動脈粥樣硬化（AS）的病理介紹與相關(guān)小鼠模型的構(gòu)建應(yīng)用

動脈粥樣硬化（Atherosclerosis/Atherosis, AS）是由于動脈內(nèi)膜受損導(dǎo)致脂肪和纖維物質(zhì)積聚在動脈最內(nèi)層而形成斑塊狀物質(zhì)，造成局部組織的壞死和軟化，形成類似于米粥樣的物質(zhì)并沉積在內(nèi)膜表面，因此稱作動脈粥樣硬化。隨著時間的推移，動脈粥樣硬化斑塊的纖維性逐漸變強(qiáng)，并進(jìn)一步積累鈣礦物導(dǎo)致血管管腔狹窄，阻礙血液流動甚至出現(xiàn)局部供血不足或者組織壞死^[1]。

高膽固醇血癥和動脈血管血流動力學(xué)的變化是影響動脈粥樣硬化發(fā)生的兩個重要變量，一般來說，動脈粥樣硬化的動物模型是基于富含膽固醇或西方類型飲食、膽固醇代謝相關(guān)基因的編輯改造和動脈粥樣硬化附加危險因素引入加速斑塊形成等方法構(gòu)建的。目前，小鼠是動脈粥樣硬化研究中最常用的物種，其與人類的動脈粥樣硬化過程的許多關(guān)鍵特征是相似的。小鼠動脈粥樣硬化模型依賴于高膽固醇血癥的發(fā)生，動脈粥樣硬化斑塊的核心物質(zhì)是“脂質(zhì)”，脂質(zhì)代謝異常造成的脂質(zhì)沉積是動脈粥樣硬化最直接的致病因素，其病變的發(fā)展與膽固醇運(yùn)輸顆粒低密度脂蛋白（LDL）密切相關(guān)，其中相關(guān)性最高的兩個基因?yàn)檩d脂蛋白E（APOE）基因和低密度脂蛋白受體（LDLR）基因^[2]，以這兩個基因?yàn)榛�礎(chǔ)構(gòu)建的小鼠模型也是運(yùn)用最多的。

Apoe KO小鼠
載脂蛋白E（Apolipoprotein E, APOE）是一種與脂質(zhì)顆粒相關(guān)的載體蛋白，是血漿脂蛋白的核心成分，并參與其產(chǎn)生，轉(zhuǎn)化和清除。APOE與低密度脂蛋白受體（LDLR）的相互作用對于富含甘油三酯的脂蛋白的分解代謝至關(guān)重要，也是大腦中主要的膽固醇載體，其多態(tài)性與阿爾茨海默病和脂質(zhì)堆積、高脂血癥、動脈粥樣硬化性和高膽固醇血癥等多種心血管疾病及風(fēng)險有關(guān)。Apoe KO小鼠的APOE蛋白合成受阻，導(dǎo)致其清除血漿脂蛋白的能力嚴(yán)重受損，伴隨膽固醇水平的升高，可自發(fā)形成動脈粥樣硬化。利用高脂飲食喂養(yǎng)誘導(dǎo)的小鼠膽固醇水平升高程度加大，硬塊的形成進(jìn)一步加劇，類似于人類動脈粥樣硬化及動脈粥樣硬化性心臟病中的飲食依賴性。

賽業(yè)Apoe KO小鼠（產(chǎn)品編號：C001067）在不同高脂飼料喂食條件下均出現(xiàn)總膽固醇(CHOL)、低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)上升（圖1）以及動脈粥樣硬化斑塊的表型（圖2），其斑塊位于頸動脈、心臟和主動脈弓等常見的動脈粥樣硬化斑塊高發(fā)部位。與傳統(tǒng)的機(jī)械誘導(dǎo)動脈粥樣硬化動物模型相比，該模型斑塊形態(tài)與人類疾病更加接近。
 

圖1 賽業(yè)Apoe KO純合小鼠（編號C001067）
血脂生化指標(biāo)檢測

圖2 賽業(yè)Apoe KO純合小鼠（編號C001067）
主動脈弓斑塊觀察

Ldlr KO小鼠
低密度脂蛋白受體（Low density lipoprotein receptor, LDLR）是肝細(xì)胞表面受體之一，它能夠結(jié)合載脂蛋白E（APOE），從而清除血液中的脂蛋白顆粒。同時LDLR也通過清除血漿中LDL和中間密度脂蛋白（IDL）來調(diào)節(jié)血漿膽固醇的水平，在膽固醇穩(wěn)態(tài)中起重要作用。LDLR功能缺失導(dǎo)致家族性高膽固醇血癥，該疾病是一種以LDL膽固醇水平升高為特征的脂蛋白代謝紊亂，造成膽固醇在組織中過量沉積，繼而導(dǎo)致黃斑瘤、動脈粥樣硬化加速和過早患冠心病的風(fēng)險增加。

賽業(yè)Ldlr KO小鼠（產(chǎn)品編號：C001278）在不同高脂喂食后均出現(xiàn)明顯的血脂（膽固醇）上升表型（圖3）和動脈粥樣硬化斑塊表型（圖4），這與其它所報道的模型表型相同。此外，其血脂膽固醇的表型與人類高膽固醇血癥的特征高度一致，包括總膽固醇（CHOL）、甘油三酯（TRIG）、LDL和HDL顯著升高。
 

圖3 賽業(yè)Ldlr KO純合小鼠（編號C001278）
血脂生化指標(biāo)檢測
 

圖4 賽業(yè)Ldlr KO純合小鼠（編號C001278）
主動脈弓斑塊觀察
 

Ldlr KO小鼠模型與Apoe KO小鼠模型相比在斑塊形成的病理機(jī)制和血脂變化上與人類疾病更具同源性，具有家族性高膽固醇血癥中觀察到的病理特征，這是已被確切報道由功能性LDLR的缺乏引起的一種人類疾病^[3]。而APOE是一種多功能蛋白，對炎癥、氧化、巨噬細(xì)胞逆轉(zhuǎn)膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)以及平滑肌的增殖和遷移均有影響，APOE缺失造成這些功能的改變可能會影響Apoe KO小鼠動脈粥樣硬化斑塊的發(fā)展，導(dǎo)致其斑塊的發(fā)展不僅僅取決于血脂水平的變化，當(dāng)然也說明了Apoe KO小鼠模型研究應(yīng)用的多樣性。

除Ldlr和Apoe外，許多其他與血糖和血脂生成或調(diào)控相關(guān)的基因Apoe3、Apoe4、Pcsk9和Fbn1等有皆被利用來構(gòu)建動脈粥樣硬化模型，這些模型具有各自不同的致病機(jī)制和病理表型，為推動動脈粥樣硬化和高脂血癥等疾病的研究和藥物及治療方法的開發(fā)做出了極大貢獻(xiàn)^[2-3]。

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參考文獻(xiàn)：
[1] Lusis, A. J. . (2021). A vicious cycle in atherosclerosis. Cell, 184(5), 1139-1141.

[2] Godfrey, S, Getz, Catherine, A, & Reardon. (2012). Animal models of atherosclerosis. Arteriosclerosis Thrombosis & Vascular Biology.

[3] Gresham, G. A. . (2017). Animal models of atherosclerosis. Biomedical Reports, 6(3), 259-266.