非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）是一種無酒精濫用的肝病綜合征，包括單純性脂肪肝、脂肪性肝炎、脂肪性肝纖維化和肝硬變。可從單純性脂肪肝經(jīng)非酒精性脂肪性肝炎（NASH）發(fā)展為肝纖維化，甚至導(dǎo)致肝硬化、肝細(xì)胞癌（HCC）或肝功能衰竭等終末期肝病。

 

根據(jù)Younossi等人的研究，“NAFLD是世界范圍內(nèi)肝臟疾病最重要的原因之一，并且很可能在未來幾十年成為終末期肝病的主要原因，這種疾病會(huì)影響成人和兒童。”

 

 

圖1. 全球NAFLD大概的患病率和PNPLA3基因型的分布

 

NASH診斷的金標(biāo)準(zhǔn)是肝臟活組織檢查，但是這種方法非常具有侵入性。NAFLD患者的肝酶有時(shí)是正常的。雖然超聲波可以檢測(cè)到脂肪肝，但它無法檢測(cè)纖維化或炎癥。目前還沒有針對(duì)NAFLD的批準(zhǔn)治療方法，因此研究不僅針對(duì)NASH治療藥物的開發(fā)，還針對(duì)新的診斷方法，制藥和生物技術(shù)公司正在大力投資NAFLD / NASH研究。

 

動(dòng)物模型在闡明非酒精性脂肪肝的病理生理機(jī)制以及新藥的開發(fā)中起著重要的作用。臨床前研究需要根據(jù)研究的特定NAFLD表型使用不同的動(dòng)物模型。NAFLD和NASH的臨床前動(dòng)物模型可分為四類：飲食誘導(dǎo)模型、化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)模型、基因編輯模型、復(fù)合模型。

 

1、飲食誘導(dǎo)模型

 

給予動(dòng)物高脂、高糖飼料喂養(yǎng)建立的脂肪肝模型，其主要發(fā)病機(jī)制是營(yíng)養(yǎng)過剩，食物中脂類、膽固醇和（或）糖類過量，無法完全吸收利用，脂類堆積于肝而引發(fā)脂肪肝，進(jìn)一步出現(xiàn)肝炎性改變及纖維化。該模型與人類NAFLD 相似，是最常見的NAFLD動(dòng)物模型。不同的飲食誘導(dǎo)模型具有不同的特點(diǎn)。飲食誘導(dǎo)模型的一個(gè)挑戰(zhàn)可能是在開始研究之前需要較長(zhǎng)的時(shí)間造模。

表1. 不同的飲食誘導(dǎo)模型的特點(diǎn)

對(duì)于NAFLD的發(fā)病機(jī)制，“二次打擊”學(xué)說是一種得到廣泛接受的理論。其中“第一次打擊”是指胰島素抵抗導(dǎo)致的肝脂肪變性，“第二次打擊”是指氧化應(yīng)激、炎癥因子和內(nèi)毒素等因素。

 

ob/ob小鼠存在ob（Lepo）純合突變，發(fā)生肥胖和脂肪變性；db/db小鼠或Zucker大鼠則由于db基因或fa基因（瘦素受體編碼基因）突變，導(dǎo)致瘦素受體喪失功能，引起瘦素抵抗出現(xiàn)與ob/ob小鼠相似的遺傳表型。但是這些模型無法從肝脂肪變性自發(fā)過渡到脂肪性肝炎，需要結(jié)合飲食或化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)進(jìn)行“二次打擊”以進(jìn)展到NASH表型。

 

PTEN是一種參與肝細(xì)胞脂肪酸β氧化和甘油三酯合成的脂質(zhì)磷酸酶，在細(xì)胞凋亡、細(xì)胞增殖分化、腫瘤形成等信號(hào)通路中為負(fù)調(diào)節(jié)因子。Sato W等發(fā)現(xiàn)肝特異性PTEN基因敲除小鼠可出現(xiàn)與人NASH相似的肝損傷，這類小鼠在出生10 周后可相繼發(fā)生脂肪性肝炎、肝纖維化以及肝腺瘤，最后66%的小鼠并發(fā)HCC。PPAR-α是肝內(nèi)參與調(diào)節(jié)線粒體和過氧化酶體β-氧化基因轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄因子，可調(diào)節(jié)ATP 的產(chǎn)生。MTP是線粒體脂肪酸β-氧化的關(guān)鍵酶。AOX是過氧化物酶體長(zhǎng)鏈脂肪酸β-氧化的限速酶，并能產(chǎn)生過氧化氫。對(duì)這些基因進(jìn)行改造均可影響脂肪酸β-氧化來制備NAFLD模型。

 

甲硫氨酸腺苷轉(zhuǎn)移酶1A(MAT-1A)是肝臟特異性的甲硫氨酸代謝的限速酶，能催化肝臟中主要的甲基供體S-腺苷甲硫氨酸的形成。MAT-1A敲除小鼠體內(nèi)的抗氧化物(如谷胱甘肽)減少，參與肝臟脂質(zhì)氧化的基因表達(dá)下調(diào)。

 

通常用于動(dòng)脈粥樣硬化研究的Apoe基因敲除小鼠在喂食高脂肪，高膽固醇飲食時(shí)可以產(chǎn)生NASH表型，如脂肪變性，炎癥和纖維化。

 

基因編輯和化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)的方法可以更快地造模，但是模型可能與疾病誘導(dǎo)機(jī)制無關(guān)。

 

4、復(fù)合模型

 

前面三種模型均不能完全模擬人類NAFLD的發(fā)病機(jī)制，其表型與人類NAFLD存在差異。許多學(xué)者把基因編輯模型與飲食或藥物誘導(dǎo)相結(jié)合產(chǎn)生復(fù)合模型，使復(fù)合模型的表型和發(fā)病機(jī)制與人類NAFLD更接近，并能反映疾病從單純性脂肪肝向NASH進(jìn)展，NASH向肝纖維化進(jìn)展的過程。

 

最常用的復(fù)合模型：

ob/ob小鼠+蛋氨酸膽堿缺乏飲食（MCD），db/db小鼠+蛋氨酸膽堿缺乏（MCD）飲食，Zucker大鼠+蛋氨酸膽堿缺乏（MCD）飲食/高脂飲食。這些模型均能形成典型的NAFLD組織學(xué)改變。

 

db/db小鼠+MCD飲食模型比ob/ob小鼠+ MCD飲食模型炎癥及細(xì)胞周圍纖維化更嚴(yán)重，且建模周期明顯縮短，所以db/db小鼠+MCD飲食模型應(yīng)用較多。

 

復(fù)合模型可最大程度地模擬人類的NAFLD，病理變化顯著，但是建模過程稍復(fù)雜。

 

不同的方法制備的脂肪肝動(dòng)物模型的表型和形成機(jī)制各異，按照研究的目標(biāo)選擇最適合的動(dòng)物模型，并將該NAFLD模型的并發(fā)癥等考慮在內(nèi)，就不會(huì)影響動(dòng)物模型的使用。盡量選擇與人類NAFLD相似、方法簡(jiǎn)單、成功率高、動(dòng)物死亡率低、造模時(shí)間短和重復(fù)性好的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ�。文中提到的NAFLD / NASH模型并非詳盡無遺，如果您的研究需要用到基因編輯鼠，歡迎咨詢我們。

 

 

參考文獻(xiàn)：

1. 馬富超,張泉洋,王帥,吳崇明,郭鵬.非酒精性脂肪性肝病動(dòng)物模型研究進(jìn)展[J].國(guó)際藥學(xué)研究雜志,2017,44(05):409-414.
2. 劉革新,肖新華.非酒精性脂肪性肝病的動(dòng)物模型及其選擇[J].中國(guó)社區(qū)醫(yī)師,2015,31(26):5+9.
3. Younossi, Z.; Anstee, Q. M.; Marietti, M.; Hardy, T.; Henry, L.; Eslam, M.; George, J.; Bugianesi, E. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology 2017, 15 (1), 11-20.
4. Nonalcoholic Fatty Liver Disease & NASH: National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases.
5. Herck, M. V.; Vonghia, L.; Francque, S.Animal Models of Nonalcoholic Fatty Liver Disease-A Starter's Guide. Nutrients 2017, 9 (10), 1072.
6. chierwagen, R.; Maybüchen, L.; Zimmer, S.; Hittatiya, K.; Bäck, C.; Klein, S.; Uschner, F. E.; Reul, W.; Boor, P.; Nickenig, G.; Strassburg, C. P.; Trautwein, C.; Plat, J.; Lütjohann, D.; Sauerbruch, T.; Tacke, F.; Trebicka, J. Scientific Reports 2015, 5 (1).