高脂高糖的西方饮食鼠粮与ApoEKO小

动脉粥样硬化缺乏一种小型、基因型可重复的动物模型，以弥补大型动物模型的缺陷，并提供治疗所需的动物模型数量。

目前用于动脉粥样硬化研究的小鼠模型是：C57BL/6，但病变仅发生在主动脉根以及主动脉瓣尖端。近期，利用胚胎干细胞同源重组的ApoE基因敲除小鼠（ApoEKO），表现出的重度高胆固醇血症和动脉粥样硬化病变，都与人类疾病表征更接近。

这篇文献主要分析ApoEKO小鼠的动脉粥样硬化病变的基因成因，包括细胞的本质，以及对比喂养普通饲料以及高脂高糖的西方饮食饲料（Western-typediet）小鼠随时间推移特殊病变的解剖位置等。研究表明此类小鼠模型发展出了动脉粥样硬化各阶段病变表征：从脂肪条纹到纤维结块，遍布整个动脉树型；在病变过程中包含其他物种动脉粥样硬化所体现的特殊慢性炎症以及纤维化增生反应等特点。

方法：4周大的对照以及ApoEKO小鼠，用常规饲料过渡1周后，一组继续用常规饲料，另一组用高脂高糖饲料（Western-typediet）；在6,8,10,15,20,30,40周捕杀切片后用光学显微镜、电镜以及免疫标记法来分析动脉粥样硬化病变的形成过程。

结果分析：

血浆胆固醇水平：ApoEKO小鼠（常规饲料）平均值mg/dL，~mg/dL；ApoEKO小鼠（Western-typediet）~mg/dL；用于对照的普通小鼠（常规饲料）平均值mg/dL，~mg/dL，普通小鼠（Western-typediet）~mg/dL，血浆胆固醇水平比ApoEKO小鼠都要低很多。

ApoEKO小鼠动脉粥样硬化表征：

ApoEKO小鼠（普通饲料）需20周后，在主动脉根部及主枝干表达出动脉粥样硬化病变；10周时已初步发生动脉粥样硬化病变。

ApoKO小鼠（Western-typediet）10周后，动脉粥样硬化病变体现在肾动脉，主动脉叉以及肺动脉；随着时间增加，病变发现在降胸以及下腹部、近端冠状动脉、髂总动脉；最早病变发生在喂养8周之后，比普通饲料喂养的表征出现得早。

ApoEKO小鼠（Western-typeDiet）病变过程

病理观测发现，动脉粥样硬化发生在ApoEKO小鼠而不是对照普通小鼠，最初的变化从动脉树表面附着的内皮单核细胞开始，在这位点发现泡沫细胞病变或者脂肪条纹。随着小鼠年龄增长，病变蔓延至中间体或纤维脂肪粒，包含了多层脂肪填充的巨噬细胞和光滑的肌肉细胞到最后的纤维结块。

ApoEKO小鼠（Western-typeDiet）最早在6周时，单核细胞被发现吸附在内皮层，散发性泡沫细胞出现在内皮下层，说明单核细胞吸附及趋势化可能发生在更早期。

相同区域用电子显微镜观测发现，发现是外周血单核细胞。这类单核细胞具有马蹄形细胞核和许多虚足吸附在内皮细胞表面。

同样的单核细胞吸附以及内皮层泡沫细胞堆积也出现在ApoEKO小鼠常规饲料喂养8周后，但吸附的细胞数量远远比高脂高糖western-type饮食喂养的小鼠要少。

泡沫细胞病变发生在ApoEKO（Western-typeDiet）8周后，以及ApoEKO（常规饲料）10周后。泡沫细胞堆积在内皮下表层，无明显的形态变化；内皮表层线也发现有非泡沫化单核细胞吸附与病变过程中泡沫细胞混合在一起。ApoEKO（Western-typeDiet）20周后，不再发现病变的泡沫细胞，但是仍然存在于ApoEKO（常规饲料）喂养30周后。

ApoEKO（Western-typeDiet）8周，主动脉根

ApoEKO（常规饲料）20周，主动脉弓

早期泡沫细胞形成之后（10周至15周ApoEKO（Western-typeDiet）小鼠），中期病变包含有纺锤状细胞（推测是光滑肌肉细胞）和泡沫细胞。纺锤状细胞混合在泡沫细胞中，并且在病变发生的顶端形成冠状。病变点同时也发现有少数间隙连接组织的堆积。

15周ApoEKO（Western-typeDiet）小鼠发现有早期纤维结块，病变处有小的坏死核以及由弹性纤维肌肉和胶原组织构成的冠状纤维体包裹的泡沫细胞。

20周ApoEKO（Western-typeDiet），光学显微镜的主动脉根及平滑肌肉层

免疫组织化学染色实验结果发现，组成纤维冠状纺锤型细胞的光滑肌肉层是ɑ-肌动蛋白。

20周ApoEKO（Western-typeDiet），免疫染色的ɑ-肌动蛋白

新内膜层泡沫细胞可与单抗BM8结合，说明是巨噬细胞谱系。

25周ApoEKO（Western-typeDiet），主动脉根纤维结块的巨噬细胞（BM8标记）

小鼠喂养时间更长（20-40周），纤维状结块进一步恶化，出现大规模纤维组织以及更大的坏死核。

25周ApoEKO（Western-typeDiet），巨大坏死核的纤维结块

电镜显示，病变发生处包含大型脂肪层巨噬细胞组成的泡沫细胞，以及无数含脂肪光滑肌肉细胞，可从肌丝、密度细胞体以及底部细胞膜形态来分辨。病变体也堆积着大量细胞外基体，如胶原体、弹性纤维体、蛋白聚糖体，以及细胞外脂肪堆积。下图同时发现内皮细胞吸附着有虚足的平坦单核细胞，说明源源不断的单核细胞内移。某些更重的病变，可发现部分下层基体细胞破坏和纤维组织钙化。

25周ApoEKO（Western-typeDiet），主动脉根纤维节点

ApoEKO（常规饲料）喂养20周，出现的纤维节点比Western-typeDiet喂养的小鼠要小很多。

冠状动脉的病变发展：

动脉粥样硬化病变发生在冠状动脉会与其他动脉系统有区别，当动脉粥样硬化发生在主动脉根以及近心门的动脉瓣底部时，冠状动脉早期无病变。20周ApoEKO（Western-typeDiet）才发现冠状动脉有病变，推测是主动脉根病变细胞直接入侵。（如下图）

尽管没有明显的心肌梗死，但在两只40周的ApoEKO（Western-typeDiet）小鼠中发现心肌纤维化。（如下图）

Western-typeDiet喂养小鼠的病变过程

尽管在喂养时间节点小鼠病变程度有些波动，但每4只为一组的组织学取样小鼠表现出相似的病变表型；病变的不同阶段可以在一只小鼠上观测到。例如，喂养Western-typeDiet15周后，纤维状结块发现在下图中的1,2,3,5标记位置；即动脉粥样硬化早期在下腹部动脉和下胸部动脉发现的病变。

总体而言，高脂高糖Western-typeDiet喂养的ApoEKO小鼠比常规饲料喂养的，在病变发展过程中表征更明显。此外，病变区域更大、基体受破坏程度更深。并发症如钙化仅发生在Western-typeDiet喂养的ApoEKO小鼠。

ApoEKO与其他基因小鼠在动脉粥样硬化病变范围和严重程度的比较

ApoEKO小鼠展现了动脉粥样硬化的各阶段，包括早期炎症反应发现的脂肪条纹，胸动脉内皮表层以及在发展成为富含脂肪条纹泡沫细胞动脉位置附着的单核细胞，更接近人类病症。免疫化学分析，脂肪条纹是由单核起源巨噬细胞组成，早期无光滑肌肉细胞。随着病变发展，富含脂肪堆积的光滑肌肉细胞参与其中。最后，光滑肌肉细胞形成纤维冠状，包裹着富含泡沫细胞区域。发展的纤维结块纤维纺锤型细胞被定性是光滑肌肉细胞。病变进一步发展，纤维结块中心区域出现坏死及胆固醇结晶。病变持续发展到动脉腔且范围扩大化。

与ApoEKO小鼠对比，其他小鼠造模缺乏接近人类病症的动脉粥样硬化各阶段病变。最常见的饮食诱导C57BL/6小鼠，动脉粥样硬化病症表现在富含泡沫细胞的脂肪条纹；偶尔也涉及光滑肌肉细胞。但病变集中在动脉根部和动脉瓣，而没有发现在动脉树其他位置。

无论是基因重组过度表达猴子胆固醇酯类转移蛋白基因的C57BL/6小鼠（比人类大15-、20-倍血浆活性）还是饮食诱导的C57BL/6小鼠，病变都有分布局限性以及不成熟性，动脉粥样硬化发生在动脉根部。第三种基因表达小鼠，ApoAII-过度表达用普通饲料喂养可发现病变，但仅仅出现在主动脉近端。

对比其他小鼠模型，ApoEKO小鼠不仅在动脉瓣底部，还在胸及腹部动脉、主动脉叉、颈动脉、肺动脉表现出更大范围的动脉粥样硬化病变。每个病例，病变起源自分支处、流出道、或分叉端。此外，病变也在主动脉弓小曲张处形成。常规饲料喂养的ApoEKO小鼠也出现病变，但造模时间更长。

ApoEKO小鼠病变形成及慢性炎症反应

ApoEKO小鼠动脉粥样硬化表征与其他物种，如兔子、猴子、猪的动脉粥样硬化病变相似。各物种模型，都出现纤维增生各阶段炎症。内皮层发生变化，涉及内皮层与循环单核细胞（可能是T淋巴细胞）相互作用，进一步发展到内膜细胞作用。基因学分析，许多因子在动脉粥样硬化过程中起作用。ApoEKO小鼠模型动脉粥样硬化过程中，吸附细胞相互作用，趋化因子，成长调节分子和免疫细胞的具体作用仍然待确定。

高脂高糖Western-TypeDiet与动脉粥样硬化

ApoEKO小鼠用Western-TypeDiet喂养在其胆固醇水平发生急剧升高，尤其在极低密度脂肪蛋白分层以及中间密度脂肪蛋白分层。低密度脂肪蛋白也有大量增加。小鼠表现出明显的动脉粥样硬化病变。不过，病变位置Western-TypeDiet喂养或常规饲料喂养的ApoEKO小鼠没有区别，病变程度Western-TypeDiet喂养小鼠更严重，发生的更早，脂肪量更多。高糖高脂的Western-TypeDiet作为动脉粥样硬化加重加速的一种方式方法，可与人类病症更接近；并可从纯化饲料成分中分析哪种独特成分对病症发展有影响，为药物介入提供可能性。

ApoEKO小鼠病变与人类病变

ApoEKO小鼠病变发展包含与人类动脉粥样硬化病变相类似的特征。实验动物模型中，有大量数据支持细胞之间吸附作用，如白细胞与线状内皮层，白细胞向内皮层进入和趋势化，单核细胞转化成为清除细胞，最后形成泡沫状巨噬细胞。因与人类病变相类似，此小鼠模型为研究病变形成提供了丰富的手段。此外，结合基因重组技术，包括糖尿病，高血压等模型的开发，可在此小鼠模型上研究动脉粥样硬化病原学各因子的相互作用。

参考文献：

ApoE-deficient?mice?develop?lesions?ofallphasesofatherosclerosisthroughoutthearterialtree.NakashimaY,PlumpAS,RainesEW,BreslowJL,RossR.ArteriosclerThromb.Jan;14(1):-40.

WesternDiet:







































白癜风可以吃文蛤吗
甲氧沙林片治疗白癜风