肝硬化的具體機(jī)制、穩(wěn)定性、重復(fù)性以及與人患病過程相似程度等也都不盡相同,迄今仍缺乏理想的肝硬化動(dòng)物模型。
部分造模方法
使用動(dòng)物:大鼠、小鼠、家兔、犬、貓
【造模機(jī)制】:
給予動(dòng)物具有肝毒性的化學(xué)物質(zhì),致使機(jī)體發(fā)生慢性肝臟損害,最終導(dǎo)致肝硬化。目前應(yīng)用較多的有四氯化碳(carbon tetrachloride,CCl4)、硫代乙肽胺(thioacetarnide,TAA)、二甲基亞硝胺(nitrosodimethylamine,DMN)。
CCl4是誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物產(chǎn)生肝纖維化和肝硬化最廣泛使用的化學(xué)性肝毒物。CCl4經(jīng)肝微粒體內(nèi)依賴于細(xì)胞色素P450的氧化酶CYP2E1激活后,產(chǎn)生自由基CCl3-及Cl,它們與肝細(xì)胞內(nèi)大分子發(fā)生共價(jià)結(jié)合,引發(fā)活性氧自由基的產(chǎn)生和脂質(zhì)過氧化損傷肝細(xì)胞,從而導(dǎo)致貯脂細(xì)胞活化,釋放出Ⅳ型膠原酶,降解Ⅳ型膠原。同時(shí)該細(xì)胞由合成分泌Ⅲ型膠原改為合成分泌Ⅰ型膠原,取代了Ⅳ型膠原,促使肝臟纖維化。TAA會(huì)延長肝細(xì)胞有絲分裂過程,并阻礙RNA從胞核到胞質(zhì)的轉(zhuǎn)移,影響依賴酶的代謝過程,導(dǎo)致肝細(xì)胞壞死,引起間質(zhì)內(nèi)結(jié)締組織的生成增多。DMN經(jīng)肝微粒體代謝為甲醛和甲烷亞硝胺,使核酸、蛋白質(zhì)發(fā)生甲基化反應(yīng),隨后導(dǎo)致肝細(xì)胞壞死或凋亡,細(xì)胞外基質(zhì)進(jìn)行性增加。
【造模方法】:
單純CCl4誘導(dǎo)模型一般采用30%~50%CCl4油溶液,給藥途徑有口服、腹腔注射 及皮下注射,時(shí)間依給藥途徑和劑量不同,8周~4個(gè)月不等。所用動(dòng)物包括大鼠、小鼠、家兔、犬、猴等。
大鼠:可用60%CCl4橄欖油溶液以3ml/kg給雌性Sprague Dawley大鼠皮下注射,每周2次,共12周;或用液狀石蠟配制15%CCl4溶液,按0.75ml/ kg腹腔注射,每周3次,共6周;用橄欖油將CCl4 配成40%的溶液,首次按體重5ml/kg皮下注射,以后以3ml/kg注射,3天一次,共42天;30%CCl4溶液20ml/kg,每周2次,共7周。
小鼠:40%CCl4橄欖油4ml,一次性口服可誘發(fā)小鼠肝小葉中央壞死,CCl4油劑皮下注射1~3ml/kg,每周2次,肝硬化可在12~15周形成。
家兔:模型用CCl4 12m1/kg一次性口服,可誘發(fā)兔肝小葉中央壞死,用CCl4 10ml/kg一次性口服,可誘發(fā)兔急性中毒性肝壞死。
犬:模型用CCl4溶液按12ml/kg,配以等量花生油,清晨空腹經(jīng)腹腔注射,每周注射2次,共注藥8周,形成肝硬化。
貓:模型用3ml/kg CCl4皮下注射,可誘發(fā)貓肝小葉中央壞死、脂肪肝。
復(fù)合CCl4誘導(dǎo)肝硬化模型:CCl4+乙醇+高脂肪飲食誘導(dǎo)肝硬化是目前較為常用的方法,大鼠皮下注射40% CCl4(花生油以4:6配成,第1次用5ml/kg,以后每隔3天注射3ml/kg),采用高脂低蛋白食物(以玉米面為飼料,加0.5%膽固醇,實(shí)驗(yàn)第1周、2周加20%豬油),30%乙醇為唯一飲料,第6周末即可形成肝硬化。肝硬化形成后飼料中加入2%的氯化鈉可制作肝硬化腹水模型。CCl4油溶液+乙醇灌胃+膽固醇低膽堿飼料:大鼠皮下注射40%~50% CCl4油溶液(3ml/kg),每周2次。第2 周開始,20%~30%乙醇隔日1ml灌胃,并給予混有0.5%膽固醇低膽堿飼料喂養(yǎng),連續(xù)8周,大鼠肝臟正常結(jié)構(gòu)破壞,形成厚的纖維間隔,并分割形成假小葉。
TAA誘導(dǎo)模型是用生理鹽水配成30%的TAA溶液,作為大鼠的飲用水,連續(xù)飲用8周可產(chǎn)生纖維化,17周產(chǎn)生肝硬化。亦可對小鼠進(jìn)行腹腔注射。
DMN誘導(dǎo)模型:大鼠按10mg/kg劑量,生理鹽水稀釋的1%DMN溶液腹腔注射,每周3次。
【模型特點(diǎn)】:
CCl4進(jìn)入肝臟后引起肝小葉內(nèi)中央肝靜脈周圍細(xì)胞壞死,引起纖維增生,而纖維增生以小葉內(nèi)竇間隙為主,實(shí)驗(yàn)早期即可見明顯的肝細(xì)胞損傷和炎癥反應(yīng),CCl4復(fù)合造模法分期明確,第1周、2周以肝細(xì)胞變性壞死為主,3周、4周 以彌漫性纖維增生為其特征,第5周、6周,纖維間隔、結(jié)節(jié)與假小葉形成。TAA溶液飲用誘導(dǎo)8周時(shí)會(huì)產(chǎn)生纖維化,17周時(shí)產(chǎn)生肝硬化,且各個(gè)體產(chǎn)生纖維化的程度相當(dāng)。DMN誘導(dǎo)造模周期短,第21天可見膠原纖維沉積,膽管增生,大鼠死亡率低。
【模型評估和應(yīng)用】:
CCl4為主誘導(dǎo)的肝硬化模型所需時(shí)間依給藥途徑不同而有差異,缺點(diǎn)是死亡率較高,停止造模給藥后,有一定自然恢復(fù)趨勢的缺點(diǎn)。CCl4復(fù)合造模法有助于研究外在因素對肝硬化進(jìn)程的干預(yù)作用,但該方法用于小型動(dòng)物較多,大型動(dòng)物的嘗試較少,與人肝炎肝硬化仍有差距。CCl4+乙醇+高脂肪飲食是國內(nèi)常用的造模方法,被廣泛應(yīng)用于體內(nèi)研究肝纖維化發(fā)生機(jī)制、血清學(xué)標(biāo)志物與組織病理的相關(guān)性及抗纖維化的藥 物篩選。TAA誘導(dǎo)模型宜作為影像學(xué)的肝纖維化研究。DMN誘導(dǎo)模型肝纖維化形成相對穩(wěn)定,與人類肝硬化早期改變及膠原纖維沉積相似,可作為篩選抗纖維化藥物的模型,目前在中醫(yī)藥抗肝纖維化和研究不同細(xì)胞外基質(zhì)的產(chǎn)生部位、評價(jià)肝纖維化血清標(biāo)志物的可靠性等方面應(yīng)用較多。
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