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肝纤维化/肝硬化动物模型

肝纤维化

 

主要是一种病理学概念,指肝组织内细胞外基质(ECM)成分过度增生与异常沉积,导致肝脏结构或/和功能异常的病理变化。其本质是肝脏对于慢性损伤的一种修复反应,类似于人体皮肤受到损伤后的疤痕形成。

 

目前国内外在诱导肝纤维化模型形成的方法中,常用的肝纤维化动物模型包括si氯化碳(CCL4)诱导模型、er甲基亚硝胺(NDMA)诱导模型、胆管结扎诱导肝纤维化模型、饮食诱导模型等。

 

但最经典、最常用的方法是应用CCl4诱导下建立肝纤维化动物模型。

 

一、实验动物的选择

 

由于雌性大鼠对CCl4易产生耐受而成模率低,所以CCl4复制肝纤维化模型通常以小鼠或雄性大鼠作为选用对象,染毒途径主要为灌胃、腹腔注射或皮下注射。

 

二、大鼠造模方法
 

0配制CCl4溶液,CCl4与橄榄油按照体积比1:4混匀,备用。

0按大鼠体重0.5μl/g CCl4(2.5μlCCl4橄榄油溶液)腹腔注射,每周2次,持续6周。空白对照组只注射橄榄油2.5μl/g。

0在连续给CCl42周后,可随机抽取对照组和造模组鼠各3只,检测ALT、AST、TBL以及切片等是否造模成功。

 

HE染色检测肝纤维化模型

 

 

大鼠肝纤维化病理切片

注: A: 正常组: B: 肝纤维化模型组。

 

正常细肝组织内肝细胞胞浆主富、红染,无明显脂肪变性等,肝细胞围绕中央静脉呈放射状排列。
 
模型组肝细胞明显脂肪变性,部分肝细胞水样变性,小叶结构不清,纤维组织明易增生,形成纤维间隔,分割肝小叶,纤维间隔内有散在炎症细胞浸润。


 0若模型成功,即可进行药物评价,继续处理4周后,即可处死大鼠,检测肝纤维化相关的Marker,评价药物效果。

 

大鼠肝脏大体标本观察

 

注: A: 正常组; B: 肝纤维化模型组

 

正常组肝脏表面呈鲜红色,表面光滑柔软,无结节和颗粒,肝缘锐利,形态与大小均正常。

 

肝纤维化模型组肝脏表明颜色较正常组织暗淡,质地稍韧,表面有颗粒改变,肝缘较正常组变钝,被膜肿胀。

 

模型特点:注射CCl4后,模型动物活动逐渐减少,精神萎靡,毛发蓬乱无光泽,进食量减少,体重增长速度减慢。

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三、小鼠造模方法
 

0成年雄性小鼠,按 5 ml/kg 体重的剂量皮下注射20%CCL茶油溶液,每5天一次,连续3个月。对照组小鼠腹腔注射等量等次的橄榄油溶剂。


0正常饮食饲养,观察动物活动、精神状况和饮食情况,每周称重一次。
 

0实验结束前,禁食6小时,然后处死小鼠取肝脏用于病理及相关蛋白分析。

注意事项


1、模型小鼠在造模30d时,半数动物肝脏出现少量,纤维组织增生;

2、60d时,多数动物呈现少量至中等纤维组织增生;  

3、90d时,全部动物呈中等至大量纤维组织增生,肝脏释脯氨酸含量亦随造模时间延长而逐渐升高;造模60d 时升高,至90d时升高更显著。

4、肝脏丙二醛含量和血清丙氨酸转氨酶在造模各阶段均明显升高,至造模 90d时,血浆白蛋白比例明显下降。


 

肝脏组织纤维化相关蛋白表达情况

 

肝硬化动物模型

 

CCl4作为使用最早、最广泛的肝纤维化诱导剂,其诱导慢性肝损伤的机理是直接损害肝细胞,破坏细胞的各种成分,造成肝细胞的脂肪变性与坏死,乙醇为酶诱导剂,损害线粒体,增加肝细胞氧耗量,还可增强CCl4对肝细胞的毒性作用,两者同时作用可促进肝硬化的形成。

 

因此,CCl4 模型也常用于探索药物性肝硬化发病机理,评估抗肝硬化药物的药效等实验研究。CCl4诱导肝硬化动物模型具有操作简便、材料价廉以及病变典型等特点,可以通过消化道、腹腔注射或皮下注射等方式制作肝硬化动物模型 。

 

CCL4诱发肝硬化动物模型

 

一、实验动物的选择

 
成年雄性大鼠

 

二、造模方法
 

1、经其腹腔注射30%CCl4石蜡油溶液2ml/kg体重,2次/周,连续7周。

2、或皮下注射40%CCl4大豆油溶液3ml/kg体重,首剂5ml/kg体重,每3d一次,共14次,期间,在实验开始后前2周,饲以80%玉米面和20%猪油混合饲料,2周后在饲料中混入0.5%胆固醇,以30%乙醇作为唯yi饮品,连续42d。

3、或皮下注射50%CCl4大豆油溶液3ml/kg体重,首剂5ml/kg体重,每4d一次,第5次起,改为肌肉注射,共15次,期间饮10%乙醇替代饮水,食常规颗粒饲料,连续60d。

4、或皮下注射60%CCl4矿物油溶液3-5ml/kg体重,每4d一次,共15次,其中头4次剂量为5ml/kg体重,5-11次为3ml/kg体重,12-15次为5ml/kg体重,同时以10%乙醇作为唯yi饮用水,连续66d。

 

肝脏湿重变化

图A为对照组大鼠肝脏大体图像;

图B-D分别为CCl4造模4周、8周、12周大鼠肝脏大体图像;

 

CCl4组造模初期,主要表现为肝叶变形、粘连。造模12周时,随着纤维化程度加重,肝脏表面呈颗粒状,肝脏湿重较对照组明显增加(P<0.05)。

 

模型特点:模型制作观察过程中,模型动物精神萎靡、食欲不振、嗜睡、易激怒,时见互相间撕咬和攻击。

 

肝硬化(hepatic cirrhosis,HC)是各种慢性肝病发展的晚期阶段,发病初期表现为轻度乏力、腹胀等症状,后期以肝功能损害和门脉高压为主,随病情进一步发展可出现消化道出血、肝性脑病等严重并发症,死亡率极高。


然而,目前研究尚未完全明确肝硬化的发病机制。因此,建立肝硬化动物模型,并通过动物实验研究肝硬化的发病机制,探索肝硬化的防治手段是我们需要重视的问题。

 

 

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