肝再生动物模型研究进展
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肝纤维化动物模型造模方法的研究进展I. 综述肝纤维化是一种严重的肝脏疾病,其病理特征为肝实质中大量纤维组织增生,导致肝脏功能受损。
肝纤维化的发生和发展受到多种因素的影响,如病毒感染、药物毒性、酒精性肝病等。
因此建立有效的动物模型对于研究肝纤维化的发病机制和治疗方法具有重要意义。
本文将对近年来关于肝纤维化动物模型造模方法的研究进展进行综述。
在构建肝纤维化动物模型时,首先需要选择合适的动物种类。
常用的动物模型包括CRISPRCas9基因敲除小鼠、自发性肝纤维化大鼠、四氯化碳(CCl诱导的肝纤维化大鼠等。
其中CRISPRCas9基因敲除小鼠是目前最为理想的肝纤维化动物模型之一,因为它可以精确地靶向特定基因进行敲除,从而有效地模拟人类肝纤维化的病理过程。
目前主要采用CRISPRCas9技术进行基因敲除。
通过构建特定的sgRNA序列,可以特异性地靶向目标基因,实现对其表达水平的抑制。
这种方法的优点是操作简便、高效,且可以精确地控制基因敲除的范围和程度。
然而CRISPRCas9技术仍存在一定的局限性,如可能导致非特异性敲除、影响其他基因的表达等。
因此未来还需要进一步优化该技术,以提高其在肝纤维化动物模型构建中的应用效果。
另一种常用的肝纤维化动物模型构建方法是通过化学物质的直接或间接作用诱导肝纤维化。
常用的化学物质包括四氯化碳(CCl、二甲基亚硝胺(DMN)、苯并芘等。
这些化学物质可以通过不同途径进入肝脏,引起肝细胞损伤和坏死,进而导致肝纤维化的发生。
然而这种方法存在一定的毒副作用,如长期暴露于高浓度的CCl4可能会导致肝癌的发生。
因此在使用化学物质诱导法构建动物模型时,需要严格控制剂量和时间,以降低实验风险。
A. 肝纤维化的定义和重要性肝纤维化是一种严重的肝脏疾病,其特征是正常肝细胞被大量的胶原纤维所替代,导致肝脏结构和功能的严重改变。
这种病变过程被称为纤维化,最终可能导致肝硬化,甚至肝癌。
因此对肝纤维化的早期诊断和治疗具有重要的临床意义。
肝损伤动物模型的研究进展肝损伤是指肝脏受到各种原因引起的不同程度损害的病理过程。
肝损伤的研究对于深入了解肝脏病理生理学机制、发现新的治疗靶点和开发新的药物具有重要意义。
动物模型是肝损伤研究的重要手段之一,通过构建适用的动物模型,可以模拟人类肝损伤的发生和发展过程,为肝损伤的基础研究和临床治疗提供有力支持。
常用的肝损伤动物模型包括化学性损伤模型、物理性损伤模型和生物学性损伤模型。
化学性损伤模型是利用特定的化学物质对动物肝脏进行损伤,常用的化学物质有四氯化碳、二乙二酸、乙醇和亚硝酸等。
物理性损伤模型是通过不同的物理因素对动物肝脏造成损伤,常见的有手术切除、缺血再灌注和冷冻等。
生物学性损伤模型是利用病原体感染、毒素作用或基因突变等因素引起肝损伤。
在化学性损伤模型中,四氯化碳(CCl4)是常用的肝损伤诱导剂。
CCl4会在肝脏中产生活性氯自由基,进而导致肝细胞膜的破坏和肝细胞损伤。
研究表明,CCl4模型可以模拟急性和慢性肝损伤的发生和发展过程。
在物理性损伤模型中,手术切除是常用的研究方法,通过肝叶的摘除可以模拟肝切除术后的肝再生和组织损伤修复过程。
在生物学性损伤模型中,病原体感染模型是研究肝炎和肝硬化等感染性肝损伤的重要手段。
近年来,肝损伤动物模型的研究得到了广泛关注,取得了一系列重要进展。
利用基因编辑技术构建特定基因敲除或过表达的动物模型,可以探究特定基因在肝损伤中的功能和作用机制。
使用CRISPR/Cas9技术敲除一些促炎因子基因,可以研究这些基因在非酒精性脂肪性肝病和肝纤维化中的作用。
利用转基因和基因表达技术构建特定基因表达的动物模型,可以模拟人类肝病的发病机制和临床表现。
构建APOE敲除小鼠模型,可模拟人类高脂血症和动脉粥样硬化的发生过程。
利用大型动物模型,如猪、猴等,可以更好地模拟人类的肝损伤,并提高疗效和安全性的评价。
猪模型可以模拟人类慢性肝炎病毒感染和肝硬化的发展过程。
肝损伤动物模型的研究已经取得了重要进展。
肝损伤动物模型的研究进展肝脏是人体最重要的器官之一,它具有排毒、合成蛋白质、解毒、能量储备和胆汁分泌等功能。
由于不良的生活习惯以及环境污染等因素,肝脏疾病的发病率逐年增加。
研究肝损伤的动物模型具有重要的理论和临床意义。
本文将从动物模型的选择、建立方法和研究进展等方面进行综述。
一、动物模型的选择在研究肝损伤的动物模型时,研究者首先需要选择合适的动物种类。
常用的动物模型包括小鼠、大鼠、猪和猕猴等。
小鼠和大鼠是最为常用的实验动物,它们具有生殖力强、易于获取、成本低等优点,更适合大规模的实验研究。
而猪和猕猴则更接近人类的生理特征,更适合用于某些特定的研究。
二、动物模型的建立方法1. 化学性肝损伤模型化学性肝损伤模型是最为常见的一种模型,常用的损伤剂包括四氯化碳(CCl4)、酒精、丙酮、二乙酰肼等。
CCl4是最为常用的肝损伤剂,它会在肝脏内产生自由基,进而导致肝细胞损伤和坏死。
通过给予动物不同剂量和不同途径的CCl4,可以模拟出不同程度的肝损伤,从而用于疾病的研究。
2. 生物性肝损伤模型生物性肝损伤模型是通过给予动物不同病原体或毒素,来诱导其产生肝炎、肝硬化等疾病,从而模拟出相应的肝损伤。
常用的病原体包括甲型肝炎病毒、乙型肝炎病毒等,而常用的毒素包括霉菌毒素、大豆异黄酮等。
3. 物理性肝损伤模型物理性肝损伤模型是通过给予动物不同的物理性因素,如电击、冷冻等,来诱导其产生肝损伤。
这种模型一般用于肝损伤的急性期研究。
三、研究进展近年来,随着生物技术的不断发展和进步,肝损伤动物模型的研究也取得了长足的进步。
一方面,利用基因编辑技术和转基因动物技术,研究者可以构建出更为理想的肝损伤动物模型,从而更好地模拟出人类肝脏疾病的发生和发展过程。
利用影像学技术和免疫组化技术,研究者可以对肝脏进行更为直观和准确的研究,从而更深入地了解肝损伤的机制和病理生理过程。
近年来,许多研究者还利用干细胞和干细胞衍生物,构建出更为完整和复杂的肝脏器官模型,从而更好地模拟出人类肝脏的生理和病理过程。
小型动物实验性肝纤维及肝硬化动物模型的研究进展肝纤维化是由于慢性肝病所致的持续或反复的肝实质炎症坏死而引起纤维结缔组织大量增生,其降解失衡导致肝内过多胶原沉积形成肝纤维化,肝纤维化为肝硬化早期阶段。
因此,慢性肝损伤动物模型的制备具有重要的研究意义。
肝纤维化的防治是国内外研究的热点,国内外对该模型的研究较多,为此笔者对几种常用的肝纤维化模型复制方法、机制及该模型的优缺点加以综述。
1 化学性肝损伤动物模型1.1 四氯化碳中毒模型该模型是国内外最广泛应用的肝纤维化和肝损伤模型。
将其溶于橄榄油、花生油等油溶液中,用浓度40% CCl4 ,按2ml/kg体重给予大鼠腹腔注射,2次/w,共8w~4个月不等。
单纯CCl4,一般采用30%~60%CCl4油剂皮下注射,剂量因动物种类而不同。
小鼠采用1~3ml/kg体重,2次/w,肝硬化可在12~15w形成。
该实验病理学改变8w出现早期纤维化症状,12w时肝小叶结构破坏,间质纤维组织增生,有明显肝纤维化症状明显增多,出现由再生肝细胞形成的假小叶。
但皮下注射过快,吸收入全身循环系统,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,赵秋等[1]采用20%的CCl4死亡率为11%。
亦用腹腔注射、灌胃、蒸汽吸入或拌于食物中快速口服的方法。
吕明德等[2]采用饮食控制下,腹腔注射CCl4的方法制备犬肝硬变模型,也取得了满意的结果。
灌胃法优点在CCl4直接经门静脉到达肝脏,1.5h后肝内即可达最高水平,采用此法者较多,皮下注射CCl4形成时间比较慢,不如灌胃法好,灌胃的缺点仍然是死亡率较高,有的高达到52.9%。
许建明等[3]也采用CCl4和花生油混合液皮下注射,诱发小鼠肝纤维化模型,对不同期肝组织病理变化分析和肝脏生化指标的分析,结果发现,随造模时间延长,肝纤维化程度有逐渐增加的趋势。
至造模后期,模型组动物的血清白蛋白比例明显下降,可能系肝纤维化进行发展的后果,亦说明该模型后期可导致肝功能失代偿。
肝硬化的动物模型建立和实验技术肝硬化是一种严重的肝脏疾病,其特征是正常的肝组织逐渐被纤维组织所代替,导致肝脏结构和功能的丧失。
为了深入研究肝硬化的病理机制以及寻找有效的治疗方法,建立动物模型并进行实验研究是不可或缺的。
一、动物模型的选择在肝硬化的研究中,常用的动物模型包括大鼠、小鼠、猪等。
其中,大鼠模型是最常用的,因其具有较高的肝再生能力和相似的肝脏结构与功能。
通过不同的方法,如化学诱导、手术切除和基因改变等,可以建立不同类型和程度的肝硬化动物模型。
二、化学诱导模型化学诱导模型是建立肝硬化动物模型的常用方法之一。
通过给予动物一定剂量的化学物质,如四氯化碳、二乙二硫、酒精等,可以引起肝脏损伤和纤维化反应,最终形成肝硬化。
这种方法操作简单、成本低廉,适用于大规模的实验研究。
三、手术切除模型手术切除模型是通过手术切除部分肝脏来诱导肝硬化的动物模型。
这种方法可以模拟肝脏创伤和再生过程,使肝脏发生纤维化和肝硬化的变化。
尽管手术切除模型的操作较为复杂,但其能更好地模拟肝脏病理变化,有助于深入研究肝硬化的发展机制。
四、基因改变模型基因改变模型是通过改变特定基因的表达或功能来诱导肝硬化的动物模型。
例如,利用转基因技术或基因敲除技术,可以使动物缺乏某些重要的代谢酶或细胞因子,从而导致肝脏损伤和纤维化。
这种模型可以模拟人类遗传性肝硬化的发展过程,对疾病的机制研究和治疗策略的探索具有重要意义。
五、实验技术在肝硬化的实验研究中,常用的技术包括组织病理学分析、分子生物学方法、影像学技术等。
组织病理学分析可以通过染色和显微镜观察肝脏组织的病理变化,如纤维化程度、炎症反应等。
分子生物学方法可以用来检测相关基因的表达水平和蛋白质的变化,以揭示肝硬化的发生机制。
影像学技术,如超声、CT、MRI等,可以非侵入性地观察肝脏的形态和功能变化,为肝硬化的诊断和治疗提供重要依据。
总结起来,肝硬化的动物模型建立和实验技术是深入研究该疾病的重要手段。
肝损伤动物模型的研究进展肝损伤是指肝脏组织受到不同程度的损害,从而导致肝功能异常或肝组织结构的改变,这是一种常见的疾病,也是临床上常见的问题之一。
为了研究肝损伤的发病机制、诊断和治疗方法,肝损伤动物模型的建立和应用是非常必要的。
本文将从肝损伤模型的分类及建立、模型的评价和研究进展,对当前肝损伤动物模型的研究进行综述。
一、肝损伤动物模型的分类及建立目前常用的肝损伤动物模型主要可以分为4类:药物性肝损伤、外伤性肝损伤、毒性肝损伤和病毒性肝损伤。
下面对每一类肝损伤动物模型进行简要介绍。
1. 药物性肝损伤药物是造成肝损伤的主要原因之一。
建立药物性肝损伤动物模型,应首先选择有致损性的药物,并在适当的剂量和时间内给动物肝脏滴注或口服,从而诱发肝损伤。
常用的制作药物性肝损伤动物模型的药物有四氯化碳、丙酮、D-半乳糖、异烟肼等。
外伤性肝损伤是指外力造成肝脏损伤,可分为直接性肝损伤和间接性肝损伤两种。
直接性肝损伤是指外力直接作用于肝脏引起的损伤,如切断、钝挫或压迫等。
间接性肝损伤是指外力作用于身体其他部位,引起肝脏功能改变,出现肝损伤,如创伤性休克和创伤性脑损伤等。
建立外伤性肝损伤动物模型的方法有经皮肝穿刺、手术创伤和牵拉等。
毒性肝损伤指外界因素作用于肝脏细胞,导致肝脏损伤的一种形式,如重金属、有机磷、二恶英等。
对于毒性肝损伤的研究,主要是对毒物的毒性进行评价,并探讨其毒性机制。
其中,重金属毒性肝损伤模型是研究比较多的模型。
病毒性肝损伤是指肝脏受到各种病毒感染所引起的损伤,如丙型肝炎病毒、乙型肝炎病毒等。
建立病毒性肝损伤动物模型的方法主要有两种,一种是将病毒直接注入动物体内;另一种是通过转染的方法将病毒载体导入动物体内。
评价肝损伤动物模型的好坏,可以从以下几个方面进行分析。
1. 病理学评价通过对肝脏的病理学形态进行观察,可以判断肝损伤的程度。
观察指标包括肝细胞形态、肝细胞核形态、血管血液流量、细胞浸润及变性等。
生化学评价是判断肝损伤的另一个重要指标,可根据血浆丙氨酸转氨酶(AST)、天门冬氨酸转氨酶(ALT)、胆汁酸(Bil)等指标的变化情况来反映肝损伤的严重程度。
肝再生动物模型研究进展作者:徐艳华来源:《中国民族民间医药·下半月》2014年第09期【摘要】文中对近年来相关实验动物肝再生模型的文献进行了系统综述,为阐明肝再生机理及进一步研究肝再生实验模型等提供依据。
【关键词】肝再生;动物模型;研究进展【中图分类号】R361 【文献标志码】 A 【文章编号】1007-8517(2014)18-0021-02Research progress of liver regeneration in animal modelsXU Yan-huaNation Durg Clinical Trial Institution Affiliated Hospital Of Inner Mongolia University ForThe Nationalities,Inner Mongolia Autonomous Region,Tongliao 028007,ChinaAbstract:The literature conduct a systematic review about the liver regeneration in animal model in recent years,and provide a basis for clarifying the mechanism of liver regeneration and the further studies on liver regeneration model.Keywords:Liver regeneration ; Animal model ;Research progress肝脏是人和动物体内最重要的器官之一。
近年来,肝硬化和肝癌的发病率逐年增高,肝脏病变部位切除是治疗的重要途径。
如何有效地发掘肝脏再生潜能是术后病人得以存活的关键,因此,对肝脏的再生机理进行研究对于肝脏疾病的治疗具有重要的理论意义和临床应用价值。
由于肝脏疾病病因多样性以及伦理等方面的原因,对肝脏再生机理的认识多来自实验动物[1]。
哺乳动物肝脏具有很强的再生潜能,肝部分切除后,剩余的肝细胞能迅速分裂增殖[2]。
一般选择大鼠或小鼠进行肝再生的研究,因其肝脏在解剖学上与人类肝脏关系密切,肝70%切除后可在7~10天内基本恢复原有的体积和功能[3],因此成为研究肝再生较理想的动物模型。
1 部分肝脏切除模型刘国华等[4]分别采用分次与一次肝部分切除的方法建立大鼠肝再生模型,证实了采用分次肝部分切除术建立大鼠肝再生模型的方法的可行性,该方法量化肝脏切除程度的准确性高,并发症发生率低,手术成功率高,是理想的手术方法。
缪明永等[5]切除70%大鼠肝脏制作肝再生模型,研究大鼠肝再生过程中肝细胞线粒体膜通透性转换的变化规律,阐明大鼠肝再生过程中线粒体PT出现明显规律性改变,可能与肝再生过程中线粒体氧化磷酸化的变化以及肝再生的启动和终止有关。
张谷裕等[6]采用手术切除2/3肝脏建立大鼠肝卵圆细胞增殖肝再生模型,探讨维生素K2对大鼠部分肝切除术后肝再生过程中肝功能恢复的影响,证实了维生素K2对大鼠肝再生模型术后肝功能恢复有明显的改善作用。
李红蕾[7]通过部分肝切除建立大鼠肝再生模型,检测干细胞紧密连接、粘附连接、粘着斑和间隙连接等相关基因在大鼠再生肝中的表达情况。
表明肝再生细胞生理生化活动具有多样性和复杂性。
根据肝再生基因表达变化和表达模式推测,肝再生早期和前期间隙连接形成增强,晚中期和后期间隙连接形成减少;早期、前期和后期粘着斑形成增强;紧密连接和粘附连接的形成贯穿于整个肝再生。
朱清静[8]采用大鼠肝部分切除法建立肝再生模型,研究丹黄方促肝细胞再生的作用机制。
结果表明,丹黄方可能是通过增强肝组织PC3mRNA、 c-fosmRNA 的表达而促进肝细胞的增殖。
周播江[9]通过建立大鼠肝再生模型,观察肝再生模型大鼠血清和肝细胞生长因子诱导骨髓干细胞向肝实质细胞分化的作用,结果表明,大鼠骨髓干细胞在肝再生模型大鼠血清或肝细胞生长因子的诱导下能横向分化为肝实质样细胞。
汤朝晖[10]利用肝部分切除术,建立可准确量化和易于操控的小鼠肝脏再生模型,结果表明,该方法可准确量化肝脏切除的程度,具有可控性强、简便易行和成功率高等优点,为小鼠肝再生的研究奠定了基础。
赵丹丹[11]同样运用大鼠进行肝部分切除成功建立了肝再生模型,并进行了完全去神经对大鼠再生感雌激素受体表达的影响研究。
陈欢[12]采取大鼠肝脏部分切除方法建立肝再生模型,进行肝再生过程中的microRNA表达谱和差异microRNA的研究,丰富了对肝再生过程中基因表达调控机制的研究。
陈战[13]采用大鼠肝脏2/3切除术建立大鼠肝再生模型,观察残肝组织病理状况及NF-κB的激活状况,阐明川芎嗪通过抑制炎症反应可以对创伤后肝组织起到保护作用,但其对 NF-κB 活化的抑制使肝细胞有丝分裂发生阻滞,从而延迟了肝再生的启动期,影响了肝再生的进程。
陈伟[14]从分子生物学角度对肝再生进行了系统的综述性研究。
罗志新[15]通过对小鼠肝切除后再生的综述,证实参与调控肝再生的细胞因子和生长因子有:肝再生增强因子、肿瘤坏死因子、白介素 6、白介素 1、肝细胞生长因子、去甲肾上腺素、卵泡抑素、转化生长因子等。
袁星[16]通过对动物肝脏70%的切除建立肝再生模型,进行蛋白组学和代谢组学研究,结果表明,差异蛋白在肝再生早期较多,磷脂的代谢早期增强、后期减弱。
袁斌[17]通过对肝脏部分切除建立大鼠肝再生模型,探讨MiR-23b在肝再生终止阶段的表达及功能,结果表明,肝再生终止阶段神经颗粒素的表达量上调与miR-23b以及外源性甲状腺激素 T3 无关,NO 通过诱导神经颗粒素表达上调,参与线粒体凋亡通路调控肝再生终止。
鲁育民[18]采用70%部分肝切除大鼠动物模型,并采用胆总管结扎的方法研究梗阻性黄疸不同引流方式,结果表明,外引流术对肝再生有明显的抑制,外引流术相对内引流术导致的肝再生差异可能是由于胆汁酸肠肝循环破坏,FXR表达下调,进而影响了肝再生。
焦华波[19]从胆管结扎后肝脏病理生理的改变与去胆管肝叶对肝再生的影响方面进行了综述,为肝再生机制的研究提供了参考依据。
陆克[20]将肝再生相关因子从起始阶段、增值阶段、终止阶段进行了综述性研究,表明TGF-β1、Hippo、ILK、磷脂酰肌醇3等均与肝再生的肝功能恢复密切相关。
2 化学药物损伤模型赖林泉[21]采用小鼠CCl4腹腔注射建立肝损伤再生模型,分析了丝裂原活化蛋白激酶信号通路基因的表达谱,表明了此信号通路对肝再生不同阶段的双重调控作用。
3 连续肝切除模型汤莉等[22]选用小鼠进行肝顺次手术结扎,切除2/3肝组织,观察术后小鼠生存和肝组织再生状况。
最终通过分叶顺次肝切除术,可准确量化肝脏切除的程度,简便易行、成功率高,为肝再生的机理研究提供了理想的动物模型。
丁隆[23]进行大鼠长间隔连续切除肝叶,21天后处死动物。
为研究多次再生后的新生肝组织的功能是否恢复到正常肝功能范围及肝脏的再生是结构性再生还是功能性再生建立了模型。
李瀚渂[24]采取大鼠肝脏左右叶切除的方法建立肝再生模型,研究下丘脑-垂体-肝轴对肝再生的影响及机制。
结果表明,MSC-肝再生-大鼠模型的肝再生过程受到高级中枢的调控,其调控的可能机制是通过下丘脑-垂体-肝轴影响大鼠的肝再生过程。
李红蕾[25]以大鼠部分肝切除后不同时间恢复的肝组织为材料,利用生物信息学方法研究肝再生相关基因的表达动态、表达模式以及作用时间和互作关系,探讨细胞外基质、细胞连接、细胞骨架、细胞迁移和膜蛋白相关基因在肝再生中的作用。
结果表明,细胞外基质、细胞连接、细胞骨架、细胞迁移和膜蛋白相关基因表达在再生肝组织的结构和功能重建中发挥重要作用。
综上所述,肝再生模型建立方法多种多样,此模型的建立促进了肝脏再生机理的研究,为临床肝脏外科手术的开展和肝脏疾病的治疗提供了理论指导。
研究者可依据自身实验条件及需求进行选择,同时还应全面考虑模型建立时动物的年龄、性别、营养,以及操作过程中的无菌条件。
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