熱門(mén)靶點(diǎn)Apoe和Ldlr小鼠模型在助力高血脂研究中的應(yīng)用

高脂血癥
三高，即高血脂、高血糖和高血壓，是心腦血管疾病的“元兇”。其中，高血脂又稱(chēng)高脂血癥，是一種以血清中總膽固醇和（或）甘油三酯水平升高為特征的病理狀態(tài)。高血脂是動(dòng)脈粥樣硬化等心血管疾病的主要危險(xiǎn)因素，是導(dǎo)致冠心病、心肌梗死、腦卒中等疾病的重要原因^[1]。

LDLR和APOE是總膽固醇水平調(diào)控的關(guān)鍵基因，兩者的敲除/缺陷模型也常用于遺傳性高脂血癥的研究^[2]。賽業(yè)生物開(kāi)發(fā)了Ldlr KO小鼠和Apoe KO小鼠，以加速高脂血癥的研究。這兩款小鼠均能模擬由LDLR或APOE基因缺失導(dǎo)致的高脂血癥及相關(guān)心血管疾病臨床表型。

遺傳性高血脂模型：Apoe KO小鼠
由于缺乏功能性APOE蛋白，Apoe KO小鼠（產(chǎn)品編號(hào)：C001067）清除血漿脂蛋白的能力嚴(yán)重受損，造成總膽固醇水平升高，并可自發(fā)形成動(dòng)脈粥樣硬化。高脂飲食（HFD）喂養(yǎng)可誘導(dǎo)Apoe KO小鼠膽固醇水平升高程度和動(dòng)脈粥樣硬化硬塊形成的情況進(jìn)一步加劇。

（1）體重變化

圖1 Apoe^-/-小鼠體重檢測(cè)

小鼠分組后給予不同的飼料，并每周測(cè)量小鼠體重，檢測(cè)Apoe^-/-小鼠在正常飲食和高脂飲食下的體重變化。結(jié)果顯示各組小鼠體重變化趨勢(shì)相似，無(wú)顯著差異。（G1對(duì)照：常規(guī)飲食；G3高脂：含0.15%膽固醇高脂飼料喂養(yǎng)；G5高脂：A型含1.25%膽固醇高脂飼料喂養(yǎng)；G7高脂：B型含1.25%膽固醇高脂飼料喂養(yǎng)；G8高脂：含1.25%膽固醇高脂+0.5%膽酸鈉高脂飼料喂養(yǎng)。下同）

（2）血脂生化檢測(cè)

圖2 Apoe^-/-小鼠血脂生化指標(biāo)檢測(cè)

小鼠分組后給予不同的飼料，分別在小鼠高脂飼料飼喂第8、10、12周時(shí)測(cè)量血脂。與G1對(duì)照組Apoe^-/-小鼠相比，G3造模組Apoe^-/-小鼠血液中CHOL水平均提升2-3倍；LDL水平8W、10W均提升2-3倍；HDL水平均提升1.5-2倍。G4造模組Apoe^-/-小鼠血液中CHOL水平均提升1.5-2倍；LDL水平8W、10W提升1.5-2倍；HDL水平均提升1.5倍。G7造模組Apoe^-/-小鼠血液中CHOL水平均提升1.5-2倍；LDL水平8W提升2倍；HDL水平均提升1.5倍。G8造模組Apoe^-/-小鼠血液中CHOL水平8W、10W無(wú)顯著差異；LDL水平8W時(shí)提升，10W、12W時(shí)顯著降低；HDL水平均提升1.5倍。（CHOL：膽固醇；LDL：低密度脂蛋白；HDL：高密度脂蛋白。）

（3）主動(dòng)脈病理

圖3 Apoe^-/-小鼠主動(dòng)脈斑塊觀察

小鼠分組后給予不同的飼料，飼喂第12W取主動(dòng)脈觀察。與G1對(duì)照組Apoe^-/-小鼠相比，G3、G5、G7造模組Apoe^-/-小鼠主動(dòng)脈出現(xiàn)斑塊，且G5造模組斑塊更明顯。

（4）主動(dòng)脈弓油紅O染色

圖4 Apoe^-/-小鼠主動(dòng)脈弓油紅O染色

取Apoe^-/-小鼠的主動(dòng)脈弓進(jìn)行油紅O脂肪染色，可見(jiàn)明顯脂質(zhì)沉積。（數(shù)據(jù)來(lái)源于合作客戶）

（5）血生化檢測(cè)

圖5 Apoe^-/-小鼠血生化檢測(cè)

（6）結(jié)果討論
對(duì)Apoe基因進(jìn)行敲除構(gòu)建Apoe^-/-小鼠，并通過(guò)高脂飲食飼喂誘導(dǎo)動(dòng)脈粥樣硬化。結(jié)果顯示，該模型存在高血脂和高膽固醇的特征，同時(shí)該模型也存在主動(dòng)脈斑塊的形成和主動(dòng)脈弓中明顯的脂質(zhì)沉積。該模型小鼠可用于動(dòng)脈粥樣硬化疾病造模，為心血管代謝性疾病的構(gòu)建與相關(guān)人類(lèi)疾病的研究提供的強(qiáng)有效的工具。

遺傳性高血脂模型：Ldlr KO小鼠
LDLR功能缺陷是家族性高膽固醇血癥（FH）的主要病因^[4]，賽業(yè)生物開(kāi)發(fā)的Ldlr KO小鼠（產(chǎn)品編號(hào)：C001392）在常規(guī)飲食（CD）情況下即會(huì)出現(xiàn)輕度血脂升高，高脂飲食（HFD）誘導(dǎo)后總膽固醇（CHOL）、甘油三酯（TRIG）、低密度脂蛋白（LDL）和高密度脂蛋白（HDL）顯著升高，并出現(xiàn)主動(dòng)脈的粥樣硬化，這與人類(lèi)高膽固醇血癥特征高度一致。

（1）小鼠體重變化

圖6 野生型小鼠和Ldlr KO (em) 小鼠體重變化檢測(cè)（左為雄性，右為雌性）

小鼠分組后給予不同的飼料，通過(guò)每周測(cè)量小鼠體重來(lái)檢測(cè)野生型小鼠和Ldlr KO小鼠在正常飲食和高脂飲食下的體重變化。結(jié)果顯示，在常規(guī)飲食（CD）和高脂飲食（HFD）的情況下，Ldlr KO小鼠與野生型小鼠的體重的變化趨勢(shì)相似，無(wú)顯著差異。

（2）小鼠血脂生化指標(biāo)

小鼠分組后給予不同的飼料，分別在飼喂的第6周、8周、12周、16周和20周測(cè)量脂代謝指標(biāo)。結(jié)果顯示，與野生型小鼠相比，Ldlr KO小鼠在正常飲食的情況下，其血脂水平略有上升，而在高脂飲食喂養(yǎng)（HFD）誘導(dǎo)的情況下，Ldlr KO小鼠各項(xiàng)血脂參數(shù)均顯著升高。在高脂喂養(yǎng)的情況下，兩種性別的Ldlr KO小鼠均可出現(xiàn)高血脂的表型。（CHOL：膽固醇；TRIG：甘油三酯；HDL：高密度脂蛋白；LDL：低密度脂蛋白。下同）

（3）主動(dòng)脈病理

圖8 野生型小鼠和Ldlr KO（em）小鼠主動(dòng)脈斑塊形成檢測(cè)

小鼠分組后給予不同的飼料喂養(yǎng)，在飼喂的第16周分別取主動(dòng)脈進(jìn)行觀察。與其他對(duì)照組小鼠相比，高脂喂養(yǎng)的雄性Ldlr KO小鼠和高脂喂養(yǎng)的雌性Ldlr KO小鼠均出現(xiàn)主動(dòng)脈的病理性斑塊，說(shuō)明高脂飲食可成功誘導(dǎo)Ldlr KO小鼠動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生。

（4）Ldlr KO (em) 小鼠主動(dòng)脈斑塊的形成進(jìn)程

圖9 Ldlr KO (em) 小鼠主動(dòng)脈斑塊病理進(jìn)程檢測(cè)

不同時(shí)期主動(dòng)脈斑塊的觀測(cè)結(jié)果顯示，與高脂喂養(yǎng)16周的小鼠相比，高脂喂養(yǎng)20周的Ldlr KO小鼠的主動(dòng)脈斑塊形成更顯著，其斑塊形成的范圍也進(jìn)一步擴(kuò)大，這種變化在雄性（Male）和雌性（Female）小鼠中的趨勢(shì)是一致的。

（5）Ldlr KO (em) 小鼠主動(dòng)脈弓油紅O染色

圖10 Ldlr KO (em) 小鼠主動(dòng)脈病理切片

小鼠分組后給予不同的飼料喂養(yǎng)，在飼喂的第20周分別取主動(dòng)脈弓，使用油紅O染色以觀察病理情況。結(jié)果顯示，與其他對(duì)照組小鼠相比，高脂喂養(yǎng)的雄性Ldlr KO小鼠和高脂喂養(yǎng)的雌性Ldlr KO小鼠均存在主動(dòng)脈內(nèi)壁增厚的情況，且管壁增厚部位出現(xiàn)脂質(zhì)附著，說(shuō)明高脂飲食可成功誘導(dǎo)Ldlr KO小鼠動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生。

（6）結(jié)果討論
對(duì)Ldlr基因進(jìn)行敲除構(gòu)建Ldlr KO小鼠，并通過(guò)高脂飲食飼喂誘導(dǎo)高膽固醇血癥。結(jié)果顯示，該模型存在高血脂和高膽固醇的特征，同時(shí)，在高脂飲食飼喂后，該模型出現(xiàn)主動(dòng)脈弓內(nèi)壁增厚和脂質(zhì)附著的病理情況，還存在主動(dòng)脈斑塊的形成。該Ldlr KO小鼠可用于高膽固醇血癥疾病造模，為心血管代謝性疾病的構(gòu)建與相關(guān)人類(lèi)疾病的研究提供了強(qiáng)有效的工具。

參考文獻(xiàn)：
[1] Hill MF, Bordoni B. Hyperlipidemia. [Updated 2023 Aug 8]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK559182/

[2] Wouters K, Shiri-Sverdlov R, van Gorp PJ, van Bilsen M, Hofker MH. Understanding hyperlipidemia and atherosclerosis: lessons from genetically modified apoe and ldlr mice. Clin Chem Lab Med. 2005;43(5):470-9.