MCD飼料和膽堿缺乏飼料誘導(dǎo)的NASH模型對比

比較常用的加速NAFLD和NASH動(dòng)物模型的誘導(dǎo)方法，例如四氯化碳（CCl4）和蛋氨酸膽堿缺乏（MCD）飼料，以及第二代膽堿缺乏飼料。

開發(fā)臨床前NASH纖維化模型

1. 使用四氯化碳進(jìn)行炎癥、脂肪變性和細(xì)胞死亡的毒素誘導(dǎo)

2. 通過MCD飼料誘導(dǎo)的肝脂肪變性

3. 增強(qiáng)NASH的新一代膽堿缺乏飼料，沒有早期模型中觀察到的重度體重減輕

本文對比了這些傳統(tǒng)纖維化模型，探討它們在纖維化和NASH藥物開發(fā)方面的優(yōu)勢和局限性。

四氯化碳誘導(dǎo)NASH模型

溶劑四氯化碳（CCl4）是一種毒素，通過肝臟細(xì)胞色素P450代謝為三氯甲基自由基（–CCl3）。這會(huì)與許多肝臟靶標(biāo)發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到多種類似NASH的效應(yīng)：

• 線粒體活性氧簇引發(fā)的炎癥
• 脂代謝酶活性降低和高爾基氏體驅(qū)動(dòng)的VLDL分泌受損導(dǎo)致的脂肪變性
• 廣泛的細(xì)胞損傷，導(dǎo)致細(xì)胞死亡和纖維化

這些有害效應(yīng)在沒有肥胖或胰島素抵抗的情況下發(fā)生，并且涉及大量與脂質(zhì)貯積和代謝無關(guān)的細(xì)胞死亡。因此，這并不能代表真實(shí)的NAFLD。

除了缺乏對人類NAFLD/NASH的真正可譯性外，該模型的主要缺點(diǎn)是影響非肝臟器官和組織的全身毒性，且由于CCI4對操作人員具有潛在化學(xué)危害，所以只能由訓(xùn)練有素的技術(shù)人員執(zhí)行，必須配備適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)設(shè)備和化學(xué)安全基礎(chǔ)設(shè)施。

MCD飼料誘導(dǎo)NASH模型

蛋氨酸和膽堿是肝線粒體β氧化和極低密度脂蛋白（VLDL）合成所需的關(guān)鍵營養(yǎng)素。喂食MCD飼料時(shí)，甘油三酸酯的輸出受到抑制，從而迅速誘導(dǎo)肝脂肪變性和炎癥。

和CCl4一樣，MCD飼料因其易用性和快速誘導(dǎo)而廣受歡迎。兩周內(nèi)血清ALT/AST穩(wěn)健上升，并且臨床NAFLD活性評分在同一時(shí)間段內(nèi)接近最大值。纖維化也迅速發(fā)生，在短短4周內(nèi)就很明顯，10周內(nèi)達(dá)到重度。在不超過16周的過程中，纖維化是可逆的，因此應(yīng)在更長的時(shí)間范圍內(nèi)運(yùn)行模型，以評價(jià)可改善NASH的藥物。但是，動(dòng)物選擇比CCl4模型受到更多限制，C57Bl/6小鼠是首選的易感小鼠品系；大鼠會(huì)進(jìn)展為穩(wěn)健的脂肪變性，但只有輕微炎癥，且沒有纖維化。

MCD模型有許多轉(zhuǎn)譯和實(shí)踐方面的缺點(diǎn)，最明顯的是，動(dòng)物經(jīng)歷了快速而嚴(yán)重的體重減輕（從喂食MCD飼料開始超過40%），以及血清葡萄糖、甘油三酸酯和膽固醇降低。體重減輕也造成操作人員在動(dòng)物處置和給藥方面的難度，而代謝表型則與人類狀況直接相反。

第二代膽堿缺乏飼料誘導(dǎo)NASH模型

經(jīng)證明，第二代膽堿缺乏飼料可在嚙齒動(dòng)物中誘導(dǎo)NAFLD/NASH，而不會(huì)出現(xiàn)MCD飼料飼喂時(shí)的重度體重減輕。膽堿缺乏性氨基酸（CDAA）飲食可以用精確等量的左旋氨基酸代替蛋白質(zhì)含量，接受該飼料的C57Bl/6小鼠在3周內(nèi)出現(xiàn)脂肪變性和炎癥，纖維化發(fā)生在第6周，并在第21周左右變?yōu)檩p度至中度，這也是可逆的。

這種飲食也適合Wistar大鼠誘導(dǎo)NAFLD/NASH，并且與小鼠的疾病發(fā)作和進(jìn)展時(shí)間范圍相近。盡管任何嚙齒動(dòng)物體重減輕都不是該模型的缺點(diǎn)，但是該模型中不存在NAFLD之前的人類代謝表型（胰島素抵抗、高血糖癥、脂血癥等）。

CDAA飼料的熱量脂肪含量從10-20％增加至60％（高脂膽堿缺乏飼料）會(huì)加速并加重NASH，并顯著降低纖維化的自發(fā)可逆性。在C57Bl/6小鼠中，該模型還將在24周內(nèi)發(fā)展為肝硬化、門靜脈高壓和肝功能衰竭，因此對于肝臟疾病研究項(xiàng)目而言具有多種用途。然而，在膽堿缺乏飲食的迭代中，沒有肥胖、高血糖癥和高甘油三酯血癥等代謝綜合征的特征。

結(jié)論

經(jīng)典的CCl4肝臟毒性模型以及膽堿缺乏飼料誘導(dǎo)的脂肪變性的多次迭代，為NASH和肝纖維化提供了一套特征明確且廣泛可用的嚙齒動(dòng)物模型。在選擇四氯化碳或膽堿缺乏飲食模型時(shí)，應(yīng)結(jié)合它們的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)考慮其在人體條件下可譯性方面的諸多局限性。

本文作者：中美冠科生物