高脂饲养兔和豚鼠建立动脉粥样硬化模型比较

张梦云，严光,方文祥,沈国栋

(1.安徽医科大学附属省立医院、安徽省立医院，a 老年医学科，b 动物实验室，合肥 230001；2.安徽省老年医学研究所)

·基础研究·

高脂饲养兔和豚鼠建立动脉粥样硬化模型比较

张梦云1a，严光1a,方文祥1b,沈国栋2

(1.安徽医科大学附属省立医院、安徽省立医院，a 老年医学科，b 动物实验室，合肥 230001；2.安徽省老年医学研究所)

目的 比较高脂饲料喂养1个月的日本大耳兔和豚鼠的血脂变化及动脉粥样硬化形成情况。方法 将12只兔和12只豚鼠分别采用数字表法随机分成两组，①兔对照组(n=6)：普通饲料喂养；②兔模型组(n=6)：高脂饲料喂养；③豚鼠对照组(n=6)：普通饲料喂养；④豚鼠模型组(n=6)：高脂饲料喂养。0周及4周末酶法检测血脂;HE染色法观察主动脉弓病理变化。结果 实验4周末兔模型组和豚鼠模型组血清低密度脂蛋白-胆固醇(LDL-C)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)均较对照组显著升高，差异均有统计学意义(P均<0.05)；病理结果示：兔模型组83%(5/6)可见动脉粥样硬化早期病理改变，豚鼠模型组未见动脉粥样硬化病理改变。结论 单纯高脂饲料喂养1月，兔可形成高脂血症和早期动脉粥样硬化，豚鼠只可形成高脂血症，兔较豚鼠快速形成动脉粥样硬化模型。

动脉粥样硬化；模型,动物;豚鼠；兔

动脉粥样硬化及其并发症是严重危害人类健康的一类疾病，其发病机制复杂，目前尚未明确。探明发病机制、研究筛选有效治疗药物是国内外研究的重点和难点，而选择合适有效的动物模型则是上述研究的重要前提。一个理想的模型应该是建模时间相对较短，重复性好，操作方便，同时应与人相似的病理改变，兔[1-2]和豚鼠[3]则符合上述要求，但究竟我们在选择模型动物时要选择哪一种更为恰当呢？国内鲜有对此方面进行比较，本文通过对比单位时间内(1个月)高脂饲料饲养兔和豚鼠形成高脂血脂及早期动脉粥样硬化的成模率，为将来模型的选择提供参考意见。

1 材料和方法

1.1 动物 选取健康日本大耳兔、豚鼠各12只(购自安徽医科大学实验动物中心，动物实验许可证编号:scxk(鲁)2014-0006。兔体质量(2507.33±263.77)g，豚鼠体质量(263.5±20.39)g，兔、豚鼠龄2～3月龄，兔单笼饲养，豚鼠分组饲养。12 h光照/黑暗，室温控制于(24±1)℃，湿度45%～70%，通风，防噪声控制。饲料分为：普通兔/豚鼠饲料(安徽医科大学实验动物中心提供)和高脂兔/豚鼠饲料(胆固醇 1%+蛋黄粉 7.5%+猪油 8%+胆酸钠 0.5%+0.1%丙硫氧嘧啶+81%普通兔/豚鼠饲料)。

1.2 主要仪器 日立7060型全自动生化分析仪，LEICA EG1150H型组织包埋机，LEICA RM2235型石蜡切片机,OLYMPUS生物显微镜

1.3 实验方法 实验动物分组：适应性喂养1周后，兔和豚鼠均采用随机数字表法分成2组，兔分：对照组6只，普通饲料100 g/d；模型组6只，高脂饲料100 g/d；豚鼠分对照组6只，普通饲料自由饮食；模型组6只，高脂饲料自由饮食。上述动物均自由饮水，每日给予少许新鲜蔬菜。

血脂测定：在各动物入组前及实验4周末，禁食过夜后次日清晨，静脉采血，采血后静置1 h后离心(3000 r/min×10 min，4 ℃),分离血清，在日立7060型全自动生化分析仪采用酶法检测血清低密度脂蛋白-胆固醇(LDL-C)、高脂血症(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、极低密度脂蛋白(VLDL) 。

标本采集及处理：实验4周末，麻醉过量法处死动物，纵向分离升主动脉、主动脉弓、降主动脉、胸主动脉、腹主动脉至髂动脉的整条主动脉，纵向切开，观察大体标本病理改变后，置于10%福尔马林中固定24 h后，乙醇梯度脱水，取主动脉弓行石蜡包埋，4 μm切片后行HE染色。

1.4 统计学处理 采用SPSS17.0统计软件进行数据处理，计量资料组间比较采用独立样本的t检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般观察 适应性喂养时，各组实验动物食欲、活动量、精神状态一般，毛色、二便正常，且各组间无明显差异，高脂喂养1周时各组之间无明显变化，第2周末兔模型组中5只出现进食减少，活动量减少，表情淡漠等表现，兔对照组无此表现；第3周末豚鼠模型组出现较豚鼠对照组进食量减少，活动量稍减少，表情稍淡漠等表现，4周初1只豚鼠出现肺部感染，经抗感染治疗无效，死亡。

2.2 体质量 入组时(0周)兔及豚鼠对照组与模型组间体质量相近，差异无统计学意义(P>0.05)，4周末兔对照组体质量较兔模型组偏低，差异无统计学意义(P>0.05)，豚鼠对照组较豚鼠模型组高，且差异有统计学意义(P<0.05)，见表1。

表1 各组体质量均值比较(g)

注：4周初豚鼠模型组中1只死亡，仅存5只；与对照组比较，aP<0.05

2.3 血脂 入组时(0周)兔及豚鼠对照组与模型组间TC、TG、LDL-C、HDL-C、VLDL-C水平差异无统计学意义。实验4周末兔模型组TC、LDL-C、HDL-C、VLDL-C均显著升高，分别为健康对照组的17.7、29.2、4.2、25.8倍，差异有统计学意义(P<0.05)，模型组TG为对照组1.2倍，但差异无统计学意义(P>0.05)；豚鼠模型组TC、LDL-C、HDL-C均显著升高，分别为对照组的8.8、4.3、7.9倍，且差异有统计学意义(P<0.05)，模型组TG、VLDL-C为对照组1.8、1.3倍升高，但差异无统计学意义(P>0.05)，见表2，3。

表2 兔实验前后血脂变化

注：4周初豚鼠模型组中1只死亡，仅存5只；与对照组比较，aP<0.05

表3 豚鼠实验前后血脂变化(mmol/L)

注：4周初豚鼠模型组中1只死亡，仅存5只；与对照组比较，aP<0.05

2.4 病理形态学变化 肉眼观兔对照组全组主动脉质韧，全程内膜光滑、连续，未见异常改变；兔模型组中5只出现主动脉质脆、厚薄不均，内膜可见脂纹形成，1只未见明显异常改变；豚鼠对照组及模型组均未见明显异常改变。HE染色后光学显微镜下见兔及豚鼠对照组主动脉内膜完整，内皮细胞连接紧密，中膜由多层整齐排列的平滑肌细胞组成，细胞核多呈梭形(如图1,2)。兔模型组主动脉内膜及管壁明显增厚，内皮细胞不连续，单核细胞、巨噬细胞侵润及聚集增加，大量的泡沫细胞聚集成斑块,斑块内可见钙盐沉积，部分可见纤维帽形成(如图3)；豚鼠模型组动脉内膜增厚，内皮细胞不连续，无单核巨噬细胞侵润聚集，无泡沫细胞聚集等动脉粥样硬化改变(如图4)。

3 讨论

目前研究常用的动物模型有兔、鼠、猪、非人灵长类、转基因动物等，大鼠有抗AS的特性，且与人类脂质代谢方式不一样而很少应用；猪和非人灵长类动物和人类的系统发育和饮食结构相似，且有自发形成AS，是较理想的实验动物，但其来源困难、费用昂贵和造模时间长等特点而不能广泛应用；兔在脂质代谢方面与人类有一些相似之处，对高脂饲料敏感，是研究动脉粥样硬化发病机制及治疗药物最常应用的动物[4-5]；然而近几年研究发现豚鼠与人类的脂代谢过程有许多相似之处，都是通过LDL携带和转运大部分胆固醇的动物，其血浆脂质构成、胆固醇和脂蛋白的代谢方式与人类极为类似，豚鼠经高脂饲料诱导后肝脏酰基辅酶A-胆固醇酰基转移酶(ACAT)和血浆胆固醇酯转移蛋白(CETP)活性增强，这些均与人的变化相似[6-7]，故认为豚鼠也是AS较理想的动物模型。

本实验通过定期饲养兔和豚鼠1月，检测血脂及主动脉病理变化，比较两种模型动物的成模率及特点。实验结果示实验4周后兔模型组TC、TG、LDL-C、HDL-C分别为对照组的17.7、1.2、29.2、4.2倍，且差异有统计学意义(P<0.05)，83%(5/6)的兔模型病理结果示早期动脉粥样硬化，豚鼠模型组TC、LDL-C、HDL-C均显著升高，分别为对照组的8.8、4.3、7.9倍，且差异有统计学意义(P<0.05)，病理结果未见早期动脉粥样硬化形成。故我们认为在此配方的高脂饲料喂养1月，兔形成高脂血症，成模率为100%，早期动脉粥样硬化成模率为83%(5/6)；豚鼠也可形成高脂血脂，且成模率为100%，未能形成早期动脉粥样硬化模型。

我国研究者在做相关研究时多以不同高脂饲料配比饲养兔数月，豚鼠则通常单纯高脂饲养8～10周之后进行相关指标测定和病理结果测定，如联合球囊内膜剥脱术或者免疫损伤则通常饲养8～10周[8-11]，但是球囊内膜剥脱术手术复杂，术后死亡率较高，免疫损伤增加意外死亡风险，而且机械性内膜损伤和外源性免疫损伤不符合人体动脉粥样硬化发生机制。李琳等[1]应用配方为2%的胆固醇+10%猪油+0.2%丙硫氧嘧啶+87.8%普通饲料的高脂饲料喂养日本大耳兔10周，病理结果示早期动脉粥样硬化，与本实验比较可见延长对兔高脂喂养时间，血脂及动脉粥样硬化病变都进一步发展，但血脂升高速度相对减慢；杨润梅等[6]应用高脂饲料(0.5%的胆固醇+10%猪油+89.5%普通饲料)喂养豚鼠10周后测定豚鼠血清TC，为健康对照组的9.7倍，病理结果示早期动脉粥样硬化形成。与本实验相比，豚鼠都出现高脂血症结果一致，但在本实验高脂配比下饲养1月，未见动脉粥样硬化形成，如需建立动脉粥样硬化模型则需进一步延长饲养时间。

综上所述，兔在脂质代谢方面和人类有一些相似之处，单纯高脂饲料喂养符合人类动脉粥样硬化发生过程，本实验配比的高脂饲料喂养1月，形成高脂血症和早期动脉粥样硬化。在早期动脉粥样硬化病理生理机制及药物治疗效果、选择等研究中，为节约经济成本及时间，避免不必要的饲养时间可以选择兔为模型动物；豚鼠血浆脂质构成、胆固醇和脂蛋白的代谢方式与人类极为相似，但是单纯高脂饲料喂养1月，只可形成高脂血症，长时间喂养增加动物意外死亡风险，如实验时间充裕、资金充足的研究者可以选择豚鼠为模型动物。

(本文图1～4见插图5-1)

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Atherosclerosis model comparsion between rabbits and guinea pigs feed by high fat diet

ZhangMengyun*,YanGuang,FangWenxiang,ShenGaodong

(*DepartmentofGeriatrics,AnhuiProvincialHospitalAffiliatedtoAnhuiMedicalUniversity,Hefei230001,China)

YanGuang,Email:yanguang399@sina.com

Objective To compare lipid changes and atherosclerosis of Japanese white rabbits and guinea pigs feed by high fat diet.Methods Twelve Japanese white rabbits and twelve guinea pigs were randomly divided into 2 groups respectively,1.Rabbit control group (n=6):chow diet;2.Rabbit model group (n=6):high fat diet;3.Guinea pig control group (n=6):chow diet;4.Guinea pig model group (n=6):high fat diet.Serum lipid were measured by enzymatic at 0 week and 4weeks.Aorta pathological changes were observed by HE staining.Results The total cholesterol,triglyceride,low density lipoprotein and high density lipoprotein of model groups were significantly higher than those in the control groups(P<0.05),and the difference was statistically significant.Pathology results showed that early stage pathological changes of atherosclerosis was founded in 83%(5/6) of rabbit model group,however there was no atherosclerosis in guinea pig model group.Conclusion Simple fed high-fat diet for 1month,rabbits will have hyperlipidemia and early atherosclerosis,while guinea pigs only with hyperlipidemia.The model of atherosclerosis could format repidly in rabbit compared with guinea pig.

Atherosclerosis;Models,animal;Guinea pigs；Rabbits

安徽省国际科技合作计划项目(11030603025)

张梦云，硕士在读，Email：272423119@qq.com

严光，主任医师，教授，硕士生导师，Email:yanguang399@sina.com

R543.5

A

10.3969/J.issn.1672-6790.2015.05.017

2015-05-10)