基因修饰冠状动脉硬化性心脏病动物模型
由于小鼠动脉粥样硬化病变的部位局限于主动脉,普通造模方式不能模拟人类冠心病自然发病进程,因此小鼠的自发性冠状动脉粥样硬化性心脏病模型,制备非常困难。在基因修饰小鼠模型大量出现以后,一些特殊的模型逐渐被发现有自发性冠状动脉粥样硬化和心肌梗死或者具有环境致病因素易感性。
【造模机制】通过多基因修饰,在影响脂代谢、血管壁细胞等多种基因功能异常情况下,造成非常严重的动脉粥样硬化,使病变逐渐累及心脑血管。
【造模方法】多基因修饰基础上,增加饮食或应激等环境因素,模拟人类冠状动脉硬化自然发生过程。
【模型特点】SR-BI/ApoE双基因敲除小鼠出现显著升高的高密度脂蛋白,而游离胆固醇显著升高,血浆中,其与胆固醇酯的比例(FC/CE)显著升高成为该模型的特点。该模型8周内基本都出现冠状动脉粥样硬化和心梗,死亡率极高。n/i/eNOS三基因敲除小鼠出生8个月左右半数以上死于心梗。该模型血浆低密度脂蛋白胆固醇含量升高,冠状动脉发生明显的内膜增生和中膜变厚,管周伴肥大细胞浸润,推测冠状动脉硬化合并痉挛导致该模型心梗。
下面所列的模型,均已经报道在环境因素作用下,表现冠状动脉硬化和心梗,包括eNOS/ApoE双敲除小鼠、SR-BI-/-HypoE小鼠、SR-BI/LDLr双敲除小鼠、uPA-Tg/ApoE-/-小鼠、Akt1/ApoE双敲除小鼠、PDZK1/ApoE双敲除小鼠、ApoE/LDL-R双敲除小鼠。这些模型有各自相关的脂代谢特点,同时具有在高脂饮食等因素的负荷下,一定程度上,人为控制心梗的发生时间和冠状动脉病变程度。
【模型来源】大多数小鼠模型可以从美国Jackson实验室(http://www.jax.org/index.html)、MMRRC(Mutant Mouse Regional Resource Centers,http://www.mmrrc.org)和国家遗传工程小鼠资源库(http://www.nrcmm.cn/mice/index.asp)获得。从北京大学医学部心血管研究所可以获得部分动物模型。
【模型评估和应用】基因修饰技术使冠心病小鼠模型制备成为可能,作为人类冠心病预防和治疗研究的工具,由于小鼠在解剖结构、代谢等生理功能的调节上与人类存在较大差异,其冠心病病变特点与部位和人类不完全一致,使得小鼠模型的应用受到诸多限制,评价新药也存在较大风险。
其他动物如大鼠(JCR:LA-cp rat、CETP Tg rat)、地鼠、家兔、鸽、猪以及非人灵长类的恒河猴,都有自发冠状动脉硬化的报道,特别是最近报道的 PCSK9转基因小型猪,由于猪在心血管疾病模型中的特殊优势,有可能成为理想的冠心病动物模型。