如何選擇NAFLD/NASH動物模型——關鍵評價指標與實驗設計全指南
2025-04-08 17:48:02
來源/作者：普拉特澤-生物醫(yī)學整體課題外包平臺
前兩篇我們總結了MCD飲食模型 vs 高脂飲食模型、非酒精性脂肪肝（NAFLD）動物模型評價指標等常見問題，今天來學習如何選擇NAFLD/NASH動物模型——關鍵評價指標與實驗設計全指南希望大家引以為鑒，能夠避免這些普拉特澤為大家踩過的坑。
上篇：MCD飲食模型 vs 高脂飲食模型：非酒精性脂肪肝模型病理指標對比分析
鏈接奉上，大家快點踩著普拉特澤生物的肩膀去摘蘋果吧！那現(xiàn)在我們來接著進入今天的話題：
非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)及其進展型非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的研究已成為肝臟疾病領域的重點，而選擇合適的動物模型是研究成功的關鍵第一步。
本文將全面解析NAFLD/NASH模型的分類體系、選擇策略、關鍵評價指標以及實驗設計要點，幫助研究者建立高效可靠的研究方案。
1）NAFLD/NASH模型分類及選擇策略
1. 飲食誘導模型：模擬人類代謝特征
▲高脂飲食(HFD)模型：
造模時間：16-24周可誘導單純脂肪變性，32周以上出現(xiàn)NASH特征
優(yōu)點：最接近人類代謝綜合征特征
缺點：纖維化進展緩慢，需結合其他刺激
▲蛋氨酸膽堿缺乏(MCD)模型：
造模時間：4-8周即可形成顯著NASH
優(yōu)點：造模周期短，炎癥和纖維化明顯
缺點：伴隨體重下降，與人類代謝特征不符
▲高脂高果糖高膽固醇(HFHFrHC)模型：
造模時間：20-30周形成典型NASH伴纖維化
優(yōu)點：最接近人類飲食結構
缺點：成本高，周期長
2） 基因修飾模型：研究特定通路機制
ob/ob和db/db小鼠：
特征：自發(fā)肥胖和胰島素抵抗
適用：早期NAFLD研究
局限：單獨使用難以形成顯著NASH和纖維化
MAT1A-KO小鼠：
特征：自發(fā)肝脂肪變性和氧化應激
優(yōu)勢：研究氧化應激在NASH中的作用
造模時間：6個月出現(xiàn)纖維化
3）復合模型：加速疾病進展
▲STAM模型：
方法：新生期鏈脲佐菌素注射+HFD喂養(yǎng)
特點：16周內完成脂肪變性-NASH-肝細胞癌全過程
應用：抗癌藥物篩選
▲DIAMOND小鼠：
特征：高脂高果糖飲食誘導
優(yōu)勢：高度模擬人類NASH組織學特征
評價：目前最接近人類NASH的模型之一
3）模型選擇的關鍵考量因素
1. 研究目的導向選擇
機制研究：
早期NAFLD：ob/ob小鼠+HFD(8-12周)
炎癥機制：MCD模型(4-6周)
纖維化研究：HFHFrHC模型(24-30周)
藥物開發(fā)：
抗炎藥物：MCD模型
抗纖維化藥物：CCL4+HFD復合模型
代謝調節(jié)藥物：DIAMOND小鼠
2. 種屬差異考量
小鼠模型：
優(yōu)點：成本低，基因工具豐富
缺點：肝臟生理與人類存在差異
3.大鼠模型：
優(yōu)勢：采血量多，更適合長期研究
代表：Zucker fatty大鼠
非人靈長類：
價值：最接近人類生理
局限：倫理和成本問題
4）NAFLD/NASH關鍵評價指標體系
1. 基礎表型評價
代謝參數：
體重增長曲線
空腹血糖和胰島素抵抗指數(HOMA-IR)
血清脂質譜(TC、TG、LDL-C/HDL-C)
肝功能指標：
ALT/AST比值
ALP和GGT水平
血清白蛋白和膽紅素
2. 組織學評價標準
NAFLD活動度評分(NAS)：
脂肪變性(0-3分
小葉炎癥(0-3分)
肝細胞氣球樣變(0-2分)
診斷閾值：NAS≥5分可診斷NASH
纖維化分期：
天狼星紅染色定量分析
Ishak或METAVIR評分系統(tǒng)
α-SMA免疫組化(肝星狀細胞活化)
3. 分子標志物分析
炎癥相關：
TNF-α、IL-6、IL-1β mRNA表達
F4/80免疫染色(巨噬細胞浸潤)
CCR2+單核細胞流式分析
纖維化相關：
Collagen I/III、α-SMA mRNA
TIMP-1/MMP-2比值
TGF-β/Smad通路蛋白
代謝相關：
SREBP-1c/FASN(脂肪合成)
PPARα/CPT1(脂肪酸氧化)
IRS-1/PI3K/Akt(胰島素信號)
5）實驗設計的核心要點
1. 標準化操作流程
樣本采集：
固定時間點(上午8-10點)
禁食處理(6小時)
肝臟分區(qū)域取樣(左葉/右葉)
組織處理：
OCT包埋(冰凍切片)
4%多聚甲醛固定(石蠟切片)
速凍保存(-80℃)
2. 質量控制關鍵點
模型驗證：
設立中間時間點(如4、8、12周)
預實驗確定最佳干預窗口
病理學雙盲評估
數據分析：
代謝籠監(jiān)測能量消耗
Micro-CT評估體脂分布
高通量測序數據驗證
3. 轉化醫(yī)學考量
臨床相關性：
選擇與人類NASH組織學相似的模型
關注臨床可檢測的生物標志物
考慮性別差異(雄性更易造模)
藥物測試規(guī)范：
設立預防性和治療性給藥組
監(jiān)測藥物對代謝參數的影響
多時間點動態(tài)評估療效
6）常見問題解決方案
1. 造模失敗排查
脂肪變性不明顯：
檢查飼料儲存條件(避免氧化)
確認動物品系敏感性
延長造模時間
炎癥反應不足：
增加飲食中膽固醇含量(1-2%)
結合低劑量CCL4刺激
改用MCD或HFHFrHC飲食
2. 數據變異控制
組內差異大：
嚴格統(tǒng)一動物周齡(±3天)
控制飼養(yǎng)環(huán)境(溫度、光照周期)
同批次飼料喂養(yǎng)
病理評分不一致：
采用數字化病理分析系統(tǒng)
至少兩位病理學家雙盲評分
建立實驗室內部評分標準
7）前沿模型發(fā)展方向
1. 類器官與微生理系統(tǒng)
肝臟類器官模型：
3D培養(yǎng)技術
患者來源個性化模型
藥物毒性測試應用
器官芯片技術：
模擬肝臟微環(huán)境
多器官相互作用研究
實時監(jiān)測細胞反應
2. 基因編輯新模型
CRISPR-Cas9定制模型：
特定基因突變引入
人類疾病等位基因敲入
條件性基因表達調控
人源化肝臟小鼠：
FRG小鼠模型
嵌合肝研究平臺
人類病原體感染研究
結論：建立標準化研究范式
選擇合適的NAFLD/NASH動物模型需要綜合考慮研究目的、疾病階段、種屬特點和轉化價值。建議研究者：
①根據科學問題選擇最匹配的模型系統(tǒng)
②建立多層次評價指標體系
③實施標準化操作流程和質量控制
關注模型與人類疾病的臨床相關性
通過系統(tǒng)化的實驗設計和嚴謹的評價方法，可顯著提高NAFLD/NASH研究的可靠性和轉化潛力，為開發(fā)新型治療策略提供堅實基礎。
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