王揚(yáng)陽 周小航 孫 暉 張愛華 王喜軍
(黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)中藥血清物化學(xué)國家中醫(yī)藥管理局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·哈爾濱 150040)
肝纖維化是指肝臟受到持續(xù)損傷,免疫系統(tǒng)被激活后組織反復(fù)修復(fù)至過度及失控時(shí),細(xì)胞外基質(zhì)合成增多與降解相對不足而引起的病理過程。進(jìn)一步則使肝小葉結(jié)構(gòu)改建,假小葉及結(jié)節(jié)形成,發(fā)展為肝硬化。對肝纖維化進(jìn)行早期防治,可以在發(fā)展到肝硬化前進(jìn)行逆轉(zhuǎn),具有重要的臨床意義和實(shí)踐價(jià)值[1]。而肝纖維化模型的建立,既是研究肝纖維化發(fā)病機(jī)制和病理過程的先決條件,也是研究中醫(yī)藥防治肝纖維化動物實(shí)驗(yàn)的的重要支撐。國內(nèi)外學(xué)者一直致力于肝纖維化的研究,通過進(jìn)行大量動物實(shí)驗(yàn),摸索出了一些較經(jīng)典的動物模型。本文根據(jù)近年來對肝纖維化動物模型的研究,對不同因素誘導(dǎo)的肝纖維化模型進(jìn)行綜合探討和比較。
化學(xué)性肝纖維化動物模型是指大劑量或長時(shí)間給予大鼠具有肝毒性的化學(xué)物質(zhì)而引起的肝纖維化,造模方法簡便易行、肝毒性物質(zhì)價(jià)格適中故得到廣泛的應(yīng)用,以下簡單介紹幾種常用的化學(xué)性肝纖維化模型。
CCL4誘導(dǎo)的肝纖維化模型是國內(nèi)外最廣泛應(yīng)用的肝纖維化和肝損傷模型,CCL4進(jìn)入體內(nèi)后通過P450氧化酶激活后,生成活潑的三氯甲基自由基同時(shí)引發(fā)脂質(zhì)過氧化作用,導(dǎo)致肝細(xì)胞變性、壞死,長期反復(fù)刺激形成纖維化[2]。
四氯化碳誘導(dǎo)法一般采用40%~60%[3]的CCL4溶于橄欖油、花生油等油溶液中,可口服、吸入、皮下注射、腹腔注射[4]等,給藥初期即可見明顯的肝細(xì)胞損傷和炎癥反應(yīng),根據(jù)給藥途徑和劑量的不同,在實(shí)驗(yàn)第6~9wk基本可見纖維組織明顯增生[5]。它的優(yōu)點(diǎn)是病變過程穩(wěn)定,價(jià)格低廉,可操作性強(qiáng),且與人肝纖維化的形態(tài)學(xué)病理學(xué)的某些方面有相似性。缺點(diǎn)是肝纖維化程度個(gè)體性差異較大,若CCL4溶液劑量過大或操作不夠嫻熟,動物死亡率很高。造模周期較長,停止給藥后有自然恢復(fù)的趨勢。
DMN是一種具有肝毒性的化學(xué)試劑,經(jīng)微粒體轉(zhuǎn)化引起核酸與蛋白質(zhì)的甲基化從而導(dǎo)致肝細(xì)胞壞死,細(xì)胞外基質(zhì)合成增加,大劑量長期應(yīng)用時(shí)可使大鼠肝細(xì)胞壞死后纖維組織增生產(chǎn)生纖維化[6]。常用方法是采用0.5%~1%DMN給大鼠腹腔注射,每周3次,一般4至6周即可見肝纖維化形成[7]。此模型的造模周期較短,形成的肝纖維化較穩(wěn)定,停止給藥后一般較少自愈,因此適用于藥物的治療研究。缺點(diǎn)是大鼠易形成腹腔積液,死亡率高,而且DMN為一級誘癌劑,在實(shí)驗(yàn)操作中必須加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)人員的防護(hù)措施。
TAA也是一種具有肝毒性的化學(xué)物質(zhì),長期給藥可引起肝細(xì)胞的變性壞死甚至癌變。Moller等[8]認(rèn)為TAA能減少肝細(xì)胞核P-450的含量,影響依賴酶代謝過程,妨礙DNA合成與有絲分裂,從而導(dǎo)致肝細(xì)胞變性壞死、纖維增生等變化,最后發(fā)展為肝纖維化甚至肝硬化。TAA一般選用腹腔注射等方式給藥[9],大鼠在造模期間并發(fā)癥少,死亡率低,造模結(jié)束后基本無自愈傾向,在血流動力學(xué)和生化代謝變化部分與人體肝纖維化方面較相似。但造模周期長,需8周左右。TAA有毒性易揮發(fā),操作時(shí)需謹(jǐn)慎。
異種動物血清或異體蛋白反復(fù)注入大鼠體內(nèi)后,刺激大鼠形成過量的免疫復(fù)合物,在肝臟門脈匯管區(qū)及中央靜脈周圍大量沉積,引起周圍炎癥反應(yīng),刺激膠原的增生,引發(fā)一系列病理變化,最終形成肝纖維化[10]。
目前大多采用腹腔注射、皮下多點(diǎn)注射或尾靜脈注射異種血清和異種蛋白的方式[11]。該模型在發(fā)病機(jī)理上歸屬免疫損傷,與人類慢性肝炎所致的肝纖維化較相似,因此適合免疫方面肝纖維化發(fā)病機(jī)制的研究。但其造膜周期較長,并有自愈傾向。
膽汁性肝纖維化模型是采用人為結(jié)扎膽總管或注入硬化劑的方法,造成肝外膽道梗阻,引起梗阻部位之上膽管擴(kuò)張,肝細(xì)胞因而變性壞死,膠原組織沉積、纖維組織增生及小葉改建,最終形成肝纖維化[12]。此模型肝纖維化出現(xiàn)率高,造模周期短[13],炎癥反應(yīng)輕,自發(fā)逆轉(zhuǎn)率低,大鼠及實(shí)驗(yàn)人員均不接觸毒害物質(zhì),被認(rèn)為是一種較理想的能模擬人肝纖維化模型。但其要求實(shí)驗(yàn)者必須操作精準(zhǔn)熟練使膽管完全阻塞,否則大鼠死亡率很高,這可能是其沒有得到廣泛應(yīng)用的原因,是條件充足的實(shí)驗(yàn)室適合選擇的模型。
飲酒是當(dāng)今世界普遍性的問題,乙醇吸收入血后約90%被肝臟代謝,故長期大量飲酒者中常出現(xiàn)肝纖維化[14]。其發(fā)病機(jī)理和治療方面的研究也被大家所廣泛關(guān)注,國外已有多位學(xué)者在該領(lǐng)域進(jìn)行了研究,并創(chuàng)建了Liber-Decarli液體食料模型、Tsukamato-French大鼠模型、Liber-Decarli液體食料加輔劑模型等模型[15-17]。但由于實(shí)驗(yàn)費(fèi)用、實(shí)驗(yàn)周期和實(shí)驗(yàn)難度等原因,國內(nèi)少有人采用。
國內(nèi)方面以賁長恩教授為首的研究者借鑒國外造模經(jīng)驗(yàn),結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)實(shí)條件創(chuàng)立了一套價(jià)格低廉、操作簡便的酒精性肝纖維化模型制備方法,即給大鼠灌胃白酒、玉米油、吡唑的混懸液,同時(shí)間斷給予高脂飼料[18]。造模大鼠均形成肝纖維化,程度主要為輕度酒精性肝纖維化和中度酒精性肝纖維化。此模型縮短了實(shí)驗(yàn)周期,已經(jīng)得到普遍認(rèn)可并在國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。缺點(diǎn)為因大鼠天生厭酒,對酒的代謝也較快,劑量過低模型不易成功,劑量過高死亡又增加,死亡率為30%~40%左右。
近年來,多種因素引起的非酒精性肝病的發(fā)病率逐年上升,因此非酒精性脂肪性肝纖維化模型的研究也有較大進(jìn)展。其特點(diǎn)與人類非酒精性肝病在發(fā)病原因、病理改變上相類似,一般采取給予大鼠高脂或高脂低蛋白飼料的方法誘導(dǎo)[19]。
肝纖維化復(fù)合模型的使用近年來也較為常見,主要為化學(xué)性與免疫性[20]、酒精性肝纖維化相結(jié)合,造模周期較短,成模率高。缺點(diǎn)為肝纖維化形成機(jī)制復(fù)雜,不利于對發(fā)病機(jī)理的研究,適用于研究藥物的治療方面。
各種因素誘導(dǎo)的模型發(fā)病機(jī)理有所差異,與人類肝纖維化發(fā)病機(jī)制和進(jìn)程的相似程度也不盡相同,一種模型大多只與其某方面有一定的相似性,并無能完全反應(yīng)人類肝纖維化疾病的模型。主要原因可能是大鼠與人類的種屬差異較大、人類疾病形成機(jī)制更為多樣和復(fù)雜等。
建立與人類肝纖維化疾病的基本病變特征相似,病變的發(fā)展過程顯著、穩(wěn)定,成模率高,死亡率低,重復(fù)性好,方法易操作且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的肝纖維化動物模型,目前仍是實(shí)驗(yàn)研究中的一個(gè)難點(diǎn)問題,需眾多學(xué)者更進(jìn)一步的深入研究。
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