非酒精性脂肪性肝病的动物模型及其选择

刘革新张韵肖新华审校

刘革新张韵肖新华审校

南华大学附属第一医院内分泌科湖南衡阳421001

摘要：非酒精性脂肪性肝病（Nonalcoholicfattyliverdisease，NAFLD）是在未过量饮酒的情况下，以肝细胞脂肪变性和脂质贮积为特征的一系列临床病理综合征。NAFLD可从单纯性脂肪肝经脂肪性肝炎，发展为肝纤维化，甚至导致肝硬化、肝细胞癌或肝功能衰竭等终末期肝病。至今有很多NAFLD动物模型，但仍缺乏能涵盖人类整个疾病谱的单一动物模型，故选择一个符合自己研究目的的模型显得很重要。在这篇文章中我们主要讲述基因敲除或基因突变模型、营养诱发模型、复合模型这三类模型以及它们的优缺点以便于研究者的选择。

关键词：非酒精性脂肪性肝病；非酒精性脂肪肝炎；动物模型

Abstract：Nonalcoholicfattyliverdiseaseisaclinicalsyndromeinwhichexcessfataccumulatesinpatientsliverwithoutexcessivealcoholintake.NAFLDcontainaseriesofdiseaserangingfromhepaticsteatosis，nonalcoholicsteatohepatitistocirrhosisandfinallyevenhepatocellularcarcinoma.TherearemanyanimalmodelsofNAFLD，buttheseanimalmodelsdonotcoverthefullspectrumoftheNAFLDinhumans.Therefore，itisimportanttochooseamodelinconformitywiththepurposeofourstudy.ThisreviewsummarizesanimalmodelsofNAFLDincludegeneticmodels，nutritionalmodels，andcombinationmodelsofgeneticandnutritionalfactors，alsoreferstotheiradvantagesanddisadvantagesforeaseoftheresearchers'choice.

Keywords：Nonalcoholicfattyliverdisease；Nonalcoholicsteatohepatitis；Animalmodel

非酒精性脂肪肝病（Nonalcoholicfattyliverdisease，NAFLD）是在未过量饮酒的情况下，以肝细胞脂肪变性和脂质贮积为特征的一系列临床病理综合征[1]。可从单纯性脂肪肝经非酒精性脂肪性肝炎（nonalcoholicsteatohepatitis，NASH），发展为肝纤维化，甚至导致肝硬化、肝细胞癌（hepatocellularcarcinoma，HCC）或肝功能衰竭等终末期肝病[2]。非酒精性脂肪肝病被认为是代谢综合征在肝脏中的表现[3]，目前，研究上有很多NAFLD动物模型，但仍没有一个动物模型能涵盖人类NAFLD整个疾病谱。NAFLD动物模型通常分为以下三类：基因敲除或基因突变模型；营养诱发模型；复合模型。因此，选一个符合自己实验研究目的的动物模型尤为重要。现在我主要对以下三类NAFLD鼠类动物模型进行讲述。

1、基因敲除或基因突变模型

1.1Ob/ob小鼠和Db/db小鼠（或fa/fa大鼠）：Ob/ob小鼠存在ob基因（瘦素编码基因）自发突变而使瘦素合成障碍。Ob/ob小鼠是国外最常用的NAFLD动物模型。这些小鼠能自发的形成肝脂肪变[4]，然而，与人NAFLD不同的是其不能自发的进展为NASH，只有在给予MCD饮食等“二次打击”下，才可演变为显著NASH。但人类中ob/ob等基因自发性突变很少见，且它们不能自发的形成NASH和肝纤维化，正是这特点使该类小鼠成为研究由肝脂肪变向NASH进展、NASH向纤维化进展及星状细胞功能及瘦素在肝纤维化中的作用的良好模型。

1.3MAT1A敲除小鼠：甲硫氨酸腺苷转移酶1A（Methionineadenosyltransferase-1A，MAT-1A）是肝脏特异性的甲硫氨酸代谢的限速酶，能催化肝脏中主要的甲基供体S-腺苷甲硫氨酸的形成。MAT-1A-/-小鼠在3月龄时即可出现脂肪肝，进而可自发的形成NASH，由于肝细胞的增殖能力增加，最后可发展成肿瘤[5]。但这类小鼠体内胰岛素水平正常，且不会出现除血糖升高外其它代谢综合征的特征[5]。这类小鼠可用于探讨MAT-lA在NAFLD肝细胞增殖、损伤以及进而发展成肝肿瘤中的作用。

1.4PTEN10基因敲除小鼠：PTEN为可编码一种参与肝细胞脂肪酸β氧化和甘油三酯合成的脂质磷酸酶，PTEN在细胞凋亡、细胞增殖分化、肿瘤形成等信号通路中为负性调节因子[6]。SatoW等发现肝特异性PTEN-/-小鼠在出生10周后可相继发生脂肪性肝炎、肝纤维化以及肝腺瘤，最后66％的小鼠并发HCC[7]。这类动物模型的优点是其肝脏的组织病理学发展过程及表现和人NASH相似，其不足是这些小鼠对胰岛素很敏感，且体重减轻，这与经典的人NAFLD/NASH特征是相反的，但这类鼠可作为肝脂肪变向肝癌发展的病因学研究模型之一。

2、营养诱发模型

2.1高碳水化合物饮食诱发模型：富含果糖饲料喂养的动物被认为是最理想的代谢综合征动物模型。MastrocolaR等给C57BI/6J小鼠喂养含15%的果糖水30周后发生了严重的肝脂肪变[8]。高碳水化合物饮食诱发模型操作方法简便，价格低廉，重复性好，实验动物对其易消化吸收，死亡率低，对实验人员无毒，重要的是病变过程与人类脂肪肝形成过程类似，病变后逆转缓慢适合药物干预治疗。

2.2蛋氨酸和胆碱不足（MCD）饮食：蛋氨酸和胆碱对肝细胞脂肪酸β氧化和极低密度脂蛋白的生成及分泌有着重要的作用。WangY等给C57BL/6小鼠MCD饲料喂养2周后，发生了明显的NASH[10]。该模型造模时间短，操作方法简便，应用极为广泛，与其他饮食诱导的NASH动物模型相比，MCD动物模型可显示更明显的炎症反应、氧化应激、线粒体损伤、细胞凋亡和纤维化，是经典的NASH动物模型。其主要不足是MCD动物模型代谢特点与人经典的NASH代谢特点相反，即MCD饮食小鼠体重明显减轻、胰岛素及瘦素水平降低、血清脂联素水平不变或者增加[9]。故这种模型主要用于脂肪肝治疗药物的筛选，并可为非肥胖而伴特殊脂肪营养障碍疾病提供研究思路。

2.3高脂饮食模型：WuJ等给Sprague-Dawley大鼠喂养高脂饲料，在喂养8周后，大鼠肝脏相继发生脂肪变、炎症侵润、肝纤维化[11]。高脂饮食模型其优点是制作方法简便、动物死亡率低、复制率高，病变有渐进性发展过程，在发病机制和组织病理学上能很好模拟人类NAFLD/NASH的发生，且多伴随高脂血症、胰岛素抵抗、肥胖等代谢综合征的表现，造模停止后病变逆转缓慢便于药物干预研究，为国内外最常用的脂肪肝模型。

2.5皮下注射酪蛋白：阮雄中等将8周龄的C57BL/6J小鼠分为普通饮食组、普通饮食+隔天皮下注射0.5ml10%酪蛋白组、高脂饮食组、高脂饮食+隔天皮下注射0.5ml10%酪蛋白组，14周后处死小鼠发现，皮下注射酪蛋白组的小鼠血清及肝脏中炎症因子、FFA和TG水平均明显高于相应的未注射酪蛋白组，这说明小鼠体内存在低丰度、系统性炎症，即C57BL/6J小鼠炎症模型建立[12]。这类模型操作较简单，造模时间短，病变特征稳定，是一种较理想的新型炎症模型，可用于研究NAFLD/NASH肝脏中炎症与脂质沉积及纤维化的相互作用[13]。

3.复合性模型

许多动物是结合了基因自然突变或者特定靶基因修饰和饮食或者药物诱导后形成的复合性模型，这样使NAFLD动物模型的组织病理学和发病机制与人NAFLD更接近。现研究上已成功构建了很多复合性模型，如Sahai等用MCD饲料喂养ob/ob和db/db小鼠，发现与野生型小鼠组相比较，ob/ob和db/db小鼠组出现了类似于人NASH的代谢特点，肝脏炎症反应和纤维化更为明显[9]。为了弥补外界环境因素诱发模型和基因敲除或突变模型的表型均与人类NAFLD/NASH存在的差异及不能完全涵盖人类NAFLD疾病谱的缺点，在遗传因素模型的基础上联合应用营养药物诱发模型建立复合模型，可以使新模型的表型与人NAFLD/NASH更接近，并能反映疾病从单纯性脂肪肝向NASH进展，进而向肝纤维化进展的过程。此复合模型最大程度地模拟了人类的NAFLD的复杂性，病理变化显著，是一种极具潜力的模型。

小结

正如以上所述，有许多关于NAFLD/NASH动物模型的报道，但至今仍缺乏能涵盖人类整个疾病谱的单一动物模型。不同致病因素所致脂肪肝动物模型的形成机制及病理改变各异，各有各的特点，故根据实验研究的需求，选择一种与自己实验更贴切的，模型形成快，动物死亡率低，重复性好，方法较简便的动物模型来进行相关研究尤为重要。现在复合模型是最大程度地模拟了人类的NAFLD的复杂性，病理变化显著，是一种极具潜力的模型。以后的研究应该更多的致力于纯系动物的培养及饮食配方的改进，并同时探索新的造模方法。还需建立一组统一的动物模型标准评价系统。总而言之，我们希望在未来有更理想的NAFLD/NASH动物模型，以便使用这些模型能提供更多关于人NAFLD/NASH发病机制和治疗的有关信息。

参考文献：

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[3]MonteiroJ，LeslieM，MoghadasianMH，etal.Theroleofn-6andn-3polyunsaturatedfattyacidsinthemanifestationofthemetabolicsyndromeincardiovasculardiseaseandnon-alcoholicfattyliverdisease.FoodFunct.2014Mar；5（3）：426-35.

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[5]Martínez-ChantarML，CorralesFJ，Martínez-CruzLA.etal.Spontaneousoxidativestressandlivertumorsinmicelackingmethionineadenosyltransferase1A.FASEBJ.2002Aug；16（10）：1292-4.

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[8]MastrocolaR，CollinoM，RogazzoM.etal.AdvancedglycationendproductspromotehepatosteatosisbyinterferingwithSCAP-SREBPpathwayinfructose-drinkingmice.AmJPhysiolGastrointestLiverPhysiol.2013Sep15；305（6）：G398-407.

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[10]WangY，LiJ，ZhugeL.etal.ComparisonbetweentheefficaciesofcurcuminandpuerarininC57BL/6micewithsteatohepatitisinducedbyamethionine-andcholine-deficientdiet.ExpTherMed.2014Mar；7（3）：663-668.

[11]WuJ，ZhangH，ZhengH，etal.Hepaticinflammationscorescorrelatewithcommoncarotidintima-mediathicknessinratswithNAFLDinducedbyahigh-fatdiet.BMCVetRes.2014Jul16；10：162.

[12]MeiM，ZhaoL，RuanXZ.etal.InflammatorystressexacerbatesectopiclipiddepositioninC57BL/6Jmice.LipidsHealthDis.2011Jun30；10：110.

[13]LiuY，ZuoGQ，RuanXZ.etal.EffectofinflammatorystressonhepaticcholesterolaccumulationandhepaticfibrosisinC57BL/6Jmice.ZhonghuaGanZangBingZaZhi.2013Feb；21（2）：116-20.

作者简介：刘革新张韵，硕士研究生，主要从事肥胖症及肥胖相关性肝病的研究

通讯作者：肖新华；[e-mail]

基金项目：课题资助：国家自然科学基金（NO：81270925）；湖南省自然科学基金重点项目（NO：12JJ2050）；教育部留学人员归国基金（NO：2013JYB03）。