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HFMCD诱导的NASH模型

非酒精性脂肪性肝炎(NASH)模型介绍

非酒精性脂肪性肝病(Nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD)是一种脂肪在肝脏中过度累积的疾病。这种脂肪堆积不是由大量饮酒引起的。非酒精性脂肪性肝炎(Non-alcoholic steatohepatitis, NASH)是NAFLD的一种,除肝脏脂肪堆积外,还有肝炎、肝细胞损伤、纤维化及肝脏瘢痕形成的病理变化,进而可能导致肝硬化或肝癌。NASH进展的机制仍不清楚,目前还缺乏有效的治疗方法。

NASH的临床症状相当复杂,根据疾病过程包括肥胖、胰岛素抵抗、脂肪性肝炎、肝细胞气球样变和纤维化。临床前实验中经常使用的NASH模型有遗传动物模型、饮食诱导的动物模型及遗传与饮食诱导相结合构建的动物模型。然而,很难在短时间内模拟人类疾病的所有发病特征。

为了解NASH发生、发展的致病机制并开发创新疗法,我们开发了几种NASH不同发病阶段的小鼠模型。


  • 西方饮食(WD):饮食成分中高脂、高果糖和高胆固醇,该饮食诱导的NASH模型发展为肥胖、糖耐量受损和肝脏脂肪变性。
  • 高脂肪蛋氨酸胆碱缺乏饮食(HFMCD):饮食成分中含有60 kcal%脂肪,蛋氨酸、胆碱缺乏,该饮食诱导的NASH模型显示出肝损伤、肝脂肪变性和纤维化增加,伴随NAS评分增加。
  • 四氯化碳(CCl4)注射:引起明显的肝脏炎症和纤维化。虽然很难获得完美的模型,但根据目标特点选择目前可用的合适模型是一个很好的选择。


饮食和化学诱导的NASH小鼠模型比较


特征
WD
HFMCD
CCl4
肥胖
+ - -
血脂异常
+ TG、TC降低
-
肝肿大
+ + +
肝转氨酶
+ + +
脂肪变性
+ + -
炎症
轻微
+ +
纤维化
轻微
+ +
诱导时间 (周) 
12-24 4-8 0.5-4

高脂肪蛋氨酸胆碱缺乏饮食(HFMCD)诱导的NASH小鼠模型

HFMCD饮食是NASH的经典饮食模型。尽管饲料中含60 kcal%脂肪,但缺乏蛋氨酸和胆碱。蛋氨酸和胆碱都能促进脂肪以磷脂的形式由肝脏通过血液输送出去,提高脂肪酸在肝中的利用,防止脂肪在肝脏的异常堆积。

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高脂肪蛋氨酸胆碱缺乏饮食(HFMCD)诱导的NASH模型。将野生型C57BL/6J小鼠随机分为4组,分别给予标准饲料(STD)和高脂肪蛋氨酸胆碱缺乏(HFMCD)饲料并喂养4周及6周后检测各项指标。(A)HFMCD诱导NASH模型方案图;(B)小鼠体重;(C)肝脏重量;(D)肝脏重量与体重的比值;(E-F)血清ALT、AST浓度;(G-H)肝组织切片HE染色及NAS评分;(I-J)肝组织切片天狼星红染色及肝纤维化程度统计。结果显示:HFMCD诱导组与STD组相比,肝脏重量明显增加;血清ALT、AST浓度显著升高;肝组织切片HE染色显示广泛的肝细胞脂肪变性、气球样变和小叶内炎症;肝组织天狼星红染色显示明显的肝纤维化。以上结果说明HFMCD诱导能成功建立NASH小鼠模型。数据为平均值±SEM,n = 5。


参考文献:

1. Hernandez-Perez, E., Leon Garcia, P.E., Lopez-Diazguerrero, N.E., Rivera-Cabrera, F. & Del Angel Benitez, E. Liver steatosis and nonalcoholic steatohepatitis: from pathogenesis to therapy. Medwave 16, e6535 (2016).

2. Tsuchida, T., et al. A simple diet- and chemical-induced murine NASH model with rapid progression of steatohepatitis, fibrosis and liver cancer. J Hepatol 69, 385-395 (2018).

3. Farrell, G., et al. Mouse Models of Nonalcoholic Steatohepatitis: Toward Optimization of Their Relevance to Human Nonalcoholic Steatohepatitis. Hepatology 69, 2241-2257 (2019).