一种快速建立大鼠动脉粥样硬化模型的方法

薛仪强+黄石安

【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

AS所致的心脑血管疾病已经成为人类疾病的头号杀手，建立稳定的AS模型为更好地研究AS的病理生理机制提供了基础[17-19]。鼠类虽然有抗AS特性，但由于应用的广泛性、易获得、易饲养，属于杂食动物，生理解剖与人类相似，所以研究者还是在运用大鼠不断摸索建立AS模型的方法[20-21]。由于大鼠无胆囊，单纯用含胆固醇的饲料不易使大鼠胆固醇升高，故不易形成AS病变。因此在大鼠高脂饲料中加入了胆酸和丙基硫氧嘧啶，前者使胆固醇升高，后者使甲状腺功能低下。有研究报道，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有早期斑块，但是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[11-14]。本研究总结了其他研究者经验的基础上，运用60万U/kg的维生素D在四周的时间里成功的建立了大鼠AS模型。

本实验研究结果表明：（1）维生素D加高脂饮食可以形成AS斑块，造成肝脏脂肪样变和水肿，心肌细胞萎缩，但是大鼠的收缩压并没有明显变化，可能与喂养周期短有关；（2）单纯高脂饮食组的大鼠动脉可以见到散在的脂质沉积但是并不能形成典型的AS斑块，由于摄入高脂饮食肝脏也出现了脂肪样变、水肿、心肌细胞排列紊乱；（3）单纯给予维生素D，大鼠动脉接近正常大鼠动脉，肝脏出现轻度脂肪样变，心肌细胞正常。因此，大鼠可以作为研究AS良好的模型动物。

参考文献

[1] 林聪.动脉粥样硬化[J].医学综述，2013，19（6）：975-977.

[2]孙涛，王颖，马志勇，等.兔颈总动脉不同形式剪切力及动脉粥样硬化模型的构建[J].山东大学学报（医学版），2011，49（2）：62-66.

[3]李琳，窦健霖，楚天舒，等.高脂饲料喂养加静脉注射小牛血清白蛋白建立兔动脉粥样硬化模型[J].中国组织工程研究，2012，16（20）：3690-3693.

[4]宋翠荣，陈俊荣，陈俊红，等.兔动脉粥样硬化发病机制的实验研究[J].中国医药导刊，2011，13（11）：1931-1932，1935.

[5]赵绿英，李金兰，刘玉玲，等.敌百虫联合高脂饲料喂养大鼠动脉粥样硬化模型的建立[J].中南医学科学杂志，2012，40（2）：147-151.

[6]郭延松，吴宗贵，杨军柯，等.三种大鼠动脉粥样硬化模型复制方法的比较[J].中国动脉硬化杂志，2003，11（5）：465-469.

[7]孙艳艳，钟镝，陈洪苹，等.鼠动脉粥样硬化模型的建立[J].神经疾病与精神卫生，2011，11（5）：522-525.

[8]陈华，谢忠忱，黄广勇，等.五指山小型猪动脉粥样硬化模型的建立[J].实验动物科学，2007，24（6）：39-43.

[9]李明秀，王毅，陈学忠，等.补肾活血方对鹌鹑动脉粥样硬化的防治作用及其量效相关性[J].西部中医药，2014，27（1）：22-25.

[10] Price P A，Faus S A，Williamson M K.Warfarin-induced artery calcification is accelerated by growth and vitamin D[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol，2000，20（2）：317-327.

[11] Bennani-Kabchi N，Kehel L，El Bouayadi F，et al.New model of atherosclerosis in insulin resistant sand rats：hypercholesterolemia combined with D2 vitamin[J].Atherosclerosis，2000，150（1）：55-61.

[12]周红，吴晓燕，袁艺标，等.三种剂量维生素D3结合高脂饲料建立大鼠动脉粥样硬化模型的比较[J].中国动脉硬化杂志，2012，20（11）：995-998.

[13]赵娟，李相军，孙波，等.维生素D3联合高脂饲料建立大鼠动脉粥样硬化模型[J].实用医学杂志，2009，25（21）：3569-3571.

[14]殷亚昕，刘润梅，翟红霞，等.不同饲料联合维生素D3建立大鼠动脉粥样硬化模型的比较[J].中国康复理论与实践，2010，16（12）：1134-1136.

[15]刘磊，焦向英，张炜芳，等.高脂饲料及维生素D3联合应用建立大鼠动脉粥样硬化模型[J].山西医科大学学报，2005，36（6）：681-683，692.

[16]张朝晖，马翔.动脉粥样硬化研究进展[J].中国中医急症，2008，17（3）：378-379，381.

[17]王浩然，于春江.动脉粥样硬化发生机制及治疗药物的研究进展[J].首都医科大学学报，2010，31（6）：828-833.

[18]杨鹏远，芮耀诚，焦亚斌，等.动脉粥样硬化大鼠实验模型的建立[J].第二军医大学学报，2003，24（7）：802-804.

[19]章义利，周秀云，应斌宇，等.大鼠动脉粥样硬化模型的建立方法[J].温州医学院学报，2007，37（4）：331-333.

[20]张美玲，王茁伉，彭成，等.动脉粥样硬化动物模型研究进展[J].四川动物，2009，28（5）：794-797.

[21]赵娟，任立群.大鼠动脉粥样硬化模型的复制[J].实用医学杂志，2008，24（23）：4139-4141.

（收稿日期：2014-03-30） （本文编辑：欧丽）

3 讨论

AS所致的心脑血管疾病已经成为人类疾病的头号杀手，建立稳定的AS模型为更好地研究AS的病理生理机制提供了基础[17-19]。鼠类虽然有抗AS特性，但由于应用的广泛性、易获得、易饲养，属于杂食动物，生理解剖与人类相似，所以研究者还是在运用大鼠不断摸索建立AS模型的方法[20-21]。由于大鼠无胆囊，单纯用含胆固醇的饲料不易使大鼠胆固醇升高，故不易形成AS病变。因此在大鼠高脂饲料中加入了胆酸和丙基硫氧嘧啶，前者使胆固醇升高，后者使甲状腺功能低下。有研究报道，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有早期斑块，但是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[11-14]。本研究总结了其他研究者经验的基础上，运用60万U/kg的维生素D在四周的时间里成功的建立了大鼠AS模型。

本实验研究结果表明：（1）维生素D加高脂饮食可以形成AS斑块，造成肝脏脂肪样变和水肿，心肌细胞萎缩，但是大鼠的收缩压并没有明显变化，可能与喂养周期短有关；（2）单纯高脂饮食组的大鼠动脉可以见到散在的脂质沉积但是并不能形成典型的AS斑块，由于摄入高脂饮食肝脏也出现了脂肪样变、水肿、心肌细胞排列紊乱；（3）单纯给予维生素D，大鼠动脉接近正常大鼠动脉，肝脏出现轻度脂肪样变，心肌细胞正常。因此，大鼠可以作为研究AS良好的模型动物。

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[12]周红，吴晓燕，袁艺标，等.三种剂量维生素D3结合高脂饲料建立大鼠动脉粥样硬化模型的比较[J].中国动脉硬化杂志，2012，20（11）：995-998.

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[21]赵娟，任立群.大鼠动脉粥样硬化模型的复制[J].实用医学杂志，2008，24（23）：4139-4141.

（收稿日期：2014-03-30） （本文编辑：欧丽）

3 讨论

AS所致的心脑血管疾病已经成为人类疾病的头号杀手，建立稳定的AS模型为更好地研究AS的病理生理机制提供了基础[17-19]。鼠类虽然有抗AS特性，但由于应用的广泛性、易获得、易饲养，属于杂食动物，生理解剖与人类相似，所以研究者还是在运用大鼠不断摸索建立AS模型的方法[20-21]。由于大鼠无胆囊，单纯用含胆固醇的饲料不易使大鼠胆固醇升高，故不易形成AS病变。因此在大鼠高脂饲料中加入了胆酸和丙基硫氧嘧啶，前者使胆固醇升高，后者使甲状腺功能低下。有研究报道，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有早期斑块，但是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[11-14]。本研究总结了其他研究者经验的基础上，运用60万U/kg的维生素D在四周的时间里成功的建立了大鼠AS模型。

本实验研究结果表明：（1）维生素D加高脂饮食可以形成AS斑块，造成肝脏脂肪样变和水肿，心肌细胞萎缩，但是大鼠的收缩压并没有明显变化，可能与喂养周期短有关；（2）单纯高脂饮食组的大鼠动脉可以见到散在的脂质沉积但是并不能形成典型的AS斑块，由于摄入高脂饮食肝脏也出现了脂肪样变、水肿、心肌细胞排列紊乱；（3）单纯给予维生素D，大鼠动脉接近正常大鼠动脉，肝脏出现轻度脂肪样变，心肌细胞正常。因此，大鼠可以作为研究AS良好的模型动物。

参考文献

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[4]宋翠荣，陈俊荣，陈俊红，等.兔动脉粥样硬化发病机制的实验研究[J].中国医药导刊，2011，13（11）：1931-1932，1935.

[5]赵绿英，李金兰，刘玉玲，等.敌百虫联合高脂饲料喂养大鼠动脉粥样硬化模型的建立[J].中南医学科学杂志，2012，40（2）：147-151.

[6]郭延松，吴宗贵，杨军柯，等.三种大鼠动脉粥样硬化模型复制方法的比较[J].中国动脉硬化杂志，2003，11（5）：465-469.

[7]孙艳艳，钟镝，陈洪苹，等.鼠动脉粥样硬化模型的建立[J].神经疾病与精神卫生，2011，11（5）：522-525.

[8]陈华，谢忠忱，黄广勇，等.五指山小型猪动脉粥样硬化模型的建立[J].实验动物科学，2007，24（6）：39-43.

[9]李明秀，王毅，陈学忠，等.补肾活血方对鹌鹑动脉粥样硬化的防治作用及其量效相关性[J].西部中医药，2014，27（1）：22-25.

[10] Price P A，Faus S A，Williamson M K.Warfarin-induced artery calcification is accelerated by growth and vitamin D[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol，2000，20（2）：317-327.

[11] Bennani-Kabchi N，Kehel L，El Bouayadi F，et al.New model of atherosclerosis in insulin resistant sand rats：hypercholesterolemia combined with D2 vitamin[J].Atherosclerosis，2000，150（1）：55-61.

[12]周红，吴晓燕，袁艺标，等.三种剂量维生素D3结合高脂饲料建立大鼠动脉粥样硬化模型的比较[J].中国动脉硬化杂志，2012，20（11）：995-998.

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[15]刘磊，焦向英，张炜芳，等.高脂饲料及维生素D3联合应用建立大鼠动脉粥样硬化模型[J].山西医科大学学报，2005，36（6）：681-683，692.

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[20]张美玲，王茁伉，彭成，等.动脉粥样硬化动物模型研究进展[J].四川动物，2009，28（5）：794-797.

[21]赵娟，任立群.大鼠动脉粥样硬化模型的复制[J].实用医学杂志，2008，24（23）：4139-4141.

（收稿日期：2014-03-30） （本文编辑：欧丽）