肝硬化动物模型的研究进展
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陈学新, 潘华, 郑月梅, 熊利泽【关键词】 肝硬化动物模型; 麻醉药; 肝脏 大部份麻醉药在肝脏代谢,肝硬化对麻醉药及手术后苏醒阻碍较大,成立一个类似于人类肝硬化的动物模型是深切研究与肝硬化有关课题不可缺少的环节。理想的肝硬化模型应具有人类肝硬化的大体形态特点,其病理改变呈时期性进展,且造模方式简单,模型形成率高,重现性好,动物死亡率低等特点。肝硬化因其病因的多样性、动物和人的种属不一样,迄今理想肝硬化动物模型的成立仍是临床研究和实验研究中的一个难点,理想模型制作尚未完全取得成功。病毒性肝硬化模型,专门是人乙肝病毒感染的动物模型,理应成为最理想的肝硬化动物模型。但是,由于人乙肝病毒只能感染人和少数灵长类动物,因此长期以来,缺乏实际可用的动物模型,此刻以化学和复合等因素制备的肝硬化模型多见。国内外学者进行了大量的动物实验,成立了一些比较成熟的肝硬化动物模型。由于每种模型的致病因素不同,产生肝硬化的具体机制、稳固性、重复性和与人患病进程相似程度等也都不尽相同。本文就最近几年来肝硬化动物模型的研究进展作一综述。 1 以ccl4为主诱导的肝硬化模型
1936年cameron等1第一次报导应用ccl4制作肝硬化动物模型,尔后,ccl4普遍应用于动物实验中。ccl4是一种化学毒物,它反复作用于肝脏引发急、慢性肝脏损害,对肝脏损害有量效关系。肝脏损害与ccl4 被肝微粒体内依托于 的混合功能酶的激活,产生自由基ccl3及cl-1有关,这些自由基可与肝细胞内大分子发生共价结合,使肝细胞损伤2,另外,二者都可致使微粒体钙泵活性降低,使胞质 ca2+升高,细胞内ca2+稳态受到破坏,从而引发细胞代谢紊乱乃至死亡3。坏死物质及其继发的炎性细胞浸润产生肝纤维化刺激因子,后者增进贮脂细胞——成纤维细胞增生,产生大量胶原纤维形成肝纤维化4。一样采纳40%~50%ccl4油溶液,经口服、腹腔注射、皮下注射造模,造模时刻依给药途经和剂量不同,2~4个月不等,一样在8~12周可完全肝硬化,所用动物包括大鼠、小鼠、家兔、犬、猴等。该模型在实验初期即可见明显的肝细胞损伤和炎症反映,在实验第6~9周时即可见明显的纤维组织增生。用ccl4解决成立的肝纤维化模型,具有简便、易行、价廉且耗时短的特点,在形态学、病理生理学的某些方面与人肝硬化相似。
krahenbuhl 等5别离给鼠口服ccl4辅以苯巴比妥为唯一饮用水的方式成立肝纤维化动物模型,苯巴比妥的浓度别离采纳 mg/ml和35 mg/dl,其作用为诱导肝酶的活性,增加肝组织对ccl4的灵敏性。krahenbuhl制备模型时ccl4的第一次用量为 ml/kg,以后每周2次,每次用量以前次用量引发体重转变减少6%~9%为指标来决定,第5周时用量为(220±20)μl/只,第10周为(220±40) μl/只,其建模时刻10 周时,结果显示肝脏表面可见结节形成,实质变致密,镜检可见在结节周围有少量纤维组织沉积,同时伴有脾大、慢性门脉高压表现。 皮下注射吸收过快入全身循环系统,脑肾毒性大,注射位置易发生浸润性脓肿和溃疡,故死亡率可高达30%~40%,降低ccl4浓度可降低死亡率,但马学惠6采纳20%的ccl4死亡率为11%。也能够用腹腔注射、灌胃、蒸汽吸入或拌于食物中快速口服的方式。腹腔内注射门静脉浓度高,肝硬化形成时刻短,但死亡率较高(20%~35%)7;灌胃法ccl4亦可直接吸收入肝,但操作复杂,肠道反映大;蒸汽吸入需快速吸入,呼吸道刺激大,动物不耐受,中枢毒性大,易污染环境和损害实验人员6。溶于少量食物快速口服,少吃多餐,挥发减少,浓度低胃肠刺激减小,但受动物食欲阻碍,剂量难把握,实验终点不明确,周期长。 添加苯巴比妥可缩短造模时刻,8~10周可形成肝硬化,但死亡率高达40%。原理为苯巴比妥诱导肝内混合功能氧化酶,增加细胞色素p450活性,加速ccl4向-ccl3转化从而增加ccl4肝毒性8。
添加乙醇能诱导p450活性从而增加ccl4的肝毒性,在乙醇的致肝脂肪变作用下利用ccl4能加速肝细胞坏死,造模时刻明显缩短,同时可减小二者剂量以降低药物副反映与动物的不耐受现象。吴孟超9报导在小鼠利用该方式60d即可致成肝硬化,肝硬化稳固,分期明显,动物死亡率低。 但ccl4为主诱导的肝硬化模型缺点是死亡率较高,停止造模给药后,有必然自然恢复趋势的缺点。 2 ccl4、乙醇复合高脂肪饮食为主诱导的肝硬化模型 此为多因素致使动物肝硬化,是目前较为经常使用的方式,此可节约时刻、成功率高与死亡率低。韩得五10等最先采纳复合因素制作大鼠cm。采纳高脂低蛋白食物,30%酒精为唯一饮料,皮下注射ccl4(第1次用5ml/kg,以后每隔3d皮下注射40%ccl4油剂3ml/kg),第6周末即可形成肝硬化。该方式简单、成功率高(100%),且死亡率低(20%)。肝硬化形成后饲料中加入2%的氯化钠可制作肝硬化腹水模型。ccl4是复合因素中的决定因素,单纯玉米面仅能供给所需蛋白质的一半,并属于低胆碱饮食,饮酒可增加对胆碱的需求量,都可增进肝脂肪变性,使肝细胞对cc4更灵敏,这一模型目前已被普遍采纳,具有简便易行、价廉及病变典型等优势。该cm分期明确,在第一、2周以肝细胞变性坏死为主,第3、4周以弥漫性纤维增生为其特点,第五、6周,纤维距离、结节与假小叶形成。因其分期明显,该模型有助于研究外在因素对肝硬化进程的干与作用。该方式用于小型动物较多,大型动物的尝试较少,与人肝炎肝硬化仍有差距。 本实验室采纳四因素法11,即用苯巴比妥钠诱导一周;染毒期用四氯化碳(cci4)皮下注射8周;以食用白酒为唯一饮用水加速成模;饮用水中加入适合动物易饮用的甜味素以减少其死亡率,节约所需动物数量,降低实验本钱,适合批量制作。 3 二甲基亚硝胺(dmna)成立肝硬化模型
dmna是一种具有肝毒性、细胞毒性和免疫毒性药物,其成立模型的给药途径为腹腔注射12-14, george等15给鼠腹腔每周注射dmna三次,处置3周,结果17d即可见中心肝小叶坏死及嗜中性细胞浸润,21d可见胶原纤维沉积、局部脂肪变、胆管增生、中央静脉周围纤维沉积,此模型与人类肝硬化初期改变及胶原纤维沉积相似,可作为挑选抗纤维化药物的方便模型。 4 硫代乙酞胺(taa)成立肝肝硬化模型
其原理是taa入肝后延长肝细胞有丝割裂进程,并阻碍rna从胞核到胞质的转移,进而阻碍依托酶的代谢进程,最终形成肝细胞坏死,肝实质的破坏引发间质内织缔组织的生成增多,从而引发纤维组织在局部的沉积,其形成的动物模型在血流动力学、形态学及功能上的改变均与人肝硬化相似。spahr l等14用taa制备动物模型的方式是将taa用生理盐水配成30%的溶液,作为动物的饮用水,结果发觉8 周时会产生纤维化,17周时产生肝硬化,且各个体产生纤维化的程度相当,宜作为影像学的肝纤维化研究。kuriyama 等16给小鼠腹腔注射硫代乙酞胺制备肝硬化模型,并用于肝细胞癌发病机制的研究. 5 酒精成立肝硬化模型 酒精引发肝纤维化的要紧机制是酒精中间代谢产物乙醛对肝脏产生直接损害,其在肝脏使辅酶i(nad)转变成还原性辅酶i(nadh),从而其比值下降,而nda/ nadh比例下降使三致酸循环受抑制,进而脂肪氧化减弱,肝内脂肪酸合成增多,当其增多超过肝脏的处置能力就形成脂肪肝,最终形成肝纤维化。河福金等17在大鼠常规喂养同时灌入酒精(56°c )、橄榄油等的混合液,4 周后可见肝小叶中央区明显坏死或呈局限性坏死、点状坏死,间质可见炎性浸润,电镜下可见肝细胞周围胶原纤维增生,此类模型依其处于不同的时期可作酒精性脂肪肝及肝纤维化的研究。
6 血清免疫法成立肝硬化模型 用异种血清制品成立肝硬化18-19,其要紧原理是异种的血清进入体内引发机体免疫应答反映,在肝脏主若是在门脉汇管区形成免疫复合物沉积,由沉积的免疫复合物引发局部炎性反映,进一步刺激胶原增生而造成肝组织纤维化。王宝恩等18采纳三种不同方式通过人血清白蛋白来制备鼠肝纤维化模型,先白蛋白皮下注射,致敏后采纳三种方式尾静脉解决注射白蛋白,第一种方式是2次/周,第1周2~5mg/只,以后每次增加 mg,直至
mg,维持此剂量至少2 个月,结果在16周时80%的鼠形成肝纤维化;第二种方式是尾静脉解决注射2次/周,第一、3次为8mg,其余为4mg/次,共9次,结果30d形成肝纤维化,死亡率 %;第三种方式是在第二种方式的基础上在注射的前1天开始皮下注射前列腺素e1(pge1)200ug/次,2次/日,结果肝纤维化形成与第二组相同,但死亡率却下降至5%。由上述方式制备的模型可见肝组织界板区肝细胞变形坏死,炎性细胞浸润,汇管区及小叶间纤维组织增生,由于此类模型是一种免疫性损伤,与人类肝纤维化形成较接近,为一种理想的模型,尽管单纯解决注射白蛋白可造成动物大量死亡,但辅以pge1后是一种较为稳固的制模方式。 santra 等20用血吸虫血清抗原先制备肝纤维化动物模型,在实验的第0、10、20天别离注射血吸虫血清抗原,在最后一次注射该抗原后的72h可见肝脏中心静脉的变性坏死,门脉区网状蛋白聚集并伸入到肝小叶,最终形成肝纤维化,此种模型可用于血吸虫的药物医治研究。 7 其它建模方式
如给猪喂食黄磷2一、喂食酒精成立猪的肝纤维化模型22;兔的高胆固醇饮食成立肝纤维化23-24;狗的胆管结扎成立肝纤维化模型25等。整体上肝纤维化模型的要求是模型能与人的肝纤维化有形态学、血液动力学及生化方面相似的特点,同时成立模型时模型的成功比例要尽可能高。但到目前为止仍尚未与人肝纤维化完全相似的模型,这可能与人和动物种属间的不同有关,但仍可依据不同的实验目的来选择相应的实验动物模型。【参考文献】
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