侯 露 張 娟 彭曉蔓 劉朝奇
(三峽大學(xué)醫(yī)學(xué)院,宜昌443002)
營(yíng)養(yǎng)與免疫干預(yù)的非酒精性脂肪性肝病動(dòng)物模型研究進(jìn)展①
侯 露 張 娟 彭曉蔓 劉朝奇
(三峽大學(xué)醫(yī)學(xué)院,宜昌443002)
隨著人們生活水平的不斷提高,生活習(xí)慣和環(huán)境等多種因素的改變,非酒精性脂肪性肝病(Nonal-coholic fatty liver disease,NAFLD)的發(fā)病率逐年升高,發(fā)病年齡也越來越年輕化,除中老年人以外,年輕人也成為發(fā)病的高危人群;非酒精性脂肪肝已嚴(yán)重威脅著人類的公共健康。進(jìn)行 NAFLD 的發(fā)病機(jī)制和防治基礎(chǔ)研究,都需要一種理想的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型。本文通過查閱文獻(xiàn)資料,對(duì)目前廣泛研究及前沿性的NAFLD多種動(dòng)物模型的研究進(jìn)行綜述,為研究防治 NAFLD 提供基礎(chǔ)理論依據(jù)。
NAFLD是一種無過量飲酒史的以肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞脂肪變性和脂肪貯積為特征的臨床病理綜合征,疾病譜隨病程的進(jìn)展而表現(xiàn)不一,包括單純性脂肪肝、非酒精性脂肪性肝炎(Nonalcoholic steatohepatitis,NASH)、肝硬化甚至肝細(xì)胞癌,是導(dǎo)致慢性肝病最常見的原因[1]。隨著人們飲食結(jié)構(gòu)、生活方式的改變,NAFLD的發(fā)病率大幅上升。NAFLD和代謝綜合征關(guān)系密切,NAFLD是代謝綜合征的肝臟表現(xiàn)。同時(shí),在2型糖尿病(Diabetes mellitus,DM)患者中NAFLD的患病率高達(dá)75%,己成為危害人類健康最常見的肝病[2]。因此,NAFLD及伴隨代謝性疾病的高發(fā)病率己成為全球關(guān)注的醫(yī)學(xué)研究熱點(diǎn)。
NAFLD的分子機(jī)制尚未清楚,可能的機(jī)制是“二次打擊”學(xué)說。其假說是第一次打擊涉及肝細(xì)胞內(nèi)脂類的積累(脂肪變性),從而激活免疫細(xì)胞;二次打擊涉及肝臟炎癥,導(dǎo)致NASH和其他嚴(yán)重的表現(xiàn),而炎癥反應(yīng)是NAFLD及代謝綜合征的共有特征。
肝臟是天然免疫系統(tǒng)的重要部位,它有各種各樣的免疫細(xì)胞,如淋巴細(xì)胞、 Kupffer細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、自然殺傷(NK)細(xì)胞和NKT細(xì)胞。肝臟也合成參與天然免疫的多種急性期蛋白、補(bǔ)體因子及模式識(shí)別受體(PRRs),調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫反應(yīng)。游離脂肪酸水平升高,氧化損傷,肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞的死亡,腸通透性改變都能激發(fā)肝臟相應(yīng)部位的免疫反應(yīng);Kupffer細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、T細(xì)胞、NK細(xì)胞等免疫細(xì)胞激活,釋放出細(xì)胞因子刺激肝臟星狀細(xì)胞,從而啟動(dòng)了組織纖維化修復(fù)反應(yīng),促進(jìn)了NAFLD的發(fā)生和發(fā)展。 由組織損傷誘導(dǎo)的NAFLD激活了大量免疫細(xì)胞,導(dǎo)致非酒精性的脂肪性肝炎,進(jìn)一步會(huì)導(dǎo)致肝纖維化、肝硬化、肝細(xì)胞癌等疾病的發(fā)展,同時(shí)也與心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)[3]。
為了研究NAFLD的發(fā)生發(fā)展機(jī)制,各種動(dòng)物模型已廣泛應(yīng)用,一方面從高營(yíng)養(yǎng)引起代謝紊亂制作模型即營(yíng)養(yǎng)模型,是國(guó)內(nèi)學(xué)者研究較多的造模方法,但存在造模周期長(zhǎng),成本高,不符合臨床特征等缺點(diǎn)。越來越多的研究者通過基因操作方法建立NAFLD模型,也是當(dāng)下研究的熱門,尤其是對(duì)免疫細(xì)胞相關(guān)基因進(jìn)行敲除或過表達(dá),改變肝臟免疫細(xì)胞的功能,同時(shí)進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)干預(yù),使造模的準(zhǔn)確度和效率可明顯提升即免疫缺陷聯(lián)合營(yíng)養(yǎng)模型,對(duì)此我們分別對(duì)如下兩個(gè)方面進(jìn)行綜述。
代謝綜合征是NAFLD的前驅(qū)癥狀和誘導(dǎo)因素,因此通過飲食干預(yù)導(dǎo)致代謝紊亂誘導(dǎo)NAFLD模型是目前最為常見的動(dòng)物模型,其主要原理是通過攝入過多熱量,引起肥胖,導(dǎo)致肝細(xì)胞脂肪變性。
1.1 高脂飲食 脂肪提供總能量的比例為45%~75%。高脂飲食是造成代謝綜合征的直接且有效的方式,誘導(dǎo)的模型在病因、病理及發(fā)病背景方面與人類 NAFLD 發(fā)病機(jī)制最相似。該模型具有肥胖、高脂血癥、胰島素抵抗等代謝綜合征表現(xiàn),鏡下可見大細(xì)胞性脂肪變性、肝小葉炎癥、氣球樣變性、纖維化、Mallory 小體。流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn),肥胖和糖尿病是非酒精性脂肪性肝炎和肝細(xì)胞癌發(fā)展的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。高脂模型(脂肪、碳水化合物和蛋白質(zhì)提供總能量的比例分別為71%、11%和18%)在生化方面較高程度地模擬了人NASH。有研究顯示模型產(chǎn)生了氧化應(yīng)激及重要致炎因子TNF-α表達(dá)增強(qiáng)。當(dāng)然,模型的缺點(diǎn)是許多NASH所具有的病理形態(tài)特點(diǎn)不明顯,如炎癥病灶較分離,脂肪變性的程度較輕,最重要的是無法觀察到肝組織的纖維化。Xu等[4]改良了模型飲食的成分與方法,采取豬油與膽固醇飲食,在第4周出現(xiàn)肝脂肪變性,第12~48周檢測(cè)到肝炎變現(xiàn),具有一定效果,在第24周可觀察到明顯的肝竇周纖維化。
缺乏肝纖維化表現(xiàn)和造模時(shí)間長(zhǎng)是目前此模型面臨的最大挑戰(zhàn)。采取胃內(nèi)插管,顯著改善了高脂食物的攝取率及利用率,采用這種方法,模型會(huì)出現(xiàn)一系列癥狀,如高血糖、高胰島素血癥、高瘦素血癥、葡萄糖耐受不良以及胰島素抵抗。但組織病理學(xué)分析顯示肝臟僅有輕度的脂肪變性。加入反式脂肪,模型的病理變化與人NASH的特征有更多的相似之處,極大地提高了病理水平的模擬度。但此類模型存在一大缺點(diǎn):從飲食攝入方式的角度來說,乳劑完全由人工直接灌入胃中,因而在臨床和病因?qū)W方面模擬程度差??偟膩碇v,在嚙齒動(dòng)物中高脂肪飲食可以很好地復(fù)制代謝參數(shù)的改變來觀察人類脂肪肝,但肝臟病理結(jié)果并不是那么嚴(yán)重[5]。值得注意的是,Kohli等[6]在高脂肪飲食中加入一定比例的碳水化合物,喂養(yǎng)的小鼠肝臟氧化應(yīng)激增強(qiáng),肝組織巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)、纖維化的發(fā)展也都明顯優(yōu)于單純的高脂飲食建模的小鼠。隨后,飲食中加入果糖運(yùn)用類似的模式獲得肝細(xì)胞損傷、炎癥和纖維化的NASH的小鼠模型也被報(bào)道[7]。
1.2 果糖飲食 果糖不同于葡萄糖,它分布于全身的組織并被廣泛利用,果糖主要在肝臟代謝,并且它能促進(jìn)氧化損傷和脂質(zhì)過氧化。一方面,其中的不飽和脂質(zhì)氧化降解為炎癥部位的各種介質(zhì)。另一方面脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的最終產(chǎn)物是4-羥基壬烯酸(4-hydroxynonenal,4-HNE),其表現(xiàn)出對(duì)中性粒細(xì)胞趨化活性。有研究發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期適量的果糖攝入能使從腸道進(jìn)入門靜脈的脂多糖的轉(zhuǎn)運(yùn)增加,此外,還能引起細(xì)菌過度生長(zhǎng)以及腸滲透性的增加。這可能會(huì)導(dǎo)致肝Kupffer細(xì)胞活化,在肝臟中形成活性氧(ROS),并通過核轉(zhuǎn)錄因子κB(NF-κB)誘導(dǎo)肝的TNF-α表達(dá)。TNF-α可以通過與肝細(xì)胞膜上的TNF-α Ⅰ型受體結(jié)合,促進(jìn)肝細(xì)胞的凋亡,還可以抑制磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)活性,降低葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)子(GLUT)的基因表達(dá),誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生胰島素抵抗,使機(jī)體空腹血糖含量增加。
在小鼠飲食中增加了30%的果糖,8周后顯示甘油三酯水平增加4倍,體重也有顯著增加,并且肝細(xì)胞發(fā)生脂肪變性[8]。雖然沒有明確的動(dòng)物模型研究表明果糖可以改變和NASH有關(guān)的代謝指標(biāo),但果糖被證實(shí)改變的生化指標(biāo)與促進(jìn)胰島素抵抗密切相關(guān)[9]。
有實(shí)驗(yàn)在果糖和脂肪的基礎(chǔ)上,加入膽固醇的飼料,得到了更好的小鼠模型:由脂肪占總能量的40%(12%的飽和脂肪酸,0.2%的膽固醇)和含有高果糖玉米糖漿的飲用水(42 g/L的濃度)組成,這個(gè)營(yíng)養(yǎng)建模也被稱為高脂肪、果糖和膽固醇(FFC)飲食。FFC與高脂飲食相比[脂肪占總能量的60% (1%的飽和脂肪酸)],兩種飲食都能夠引起特征性的代謝綜合征癥狀:肥胖、胰島素抵抗和脂肪變性,但是高脂飲食沒有肝纖維化的改變,F(xiàn)FC飲食小鼠病理結(jié)果展示了肝細(xì)胞有明顯的氣球樣變和進(jìn)行性的纖維化,同時(shí)與纖維化、炎癥、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激及脂性凋亡相關(guān)基因的表達(dá)也有增加[10]。FFC飲食強(qiáng)調(diào)了果糖和膽固醇膳食成分的添加對(duì)高脂飲食建立NAFLD和NASH模型的巨大貢獻(xiàn)[10]。因此在小鼠NASH模型的建立中,增加果糖到營(yíng)養(yǎng)過剩的飲食能夠促進(jìn)肝臟纖維化、肝細(xì)胞氣球樣病變、脂肪組織炎癥[11]。
自然界中的果糖以游離形式大量存在于水果漿汁和蜂蜜中。20世紀(jì) 70 年代高果糖玉米糖漿(HFCS)引入食品加工業(yè)后,果糖大量存在于軟飲料、糖果等食品中,如可樂HFCS熱量比高達(dá)50%,果糖的攝入量逐年增高,特別是一些青少年以軟飲料代水飲用。流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)高果糖攝入與肥胖、血脂異常、代謝綜合征發(fā)病相關(guān)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明,高果糖飲食可致血脂異常、血糖增高、腹型肥胖以及血壓升高,表現(xiàn)為典型的代謝綜合征[12]。
1.3 蛋氨酸-膽堿缺乏飲食(Methionine and choline deficiency,MCD) 脂肪和蔗糖提供總能量的比例分別為10%和40%,蛋氨酸和膽堿在肝臟 β-氧化和VLDL生產(chǎn)的過程中起十分重要的作用。MCD飲食通過增加游離脂肪酸攝取和降低極低密度脂蛋白合成而導(dǎo)致肝內(nèi)脂肪蓄積,造成肝細(xì)胞脂質(zhì)積累和VLDL減少綜合征。MCD飲食會(huì)造成小鼠體重下降,肝臟脂肪變性,周圍組織伴發(fā)炎癥或壞死。MCD鼠表現(xiàn)出的強(qiáng)烈的炎性反應(yīng),NF-κB在其中起重要作用,另外還可以檢測(cè)到一些細(xì)胞因子的表達(dá),如:TNF-α、IL-6 、TGF-β以及一些黏附分子的高表達(dá),如:ICAM-1、VCAM-1和MCP-1,它們與免疫系統(tǒng)的活化密切相關(guān)。而有些炎性因子,例如肝細(xì)胞Cox-2的表達(dá),可降低由MCD飲食引起的非酒精性脂肪肝炎癥和肝纖維化[13]。
MCD模型在分子機(jī)制上可較好模擬人NASH,但仍存在一系列問題,與肥胖的NAFLD/NASH 臨床患者相比,MCD飲食模型的甘油三酯和膽固醇水平降低;胰島素、葡萄糖和瘦素水平也降低,而這些會(huì)對(duì)NASH帶來的效應(yīng)產(chǎn)生抵抗,從而影響造模。另外在病因?qū)W上,此模型也不具備很好的說服力。
炎癥是非酒精性脂肪肝病發(fā)展中最重要的病理改變之一,也是肝臟從簡(jiǎn)單的脂肪變性到非酒精性脂肪肝炎的標(biāo)志。在非酒精性脂肪肝炎中,炎癥因子的水平(例如NLRPs、caspase-1、IL-1beta和 IL-18)均有升高。在肝臟,炎癥復(fù)合物主要是在免疫細(xì)胞中表達(dá),先天免疫的激活是觸發(fā)和放大NAFLD/NASH相關(guān)病理改變的關(guān)鍵因素[14,15]。因此,弄清楚NAFLD/NASH所涉及的主要免疫細(xì)胞類型以及它們?nèi)绾巫R(shí)別有關(guān)模式分子,或者弄清楚其模式分子通過結(jié)合表面模式識(shí)別受體,啟動(dòng)級(jí)聯(lián)信號(hào)放大炎癥反應(yīng)的過程,可以為研究新的治療策略提供幫助[16]?;谶@樣的思路,很多的實(shí)驗(yàn)利用基因敲除等技術(shù)制備免疫缺陷小鼠進(jìn)行建模,結(jié)合傳統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)建模方法,極大提高了建模的效率,成為先進(jìn)的NAFLD/NASH建模方法。
2.1 TLR-2敲除聯(lián)合CD/MCDD模型 TLRs大量表達(dá)于Kupffer細(xì)胞膜表面,與NAFLD有密切關(guān)系。TLR-2通過運(yùn)輸?;鞍自谥|(zhì)運(yùn)輸中起到了一定的作用。TLR-2基因敲除可提高實(shí)驗(yàn)小鼠患非酒精性脂肪性肝炎的概率[17]。在研究TLR-2對(duì)NASH發(fā)病機(jī)理的實(shí)驗(yàn)中,給 TLR-2-/-小鼠喂養(yǎng)CD或MCDD飲食8周后,對(duì)小鼠肝脂肪變性、炎癥和壞死組織各部分進(jìn)行評(píng)估。組織學(xué)評(píng)分顯示,與野生型小鼠相比,TLR-2-/-小鼠的肝細(xì)胞損傷更嚴(yán)重。從冷凍肝臟樣本中提取總RNA和信使RNA,對(duì)TNF-α、膠原蛋白α1、IL-10、過氧物酶體PPAR-γ、CD14進(jìn)行實(shí)時(shí)定量熒光PCR及蛋白質(zhì)水平分析。生化檢查與組織學(xué)研究結(jié)果一致,與野生型相比,TLR-2-/-小鼠TNF-α的mRNA表達(dá)升高了大約3倍;而PPAR-γ的表達(dá)有所降低。實(shí)驗(yàn)研究表明,TLR-2缺陷小鼠高脂飲食更易誘導(dǎo)NAFLD的機(jī)制可能與相應(yīng)的信號(hào)通路的改變有關(guān)。
2.2 CD1d基因敲除聯(lián)合高脂飲食模型 自然殺傷T(NKT)細(xì)胞是一種先天性免疫細(xì)胞,肝臟中的含量尤其豐富,約占肝臟淋巴細(xì)胞的30%,容易被脂類抗原激活,他們是固有免疫和適應(yīng)性免疫的橋梁,也是炎癥反應(yīng)的重要監(jiān)控細(xì)胞[18,19]。 缺乏NKT細(xì)胞的小鼠通過高脂肪的飲食喂養(yǎng)更容易發(fā)生代謝紊亂。用CD1d-/-敲除的NKT細(xì)胞小鼠在喂養(yǎng)高脂肪食物之后更容易導(dǎo)致體重增加和脂肪肝。同時(shí),CD1d-/-鼠在實(shí)驗(yàn)中所表現(xiàn)的肝臟中炎癥基因大量表達(dá)的現(xiàn)象,說明了該品系的小鼠有更易發(fā)生NAFLD的趨勢(shì)。運(yùn)用量熱法(Calorimetry)研究也證明了該品系小鼠對(duì)比于野生型小鼠有顯著的食物攝取量的增加和代謝率下降的趨勢(shì)。以上結(jié)果提示NKT細(xì)胞發(fā)揮炎癥監(jiān)管作用,有助于防止食源性肥胖和代謝功能障礙,同時(shí)NKT細(xì)胞可能在肝臟代謝和免疫系統(tǒng)之間的相互調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要作用,通過調(diào)節(jié)能量平衡,以保證肝臟的正常功能[20]。
2.3 CD40基因敲除聯(lián)合高脂飲食 肥胖和2型糖尿病的病理生理學(xué)特點(diǎn)在嚙齒動(dòng)物和人類上的體現(xiàn)是脂肪組織和肝臟的慢性炎癥,而CD40受體及其配體CD40L啟動(dòng)免疫細(xì)胞信號(hào)促進(jìn)炎癥反應(yīng)。有研究發(fā)現(xiàn)缺少CD40的小鼠給予高脂肪飲食,結(jié)果顯示了肝臟細(xì)胞因子水平的降低,但表現(xiàn)出肝脂肪變性、胰島素抵抗和葡萄糖耐受降低。進(jìn)一步應(yīng)用血糖-高血胰島素鉗夾技術(shù)也發(fā)現(xiàn)CD40-null小鼠葡萄糖利用率降低和胰島素抵抗。但是在CD40缺乏小鼠的脂肪組織有明顯細(xì)胞因子水平的升高和炎性細(xì)胞的浸潤(rùn),尤其是巨噬細(xì)胞和CD8(+)效應(yīng)性T細(xì)胞。這些結(jié)果表明:①CD40-null小鼠的肝臟炎癥反應(yīng)降低,但出現(xiàn)肝脂肪變性;②CD40在抑制脂肪組織炎癥上具有重要作用,從而防止肝脂肪變性[21,22]。
2.4 IFR-9基因敲除聯(lián)合高脂飲食的模型 干擾素調(diào)節(jié)因子(IRFs)是一類調(diào)控干擾素轉(zhuǎn)錄的因子,有九種類型(IRF-1~I(xiàn)RF-9),參與天然免疫與病原體的防御。干擾素調(diào)節(jié)因子9(IRF-9)是一個(gè)主要的調(diào)節(jié)干擾素轉(zhuǎn)錄的因子,有研究發(fā)現(xiàn) IRF-9 的表達(dá)在肥胖小鼠體內(nèi)明顯降低。應(yīng)用 IFR-9基因敲除小鼠,給予長(zhǎng)期慢性高脂食物飼養(yǎng),小鼠表現(xiàn)為肥胖、胰島素抵抗及肝脂肪變性和炎癥反應(yīng)。而應(yīng)用食源性或基因型(ob/ob)肥胖小鼠,通過腺病毒載體介導(dǎo) IRF-9 的過表達(dá),可明顯增加小鼠的肝胰島素敏感性,有效改善肝脂肪變性和炎癥反應(yīng)。進(jìn)一步采用酵母雙雜交文庫(kù)篩選系統(tǒng)研究IRF-9與輔酶因子之間的相互作用,發(fā)現(xiàn)IRF-9與過氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR-α)具有相互作用,PPAR-α是一個(gè)重要的代謝相關(guān)的核受體,它能夠激活下游目標(biāo)基因,降低胰島素耐受和改善IRF9缺乏的小鼠肝脂肪變性和炎癥。由此得出結(jié)論 IRF-9 通過與 PPAR-α 相互作用能夠降低肝臟的IR、脂肪變性和炎癥反應(yīng)[23]。而IFR-9基因敲除小鼠在構(gòu)建免疫缺陷聯(lián)合營(yíng)養(yǎng)NALFD模型上提供了很好的條件。
2.5 精氨酸酶2基因敲除聯(lián)合高脂飲食 精氨酸酶是催化水解L-精氨酸生成鳥氨酸與尿素的反應(yīng)酶。分為1和2型,1型主要表達(dá)于肝細(xì)胞,而2型主要表達(dá)于免疫細(xì)胞,尤其是巨噬細(xì)胞。精氨酸酶2可與誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)競(jìng)爭(zhēng)底物,這兩種酶的平衡在調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和巨噬細(xì)胞的激活中起著至關(guān)重要的作用。天然免疫包括巨噬細(xì)胞的激活在肝臟脂肪變性到脂肪性肝炎這一疾病進(jìn)展中具有重要作用。
Navarro等[24]利用Arg2-/-小鼠建模,通過高脂肪喂養(yǎng),來檢驗(yàn)缺乏精氨酸酶2能夠促進(jìn)小鼠從單純的肝脂肪變性進(jìn)展為脂肪性肝炎這一假設(shè)。精氨酸酶2-因子敲除Arg2-/-小鼠經(jīng)短期(7周)喂養(yǎng)高脂肪飲食后,發(fā)現(xiàn)小鼠肝臟以顯著的脂肪變性為特征。這些變化與全身的代謝無關(guān),而與參與肝脂肪從頭合成的基因的mRNA水平顯著提高有關(guān),肝損傷和炎癥伴隨著血清ALT的升高,標(biāo)志著F4/80陽性細(xì)胞的浸潤(rùn),炎癥因子的基因表達(dá)水平增加。另外,Arg2-/-小鼠接受尾靜脈注射包裹了氯膦酸二鈉的脂質(zhì)體(CLOD),選擇性耗竭肝巨噬細(xì)胞,結(jié)果發(fā)現(xiàn)肝臟脂質(zhì)沉積明顯減少,合成脂肪的mRNA表達(dá)趨于正?;?。這些結(jié)果顯示精氨酸酶2通過巨噬細(xì)胞介導(dǎo)肝脂質(zhì)沉積和肝損傷,提示精氨酸酶2在脂肪性肝炎中的重要作用[24]。
人類疾病動(dòng)物模型在醫(yī)學(xué)發(fā)展中起著重要作用,以自然發(fā)生作為人類疾病研究的模型已經(jīng)不能滿足科學(xué)研究的需要。最“準(zhǔn)確”營(yíng)養(yǎng)膳食模式包含了所有的西方飲食的膳食組成部分,包括脂肪、果糖和膽固醇,這樣的飲食復(fù)制NASH的組織病理學(xué)特征周期需要持續(xù)20周及以上。
通過基因改造構(gòu)建的NASH模型,雖然先天免疫系統(tǒng)的激活介導(dǎo)的無菌性炎癥反應(yīng)是一個(gè)非酒精性脂肪肝炎的關(guān)鍵特性,但是單純炎癥的建模會(huì)導(dǎo)致缺乏代謝疾病這樣一個(gè)關(guān)鍵的特征,在病因上,與人類由代謝綜合征引起的疾病有絕對(duì)的差異,這個(gè)方面是導(dǎo)致這類模型建模受限的主要原因。
隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展,復(fù)合模型結(jié)合了基因和飲食模型的雙重特征,可以縮短造模時(shí)間,最大程度上模擬人類NAFLD,有著廣闊的應(yīng)用前景。
一個(gè)合格的動(dòng)物模型應(yīng)該具有所有人類NAFLD/NASH的特征性,包括:肥胖、胰島素抵抗、肝脂肪變性、炎癥和纖維化。理想狀態(tài)下,模型動(dòng)物基因的轉(zhuǎn)錄的變化也要和人類NAFLD/NASH的一致,然而目前還并沒有一種理想狀態(tài)的小鼠模型建模,當(dāng)前多數(shù)小鼠模型不能完全概括人類的全部特征[5]。相關(guān)文獻(xiàn)提出了一些參與無菌性炎癥應(yīng)答的通路與NASH有關(guān),凸顯了脂肪組織失調(diào)是人類NASH的關(guān)鍵特性[25,26]。
綜上,未來 NAFLD 動(dòng)物模型應(yīng)致力于:①為了最大程度的模擬 NAFLD的疾病進(jìn)展尋找最佳的基因和飲食混合模型;②建立統(tǒng)一的模型評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn);③對(duì)于高脂飲食模型應(yīng)尋找一個(gè)重復(fù)性較好且能將食源性肥胖與肝臟和脂肪組織功能障礙相結(jié)合的模型,如FFC飲食;④除了關(guān)注實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的肝脂肪變性、炎癥和纖維化,也應(yīng)該多關(guān)注脂肪組織炎癥;⑤隨著對(duì)發(fā)病機(jī)制的研究逐步深入,篩選出與NASH相關(guān)性高的易感基因或者影響脂肪代謝途徑的相關(guān)基因和代謝通路,以培育出更多特殊品系的動(dòng)物,逐步縮小動(dòng)物模型與人類 NAFLD 間的差距。
[1] Judith E,Alexander D,Jan-Peter S,etal.Non-alcoholic fatty liver disease progresses to hepatocellular carcinoma in the absence of apparent cirrhosis[J].Epidemiology,2011,128(10):2436-2443.
[2] Valenti L,Bugianesi E,Pajvani U,etal.Nonalcoholic fatty liver disease:cause or consequence of type 2 diabetes[J].Liver Int,2016,36(11):1563-1579.
[3] Narayanan S,Surette FA,Hahn YS.The immune landscape in nonalcoholic steatohepatitis[J].Immune Netw,2016,16(3):147-158.
[4] Xu ZJ,Fan JG,Ding XD,etal.Characterization of high-fat,diet-induced,non-alcoholic steatohepatitis with fibrosis in rats[J].Dig Dis Sci,2010,55(4):931-940.
[5] Ibrahim SH,Hirsova P,Malhi H,etal.Animal models of nonalcoholic steatohepatitis:eat,delete,and inflame[J].Dig Dis Sci,2016,61(5):1325-1336.
[6] Kohli R,Kirby M,Xanthakos SA,etal.High-fructose,medium chain trans fat diet induces liver fibrosis and elevates plasma coenzyme Q9 in a novel murine model of obesity and nonalcoholic steatohepatitis[J].Hepatology,2010,52(3):934-944.
[7] Alisi A,Manco M,Pezzullo M,etal.Fructose at the center of necroinflammation and fibrosis in nonalcoholic steatohepatitis[J].Hepatology,2011,53(1):372-373.
[8] A Spruss,Kanuri G,Wagnerberger S,etal.Toll-like receptor 4 is involved in the development of fructose-induced hepatic steatosis in mice[J].Hepatology,2009,50(4):1094-1104.
[9] Lim JS,Mietus-Snyder M,Valente A,etal.The role of fructose in the pathogenesis of NAFLD and the metabolic syndrome[J].Nat Rev Gastroenterol Hepatol,2010,7(5):251-264.
[10] Charlton M,Krishnan A,Viker K,etal.Fast food diet mouse:novel small animal model of nash with ballooning,progressive fibrosis,and high physiological fidelity to the human condition[J].Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol,2011,301(5):825-834.
[11] Gugliucci A.Fructose surges damage hepatic adenosyl-monophosphate-dependent kinase and lead to increased lipogenesis and hepatic insulin resistance[J].Med Hypotheses,2016,93:87-92.
[12] Softic S,Cohen D E,Kahn C R.Role of dietary fructose and hepatic de novo lipogenesis in fatty liver disease[J].Dig Dis Sci,2016,61(5):1282-1293.
[14] Xiao J,Tipoe GL.Inflammasomes in non-alcoholic fatty liver disease[J].Front Biosci(Landmark Ed),2016;21(4):683-695.
[15] 宋 靜,王黎麗,侯 昕,等.調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在poly I:C/D-GalN誘發(fā)的肝臟損傷中的免疫調(diào)節(jié)作用[J].中國(guó)免疫學(xué)雜志,2014,30(1):24-29.
[16] Arrese M,Cabrera D,Kalergis A M,etal.Innate Immunity and Inflammation in NAFLD/NASH[J].Dig Dis Sci,2016,61(5):1294-1303.
[17] Rivera CA,Gaskin L,Allman M,etal.Toll-like receptor-2 deficiency enhances non-alcoholic steatohepatitis[J].BMC Gastroenterol,2009,10(1):1-10.
[18] 王松存,李大金,杜美蓉.Tim-3信號(hào)免疫調(diào)節(jié)作用研究進(jìn)展[J].中國(guó)免疫學(xué)雜志,2014,30(11):1563-1566.
[19] 譚錦泉,肖 威,王 嵐,等.NKT細(xì)胞發(fā)育及功能研究進(jìn)展[J].中國(guó)免疫學(xué)雜志,2010,26(6):483-487.
[20] Martin-Murphy BV,You Q,Wang H,etal.Mice lacking natural killer T cells are more susceptible to metabolic alterations following high fat diet feeding[J].PLoS One,2014,9(1):809-849.
[21] Guo CA,Kogan S,Amano SU,etal.CD40 deficiency in mice exacerbates obesity-induced adipose tissue inflammation,hepatic steatosis,and insulin resistance[J].Am J Physiol Endocrinol Metab,2013,304(9):1888-1908.
[22] Yi Z,Bishop GA.Regulatory role of CD40 in obesity-induced insulin resistance[J].Adipocyte,2014,4(1):65-69.
[23] Wang XA,Zhang R,Jiang D,etal.Interferon regulatory factor 9 protects against hepatic insulin resistance and steatosis in male mice[J].Hepatology,2013,58(2):603-616.
[24] Navarro LA,Wree A,Povero D,etal.Arginase 2 deficiency results in spontaneous steatohepatitis:a novel link between innate immune activation and hepatic de novo lipogenesis[J].J Hepatol,2015,62(2):412-420.
[25] Du Plessis J,van Pelt J,Korf H,etal.Association of adipose tissue inflammation with histologic severity of nonalcoholic fatty liver disease[J].Gastroenterology,2015,149(3):635-648.
[26] 翟晴晴,周振華,王唯堅(jiān),等.非酒精性脂肪性肝病先天免疫機(jī)制的研究進(jìn)展[J].臨床肝膽病雜志,2015,31(7):1147-1152
[收稿2016-08-15 修回2016-10-21]
(編輯 倪 鵬)
10.3969/j.issn.1000-484X.2017.04.032
①本文受國(guó)家自然科學(xué)基金(81473461)資助。
侯 露(1995年-),女,主要從事臨床醫(yī)學(xué)研究,E-mail:1026044915@qq.com。
及指導(dǎo)教師:劉朝奇(1962年-),男,博士,教授,主要從事免疫學(xué)方面研究,E-mail:ctgulcq@163.com。
R575.5
A
1000-484X(2017)04-0630-05