前言

動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis)是CVD最常見(jiàn)和最基本的病理基礎。動(dòng)脈粥樣硬化的主要病理過(guò)程包括血管內皮細胞的活化、單核細胞黏附并遷移到內膜下、巨噬細胞吞噬氧化修飾的脂蛋白轉化為泡沫細胞、內膜中膜增生，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(cháng)期以來(lái)， 一系列的實(shí)驗動(dòng)物，如小鼠、大鼠、家兔、地鼠、鶴鶉、豬和猴子等，被應用于動(dòng)脈粥樣硬化的研究。

部分造模方法

使用動(dòng)物：小鼠

【造模機制】：

應用胚胎操作技術(shù)和DNA同源重組原理，定向將靶基因片段用基因缺失片段替代，從而制備基因敲除小鼠。最近，新的基因敲除技術(shù)不斷開(kāi)發(fā)應用，如鋅指核酸酶、TALEN和CRISPR/Cas9技術(shù)。動(dòng)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(gè)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運過(guò)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(huì )引起血漿中低密度脂蛋白積累和血管重構，進(jìn)而導致主動(dòng)脈發(fā)生動(dòng)脈粥樣硬化病變。

【模型特點(diǎn)】：

 基因敲除小鼠動(dòng)脈粥樣硬化病變以主動(dòng)脈流出道最早出現，漸進(jìn)發(fā)展到主動(dòng)脈弓部及頭臂干分支，而且頭臂干部位是后期斑塊不穩定易發(fā)部位。后期嚴重的病變才會(huì )累及主動(dòng)脈胸腹部。因此，主動(dòng)脈流出道冷凍切片和主動(dòng)脈en face油紅O染色分析是評價(jià)動(dòng)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(dòng)脈粥樣硬化最常用、最經(jīng)典的兩個(gè)模型。

1992年，美國洛克菲勒大學(xué)Plump等和北卡羅萊納大學(xué)Piedrabita等同時(shí)應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(shí)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(dòng)脈粥樣硬化，病理過(guò)程呈漸進(jìn)性發(fā)展，與人類(lèi)病變過(guò)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(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)程，長(cháng)期誘導甚至可形成含纖維帽的復合病變，并出現斑塊破裂形成血栓。

1993年，美國德克薩斯大學(xué)Ishibashi等成功構建了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(guò)高脂飲食誘導，LDL^-/-小鼠血漿膽固醇能迅速上升至1000mg/dl左右，出現與ApoE-/-小鼠相似的動(dòng)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(zhù)升高，呈嚴重的高脂血癥，動(dòng)脈粥樣硬化病變明顯重于ApoE^-/-小鼠。

【模型來(lái)源】：

美國Jackson實(shí)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。

【模型評估和應用】：

ApoE^-/-或LDL^-/-小鼠已經(jīng)成為大多數動(dòng)脈粥樣硬化研究的工具小鼠，它們提供了一個(gè)動(dòng)脈粥樣硬化的易感背景，在此基礎上，可以觀(guān)察其他遺傳或環(huán)境因素對動(dòng)脈粥樣硬化的影響。一般研究思路是：將其他轉基因或基因敲除小鼠與ApoE^-/-或LDL^-/-小鼠進(jìn)行雜交，或通過(guò)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(lái)觀(guān)察巨噬細胞中某個(gè)基因對動(dòng)脈粥樣硬化的影響。

ApoE^-/-小鼠可隨年齡增加自發(fā)動(dòng)脈粥樣硬化，或通過(guò)高脂高膽固醇飲食誘發(fā)嚴重的動(dòng)脈粥樣硬化病變，但該模型的缺點(diǎn)是其膽固醇主要存在于VLDL，而人類(lèi)是LDL。而且，ApoE^-/-小鼠動(dòng)脈粥樣硬化病變的個(gè)體差異較大，因此實(shí)驗所需動(dòng)物數量較大。與ApoE^-/-小鼠相比，LDL^-/-小鼠的動(dòng)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(lèi)。更重要的是，LDL^-/-小鼠可經(jīng)高脂飲食同步誘導動(dòng)脈粥樣硬化，病變個(gè)體差異小，可控性好，故實(shí)驗所需動(dòng)物數量較少。因而，近年來(lái)的動(dòng)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(dòng)脈粥樣硬化病變更嚴重，但由于實(shí)驗設計上涉及更多因素，故應用較少。

小鼠模型的最大缺陷在于很難出現心腦血管病變，而人類(lèi)動(dòng)脈粥樣硬化是以心腦血管病為臨床表現，小鼠和人病變部位不同，導致小鼠無(wú)法成為心腦血管病合適的動(dòng)物模型。因此，研發(fā)冠狀和腦血管動(dòng)脈粥樣硬化模式動(dòng)物是未來(lái)動(dòng)脈粥樣硬化動(dòng)物模型的發(fā)展趨勢。

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