如何選擇NAFLD/NASH動(dòng)物模型——關(guān)鍵評(píng)價(jià)指標(biāo)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)全指南
來源/作者:普拉特澤-生物醫(yī)學(xué)整體課題外包平臺(tái)
前兩篇我們總結(jié)了MCD飲食模型 vs 高脂飲食模型、非酒精性脂肪肝(NAFLD)動(dòng)物模型評(píng)價(jià)指標(biāo)等常見問題,今天來學(xué)習(xí)如何選擇NAFLD/NASH動(dòng)物模型——關(guān)鍵評(píng)價(jià)指標(biāo)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(biāo)對(duì)比分析
下篇:非酒精性脂肪肝(NAFLD)動(dòng)物模型評(píng)價(jià)指標(biāo)
鏈接奉上,大家快點(diǎn)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(jìn)入今天的話題:
非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)及其進(jìn)展型非酒精性脂肪性肝炎(NASH)的研究已成為肝臟疾病領(lǐng)域的重點(diǎn),而選擇合適的動(dòng)物模型是研究成功的關(guān)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(guān)鍵評(píng)價(jià)指標(biāo)以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要點(diǎn),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(dǎo)模型:模擬人類代謝特征
▲高脂飲食(HFD)模型:
造模時(shí)間:16-24周可誘導(dǎo)單純脂肪變性,32周以上出現(xiàn)NASH特征
優(yōu)點(diǎn):最接近人類代謝綜合征特征
缺點(diǎn):纖維化進(jìn)展緩慢,需結(jié)合其他刺激
▲蛋氨酸膽堿缺乏(MCD)模型:
造模時(shí)間:4-8周即可形成顯著NASH
優(yōu)點(diǎn):造模周期短,炎癥和纖維化明顯
缺點(diǎn):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(shí)間:20-30周形成典型NASH伴纖維化
優(yōu)點(diǎn):最接近人類飲食結(jié)構(gòu)
缺點(diǎn):成本高,周期長
2) 基因修飾模型:研究特定通路機(jī)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(dú)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(yīng)激
優(yōu)勢(shì):研究氧化應(yīng)激在NASH中的作用
造模時(shí)間:6個(gè)月出現(xiàn)纖維化
3)復(fù)合模型:加速疾病進(jìn)展
▲STAM模型:
方法:新生期鏈脲佐菌素注射+HFD喂養(yǎng)
特點(diǎn):16周內(nèi)完成脂肪變性-NASH-肝細(xì)胞癌全過程
應(yīng)用:抗癌藥物篩選
▲DIAMOND小鼠:
特征:高脂高果糖飲食誘導(dǎo)
優(yōu)勢(shì):高度模擬人類NASH組織學(xué)特征
評(píng)價(jià):目前最接近人類NASH的模型之一
3)模型選擇的關(guān)鍵考量因素
1. 研究目的導(dǎo)向選擇
機(jī)制研究:
早期NAFLD:ob/ob小鼠+HFD(8-12周)
炎癥機(jī)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(fù)合模型
代謝調(diào)節(jié)藥物:DIAMOND小鼠
2. 種屬差異考量
小鼠模型:
優(yōu)點(diǎn):成本低,基因工具豐富
缺點(diǎn):肝臟生理與人類存在差異
3.大鼠模型:
優(yōu)勢(shì):采血量多,更適合長期研究
代表:Zucker fatty大鼠
非人靈長類:
價(jià)值:最接近人類生理
局限:倫理和成本問題
4)NAFLD/NASH關(guān)鍵評(píng)價(jià)指標(biāo)體系
1. 基礎(chǔ)表型評(píng)價(jià)
代謝參數(shù):
體重增長曲線
空腹血糖和胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)
血清脂質(zhì)譜(TC、TG、LDL-C/HDL-C)
肝功能指標(biāo):
ALT/AST比值
ALP和GGT水平
血清白蛋白和膽紅素
2. 組織學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
NAFLD活動(dòng)度評(píng)分(NAS):
脂肪變性(0-3分
小葉炎癥(0-3分)
肝細(xì)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(píng)分系統(tǒng)
α-SMA免疫組化(肝星狀細(xì)胞活化)
3. 分子標(biāo)志物分析
炎癥相關(guān):
TNF-α、IL-6、IL-1β mRNA表達(dá)
F4/80免疫染色(巨噬細(xì)胞浸潤)
CCR2+單核細(xì)胞流式分析
纖維化相關(guān):
Collagen I/III、α-SMA mRNA
TIMP-1/MMP-2比值
TGF-β/Smad通路蛋白
代謝相關(guān):
SREBP-1c/FASN(脂肪合成)
PPARα/CPT1(脂肪酸氧化)
IRS-1/PI3K/Akt(胰島素信號(hào))
5)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心要點(diǎn)
1. 標(biāo)準(zhǔn)化操作流程
樣本采集:
固定時(shí)間點(diǎn)(上午8-10點(diǎn))
禁食處理(6小時(shí))
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(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)
模型驗(yàn)證:
設(shè)立中間時(shí)間點(diǎn)(如4、8、12周)
預(yù)實(shí)驗(yàn)確定最佳干預(yù)窗口
病理學(xué)雙盲評(píng)估
數(shù)據(jù)分析:
代謝籠監(jiān)測(cè)能量消耗
Micro-CT評(píng)估體脂分布
高通量測(cè)序數(shù)據(jù)驗(yàn)證
3. 轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)考量
臨床相關(guān)性:
選擇與人類NASH組織學(xué)相似的模型
關(guān)注臨床可檢測(cè)的生物標(biāo)志物
考慮性別差異(雄性更易造模)
藥物測(cè)試規(guī)范:
設(shè)立預(yù)防性和治療性給藥組
監(jiān)測(cè)藥物對(duì)代謝參數(shù)的影響
多時(shí)間點(diǎn)動(dòng)態(tài)評(píng)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(chǔ)存條件(避免氧化)
確認(rèn)動(dòng)物品系敏感性
延長造模時(shí)間
炎癥反應(yīng)不足:
增加飲食中膽固醇含量(1-2%)
結(jié)合低劑量CCL4刺激
改用MCD或HFHFrHC飲食
2. 數(shù)據(jù)變異控制
組內(nèi)差異大:
嚴(yán)格統(tǒng)一動(dòng)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(píng)分不一致:
采用數(shù)字化病理分析系統(tǒng)
至少兩位病理學(xué)家雙盲評(píng)分
建立實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
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(shù)
患者來源個(gè)性化模型
藥物毒性測(cè)試應(yīng)用
器官芯片技術(shù):
模擬肝臟微環(huán)境
多器官相互作用研究
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)細(xì)胞反應(yīng)
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(dá)調(diào)控
人源化肝臟小鼠:
FRG小鼠模型
嵌合肝研究平臺(tái)
人類病原體感染研究
結(jié)論:建立標(biāo)準(zhǔn)化研究范式
選擇合適的NAFLD/NASH動(dòng)物模型需要綜合考慮研究目的、疾病階段、種屬特點(diǎn)和轉(zhuǎn)化價(jià)值。建議研究者:
①根據(jù)科學(xué)問題選擇最匹配的模型系統(tǒng)
②建立多層次評(píng)價(jià)指標(biāo)體系
③實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化操作流程和質(zhì)量控制
關(guān)注模型與人類疾病的臨床相關(guān)性
通過系統(tǒng)化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑u(píng)價(jià)方法,可顯著提高NAFLD/NASH研究的可靠性和轉(zhuǎn)化潛力,為開發(fā)新型治療策略提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
選擇 [普拉特澤生物] 的理由:
▲豐富的模型選擇: 我們提供多種肝纖維化模型,滿足您不同的研究需求。
▲專業(yè)的服務(wù)團(tuán)隊(duì): 我們的團(tuán)隊(duì)擁有豐富的經(jīng)驗(yàn),可為您提供專業(yè)的模型選擇、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析服務(wù)。
▲高質(zhì)量的產(chǎn)品: 我們嚴(yán)格控制產(chǎn)品質(zhì)量,確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性和可重復(fù)性。
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