前言
動脈粥樣硬化(atherosclerosis)是CVD最常見和最基本的病理基礎(chǔ)。動脈粥樣硬化的主要病理過程包括血管內(nèi)皮細胞的活化、單核細胞黏附并遷移到內(nèi)膜下、巨噬細胞吞噬氧化修飾的脂蛋白轉(zhuǎn)化為泡沫細胞、內(nèi)膜中膜增生，最終形成粥樣斑塊或引起血栓堵塞血管，引起缺血性疾病。長期以來， 一系列的實驗動物，如小鼠、大鼠、家兔、地鼠、鶴鶉、豬和猴子等，被應(yīng)用于動脈粥樣硬化的研究。
部分造模方法
使用動物：小鼠
【造模機制】：
應(yīng)用胚胎操作技術(shù)和DNA同源重組原理，定向?qū)谢蚱斡没蛉笔翁娲?，從而制備基因敲除小鼠。最近，新的基因敲除技術(shù)不斷開發(fā)應(yīng)用，如鋅指核酸酶、TALEN和CRISPR/Cas9技術(shù)。動脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展與脂質(zhì)代謝關(guān)系最為密切，脂代謝中有兩個重要基因即載脂蛋白E(apolipoprotein E,ApoE)和LDLr,它們在膽固醇和甘油三酯轉(zhuǎn)運過程中起重要作用。其中，ApoE是清除乳糜微粒和極低密度脂蛋白(very low density lipoproLein,VLDL)受體的配體，而LDLr是一種細胞膜表面的糖蛋白。ApoE或LDLr基因的敲除，會引起血漿中低密度脂蛋白積累和血管重構(gòu)，進而導(dǎo)致主動脈發(fā)生動脈粥樣硬化病變。
【模型特點】：
基因敲除小鼠動脈粥樣硬化病變以主動脈流出道最早出現(xiàn)，漸進發(fā)展到主動脈弓部及頭臂干分支，而且頭臂干部位是后期斑塊不穩(wěn)定易發(fā)部位。后期嚴重的病變才會累及主動脈胸腹部。因此，主動脈流出道冷凍切片和主動脈en face油紅O染色分析是評價動脈粥樣硬化病變程度的公認標準。ApoE敲除(ApoE-/-）小鼠和LDLr敲除(LDL-/-）小鼠是研究動脈粥樣硬化最常用、最經(jīng)典的兩個模型。
1992年，美國洛克菲勒大學Plump等和北卡羅萊納大學Piedrabita等同時應(yīng)用胚胎干細胞基因敲除技術(shù)成功地制備了ApoE-/-小鼠。正常飲食條件下，ApoE-/-小鼠8周時血漿膽固醇水平為300~500mg/dl，比野生型小鼠高5倍，可自發(fā)動脈粥樣硬化，病理過程呈漸進性發(fā)展，與人類病變過程相似，包括早期的脂質(zhì)條紋。“西方飲食”(0.15％膽固醇，21％脂肪）等高脂飲食條件下，ApoE-/-小鼠血漿膽固醇水平可上升到1000mg/dl左右，加速動脈粥樣硬化進程，長期誘導(dǎo)甚至可形成含纖維帽的復(fù)合病變，并出現(xiàn)斑塊破裂形成血栓。
1993年，美國德克薩斯大學Ishibashi等成功構(gòu)建了LDL-/-小鼠模型。和ApoE-/-小鼠相比，正常飲食下，LDL-/-小鼠血漿膽固醇約為200mg/dl，通過高脂飲食誘導(dǎo)，LDL-/-小鼠血漿膽固醇能迅速上升至1000mg/dl左右，出現(xiàn)與ApoE-/-小鼠相似的動脈粥樣硬化病變。
ApoE和LDLr雙基因敲除(ApoE-/-/LDL-/-)小鼠制備于1994年，此小鼠ApoB-100和ApoB-48顯著升高，呈嚴重的高脂血癥，動脈粥樣硬化病變明顯重于ApoE-/-小鼠。
【模型來源】：
美國Jackson實驗室(http://www jax.org/index.html)和國家遺傳工程小鼠資源庫(http://www.nrcmm.cn/mice/index.asp)均可提供ApoE-/-和LDL-/-小鼠。
【模型評估和應(yīng)用】：
ApoE-/-或LDL-/-小鼠已經(jīng)成為大多數(shù)動脈粥樣硬化研究的工具小鼠，它們提供了一個動脈粥樣硬化的易感背景，在此基礎(chǔ)上，可以觀察其他遺傳或環(huán)境因素對動脈粥樣硬化的影響。一般研究思路是：將其他轉(zhuǎn)基因或基因敲除小鼠與ApoE-/-或LDL-/-小鼠進行雜交，或通過骨髓移植方法，將基因修飾小鼠的骨髓移植到放射性核素照射的ApoE-/-或LDL-/-小鼠，來觀察巨噬細胞中某個基因?qū)用}粥樣硬化的影響。
ApoE-/-小鼠可隨年齡增加自發(fā)動脈粥樣硬化，或通過高脂高膽固醇飲食誘發(fā)嚴重的動脈粥樣硬化病變，但該模型的缺點是其膽固醇主要存在于VLDL，而人類是LDL。而且，ApoE-/-小鼠動脈粥樣硬化病變的個體差異較大，因此實驗所需動物數(shù)量較大。與ApoE-/-小鼠相比，LDL-/-小鼠的動脈粥樣硬化病變較輕，但LDL-/-小鼠血漿膽固醇主要存在于LDL，其脂蛋白分布更接近人類。更重要的是，LDL-/-小鼠可經(jīng)高脂飲食同步誘導(dǎo)動脈粥樣硬化，病變個體差異小，可控性好，故實驗所需動物數(shù)量較少。因而，近年來的動脈粥樣硬化研究更傾向于使用LDL-/-小鼠模型。ApoE-/-/LDL-/-小鼠富含膽固醇脂蛋白代謝的配體和受體均發(fā)生缺陷，其動脈粥樣硬化病變更嚴重，但由于實驗設(shè)計上涉及更多因素，故應(yīng)用較少。
小鼠模型的最大缺陷在于很難出現(xiàn)心腦血管病變，而人類動脈粥樣硬化是以心腦血管病為臨床表現(xiàn)，小鼠和人病變部位不同，導(dǎo)致小鼠無法成為心腦血管病合適的動物模型。因此，研發(fā)冠狀和腦血管動脈粥樣硬化模式動物是未來動脈粥樣硬化動物模型的發(fā)展趨勢。
參考文獻：
1.劉恩岐，范江霖.轉(zhuǎn)基因兔在動脈粥樣硬化研究中的應(yīng)用及進展．中國動脈硬化雜志，2003，11(4):371-375
2.Fan J,Watanabe T.Transgenic rabbits as therapeutic protein bioreactors and human disease models. Pharmacol Ther, 2003, 99 (3): 261-282
3.Ishibashi S,Brown MS,Goldslein JL,el al. Hyperchol eslerolemia in low density lipoprolein receptor knockout mice and its reversal by adenovirus-mediated gene delivery. J Clio Invest, 1993, 92(2):883-893
4.Kita T, Brown MS, Watanabe Y, el al. Deficiency of low density lipoprotein receptors in li.ver and adrenal gland of the WHHL rabbit, an animal model of familial hypercholeslerolem.ia. Proc Natl Acad Sci USA, 1981, 78 (4):2268-2272
5.Paigen B, Morrow A, Brandon C, el al. Variation in susceptibility lo atherosclerosis among inbred strains of mice. Atherosclerosis, 1985,57 (1):65-73
6.Piedrahita JA,Zhang SH,Hagaman JR,el al. Generation of mice carrying a mutant apolipoprotein E gene inactivated by gene targeting in embryonic stem cells. Proc Natl Acad Sci USA, 1992,89 (10):4471-4475
7.Plump AS,Smith JD, Hayek T, el al. Severe hypercholesterolemia and atherosclerosis in apolipoprotein E-de[icient mice created by homologous recombination in ES cells. Cell, 1992, 71 (2):343-353
8.Yu Q,Li Y,WaqarAB,et al. Temporal and quantitative analysis of atherosclerotic lesions in diet-induced hyper choleslerolemic rabbits. J Biomed Biotechnol, 2012, 2012:506159
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