動脈硬化(arteriosclerosis)泛指動脈變硬，由于形態(tài)特征不同可分為三種疾病，動脈粥樣硬化是最主要的一種動脈硬化疾病，其病灶累及彈性動脈和較多彈性纖維的肌性動脈，典型的動脈粥樣硬化病灶內(nèi)含有大量的脂質(zhì)和壞死細胞構成的“粥樣”成分。另兩種動脈硬化疾病分別為門克伯格中膜鈣化性硬化(Mnckeberg medial calcific sclerosis)和微(小)動脈硬化(arteriolosclerosis)。

動脈粥樣硬化性疾病是嚴重危害人類健康的一大類疾病，在發(fā)達國家被稱為“頭號殺手”，是世界范圍的主要死亡原因。動脈粥樣硬化致死的主要臨床事件為冠心病和腦卒中。資料顯示，1990年全世界死亡人數(shù)約5050萬人，其中冠心病死亡人數(shù)高達626萬人，位居死因第一位。冠心病自20世紀初逐漸在工業(yè)化國家流行，至60～70年代已成為除日本、法國等少數(shù)幾個國家以外的多數(shù)工業(yè)化國家最主要的致死原因，據(jù)美國發(fā)表的統(tǒng)計數(shù)字估計，1940～1960年的20年間，冠心病死亡率增加了50％，美國心血管疾病作為死亡的主要原因至少已有50年。我國心血管病的大規(guī)模流行病學調(diào)查始于20世紀80年代以后，具有代表性的研究有中國MONICA檢測研究，研究期從1984～1993年，由北京市心肺血管中心發(fā)起和組織并參加了世界衛(wèi)生組織的MONICA合作研究，國內(nèi)組織了16個省市協(xié)作。結(jié)果表明，我國冠心病發(fā)病率和死亡率與國外經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)尤其是歐美一些國家比較仍然處于較低水平。但是，從我國心血管病危險因素的流行趨勢來看，20世紀80年代初到90年代末人群超重率、高膽固醇血癥患病率、高血壓患病率等影響冠心病發(fā)病的因素均呈上升的趨勢，這對我國人群過去存在的優(yōu)勢(低體重、低膽固醇水平和低冠心病發(fā)病率)提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，并預示21世紀冠心病發(fā)病率將大幅度上升，對人群的整體健康造成威脅。

腦卒中也是威脅人類健康的主要疾病，在發(fā)達國家腦卒中死亡位于死因的第二位，在發(fā)展中國家位于第三位。1990年全世界約有440萬人死于腦卒中。我國腦卒中的發(fā)病率和死亡率較高，在世界范圍內(nèi)位于前列。2000年和2001年我國衛(wèi)生統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，腦卒中所致死亡在我國死因順位中僅次于惡性腫瘤位居第二，已成為嚴重威脅公眾健康的主要疾病之一。    

 (一)動脈粥樣硬化動物模型研究進展

1908年，Ignatowski首次報道了以富含動物蛋白的食物成功誘發(fā)出家兔主動脈內(nèi)膜病變。一個世紀以來，人們先后建立了食餌性嚙齒類動物(小鼠、大鼠、倉鼠、豚鼠)、家兔、禽類(鴿、雞、鵪鶉)、豬、食肉類(犬、貓)和非人靈長類動物動脈粥樣硬化模型，這種模型主要采用在飼料中添加膽固醇的方法實驗性誘發(fā)獲得，而不同種類動物的應用使模型各具特點，表4-3對應用不同動物的優(yōu)缺點進行了初步總結(jié)。

此外，日本學者還培育了一些與動脈粥樣硬化相關的家兔和鴿子品系，常用于動脈粥樣硬化的發(fā)病機制和治療措施研究。這些品系包括：LDL受體缺陷的WHHL(Watanabe hritable hyperlipidemic)家兔，作為人類家族性高膽固醇血癥模型；類似人類高甘油三酯血癥和合并高脂血癥的STH(St．Thomas’Hospital)家兔；自發(fā)動脈粥樣硬化的WC(White Carneau)鴿子和具有動脈粥樣硬化抗性的SR(Show Racer)鴿子。

近二十年來，人們利用基因工程技術／基因敲除技術建立了各種各樣的轉(zhuǎn)基因／基因敲除動物模型，這些模型顯著地增長了我們對許多人類疾病的發(fā)生發(fā)展、預防和治療方面的知識，促進了對遺傳和環(huán)境因素之間相互作用的了解，包括脂質(zhì)紊亂和動脈粥樣硬化。脂質(zhì)代謝相關基因的遺傳修飾小鼠和轉(zhuǎn)基因兔是對實驗性和自發(fā)性(野生型)動物模型的極好補充，為人類疾病發(fā)生機制中遺傳因素的研究提供了優(yōu)異的模型。例如，讓缺乏某種蛋白的動物體過表達人類蛋白是一種常用的方法，小鼠膽固醇酯轉(zhuǎn)移蛋白(cholestervl ester transfer protein，CETP)的過表達和人類肝脂肪酶在家兔體內(nèi)的過表達是脂質(zhì)代謝研究的重要模型。

所有動物模型都有明顯的局限性。盡管在過去的十余年間取得了許多成果，我們對脂質(zhì)代謝紊亂和動脈粥樣硬化之間的關系、動脈粥樣硬化的發(fā)生機制，以及已形成的動脈粥樣硬化病變?nèi)绾蜗诉€不完全了解。因此，還需要建立更多的遺傳修飾動物模型來尋找答案，野生型的家兔和鴿子品系也將繼續(xù)用于動脈粥樣硬化的發(fā)病機制和食物及藥物治療的研究。食餌性動物模型一直是最常用的模型，模型復制的規(guī)范化和標準化將有助于提高實驗結(jié)果的可靠性和可比性。

小型豬被認為是動脈粥樣硬化研究最適宜的模型動物，豬和人一樣，是雜食動物，其心血管系統(tǒng)，包括冠狀動脈分布和功能特性，均與人類十分相似；食物脂質(zhì)的吸收、運輸和代謝方式也與人類十分相似，包括脂蛋白的組成和代謝機制。與人類一樣，隨著年齡的增長小型豬可自發(fā)動脈粥樣硬化，動脈粥樣硬化病變的好發(fā)部位、病變斑塊形態(tài)從早期到晚期的進展過程都與人類十分相似，豬進展期的動脈粥樣硬化病變斑塊在組織學上也與典型的人類所謂的“混合”病變十分類似，包括主要由膠原組成和少量的脂質(zhì)成分，嚴重病變出現(xiàn)鈣化、出血和壞死(表4-3)。

表4-3  部分動物在人類動脈粥樣硬化研究中的優(yōu)勢和不足

(二)小型豬食餌性動脈粥樣硬化模型

1．單純高膽固醇飼料喂養(yǎng)  隨著年齡的增長，小型豬可自發(fā)動脈粥樣硬化，通常以高膽固醇飼料來加速動脈粥樣硬化的發(fā)生，從而建立動脈粥樣硬化模型。

(1)動物：任何品種、品系的小型豬均可用于動脈粥樣硬化研究。已見報道的有尤卡坦小型豬、哥廷根小型豬、貴州小型豬、巴馬小型豬、五指山小型豬，以及約克夏豬(Yorkshire)、長白豬(Landrace)等。雖然各研究報告所用的誘導配方不盡相同，實驗條件也可能存在差別，但是小型豬動脈粥樣硬化病變的發(fā)生過程、病變的分布和病變斑塊的形態(tài)結(jié)構基本一致，雌雄動物差別也不明顯。

(2)誘導飼料：1908年，Ignatowski首次報道了以富含動物蛋白的食物成功誘發(fā)出家兔主動脈內(nèi)膜病變，這一原創(chuàng)性工作成為實驗性動脈粥樣硬化研究的基礎，在總結(jié)大量實驗性證據(jù)的基礎上，Katz等提出膽固醇是誘發(fā)實驗動物動脈粥樣硬化的關鍵因素。直到現(xiàn)在，實驗性動脈粥樣硬化模型仍然離不開“膽固醇飼喂”。

小型豬動脈粥樣硬化研究的報道幾乎沒有相同的誘導配方，誘導飼料中添加膽固醇的含量從1.5％～6％都有應用，由于在其他組織中膽固醇的廣泛沉積是食餌性動脈粥樣硬化模型的最大不足，而且，飼料中膽固醇濃度的差別對動脈粥樣硬化病變出現(xiàn)時間的影響不十分顯著，與病變嚴重程度的關系也未達到等比的變化，因此，誘導配方中膽固醇含量以1.5％～2％為宜。

為加速動脈粥樣硬化的形成，常在誘導飼料中添加脂質(zhì)、雞蛋黃等成分，報道應用的有牛油、豬油、花生油、雞蛋黃、食鹽、膽酸、膽鹽等。其中，脂類宜選牛油和花生油，同時添加膽酸或膽鹽可促進脂類的吸收。應用豬油有悖動物倫理，添加雞蛋黃主要是增加飼料中的膽固醇含量，但劑量難以精確。

(3)飼喂動物：小型豬的常規(guī)飼料中脂類和膽固醇含量較低，突然的高膽固醇、高脂飼料喂養(yǎng)易于造成應激反應，甚至出現(xiàn)疾病狀態(tài)，因此，實驗起始階段，高膽固醇、高脂飼料的比例需逐漸增加，在1～2周后達到目標量。小型豬對低于2％濃度的膽固醇飼料基本能夠耐受，通常按照體重的3％投喂飼料。

(4)血脂指標：實驗過程中，小型豬血清甘油三酯(TG)水平出現(xiàn)波動，但是通常升高不顯著?？偰懝檀?TC)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)明顯升高，一般在飼喂高膽固醇、高脂飼料后就開始升高，于3～4個月達到峰值，6個月后有所回落。其中，LDL-C值的升高幅度最大；TC的升高幅度其次；HDL-C的升高幅度最低，但是也顯著高于實驗前的水平。這些膽固醇相關指標的升高幅度與飼料中膽固醇和脂質(zhì)的含量密切相關，在我們的實驗中，以高膽固醇飼料飼喂五指山小型豬(誘導飼料配方：1.5％或3.0％膽固醇、10.0％牛油、6.0％花生油、0.5％膽鹽、82％基礎飼料)，血清LDL-C含量最高可達實驗前的12倍以上、TC含量最高可達實驗前的8倍以上；HDL-C最高可達實驗前的3倍。

(5)動脈粥樣硬化病變類型與分布特點：小型豬高膽固醇、高脂飼料誘發(fā)的動脈粥樣硬化病變主要發(fā)生于大動脈和中動脈，粥樣硬化斑塊隆起明顯且易于發(fā)生部位為腹主動脈、髂動脈、臍動脈和冠狀動脈，病變較輕且不易發(fā)生的部位為頸總動脈、腸系膜總動脈和腎動脈。此外，粥樣硬化斑塊在動脈分叉部位多發(fā)，而且病變隆起明顯，通常是血管的一側(cè)比較嚴重。

小型豬動脈粥樣硬化病變可分為三種類型，第一類為大血管的脂紋病變(圖4-5)，主要見于胸主動脈和心臟大動脈出口的基部，表現(xiàn)為動脈內(nèi)膜明顯隆起，高度一般低于1mm，油紅著染明顯，動脈壁增厚。其內(nèi)膜隆起主要為內(nèi)皮下層大量泡沫細胞聚集所致(圖4-6)。第二類為典型的纖維斑塊病變(圖4-7)，主要見于腹主動脈、髂動脈、薦中動脈、臍動脈和動脈分叉處，斑塊隆起明顯，高度一般可達1～3mm，表面輕度著染油紅。斑塊表面為纖維帽，其下可見脂質(zhì)核、膽固醇結(jié)晶和鈣化，嚴重時也可見平滑肌細胞變性、壞死和增生(圖4-8)。第三類為發(fā)生于中小動脈的纖維斑塊病變，在冠狀動脈、肺支氣管伴行動脈、肝臟葉間動脈、腎臟葉間動脈、眼動脈均觀察到動脈病變，其中，冠狀動脈的病變最明顯，與大動脈纖維斑塊病變的不同之處在于其中浸潤的泡沫細胞較多，大且透明，而且斑塊中平滑肌細胞增生較常見(圖4-9)。

(6)動脈粥樣硬化病變進展過程：在高膽固醇、高脂飲食飼喂4～12個月之間，對于大血管的脂紋病變，病變的進展主要表現(xiàn)為內(nèi)膜隆起高度、病變范圍占血管內(nèi)膜的比例和血管壁厚度的逐漸增加；對于大動脈的纖維斑塊病變，病變的進展表現(xiàn)為斑塊范圍的擴大和隆起高度的增加。其脂紋期過程短暫，很快就發(fā)展為較厚的纖維斑塊，在第8個月出現(xiàn)脂質(zhì)核，第12個月出現(xiàn)鈣化灶和膽固醇結(jié)晶，以及中膜平滑肌的變性、壞死和增生等進展期病變；對于冠狀動脈的纖維斑塊病變，病變早期僅限于內(nèi)膜層，可觀察到內(nèi)膜下血漿滲出、膠原和平滑肌細胞的增生、泡沫細胞浸潤。到第12個月才出現(xiàn)中膜層平滑肌細胞變性和壞死變化，也有脂質(zhì)核的形成。小型豬單純高膽固醇、高脂飼料誘導的動脈粥樣硬化病變，如果獲得晚期病變，如脂質(zhì)核進一步增大、纖維帽變薄，甚至出現(xiàn)嚴重的鈣化、壞死和斑塊內(nèi)出血，需要飼喂12個月以上。

圖4-5  五指山小型豬高膽固醇高脂飼料飼喂后胸主動脈剖開圖

注：1％油紅O染色后紅色為脂類陽性反應。A．含1.5％膽固醇的高脂飼料飼喂4個月；B．含1.5％膽固醇的高脂飼料飼喂6個月；C．含1.5％膽固醇的高脂飼料飼喂8個月；D．含1.5％膽固醇的高脂飼料飼喂12個月；E．含3％膽固醇的高脂飼料飼喂4個月；F．含3％膽固醇的高脂飼料飼喂6個月；G．含3％膽固醇的高脂飼料飼喂8個月；H．含3％膽固醇的高脂飼料飼喂12個月

圖4-6  胸主動脈切片，HE染色

注：五指山小型豬3％膽固醇高脂飼料飼喂12個月，胸主動脈壁增厚，內(nèi)皮下層充滿泡沫細胞，中膜淺層變性，可見彈性膜排列紊亂和平滑肌細胞腫脹、淡染

圖4-7  五指山小型豬高膽固醇高脂飼料飼喂后腹主動脈剖開圖

注：經(jīng)1％油紅染色后脂質(zhì)染成紅色。圖中A、B、C、D分別來自1.5％膽固醇高脂飼料飼喂4個月、6個月、8個月和12個月的動物；E、F、G、H分別來自3.0％膽固醇高脂飼料飼喂4個月、6個月、8個月和12個月的動物?？梢婋S著誘導時間的延長動脈病變逐漸加重，3.0％膽固醇高脂飼料組動物的病變略重于1.5％膽固醇高脂飼料組動物

圖4-8  腹主動脈切片，HE染色

五指山小型豬3％膽固醇高脂飼料飼喂12個月，腹主動脈可見纖維斑塊病變，嚴重部位可見脂質(zhì)壞死核(☆)及膽固醇結(jié)晶(→)析出，斑塊表面主要由膠原纖維和平滑肌細胞組成的纖維帽(△)還比較厚

圖4-9  心臟左冠狀動脈旋支切片，HE染色

五指山小型豬高膽固醇高脂飼料飼喂12個月，冠狀動脈主干可見明顯的斑塊病變(☆)，病變主要局限于內(nèi)膜層，表現(xiàn)為內(nèi)膜增厚，主要由泡沫細胞、平滑肌細胞和膠原纖維組成

2．高膽固醇飼料喂養(yǎng)結(jié)合促發(fā)因素  單純高膽固醇飼料喂養(yǎng)誘發(fā)動脈粥樣硬化需時較長，通常在高膽固醇、高脂飼料喂養(yǎng)4個月，動脈病變最嚴重的部位可達美國心臟學會動脈粥樣硬化血管病灶委員會提出的病灶分級Ⅲ級水平。6～8個月，動脈病變最嚴重的部位可達Ⅳ級。10～12個月，動脈病變最嚴重的部位病灶分級可達V級。若觀察斑塊破裂、潰瘍和血栓形成等繼發(fā)病變需要高膽固醇、高脂飼料喂養(yǎng)12個月以上。這么漫長的誘導周期顯著地增加了研究消耗，當應用快速增長的農(nóng)業(yè)品種豬時更加明顯。因此，為了加速病變斑塊的出現(xiàn)，人們又建立了高膽固醇、高脂飼料喂養(yǎng)的同時，增加局部血管損傷、同時誘導糖尿病等手段。

(1)高膽固醇飼料結(jié)合血管局部損傷：機械損傷血管內(nèi)皮細胞的常用方法是利用經(jīng)皮動脈腔內(nèi)成形術或稱內(nèi)皮細胞球囊剝脫術。將球囊導管進入到目的區(qū)域，球囊充氣，在保持氣囊充氣狀態(tài)下將導管撤回一個預先確定的距離。這一程序可以重復多次，從而確保內(nèi)皮細胞剝脫。這一技術已證實可造成任何種類的動物在血管樹的任何位點的血管內(nèi)膜變厚，實際上是血管對于內(nèi)膜至中膜機械損傷的反應。最常用的損傷部位：冠狀動脈、頸總動脈。

1)模型的優(yōu)點：①明顯縮短病理性斑塊出現(xiàn)的時間，通常在高脂飼料飼喂4周后就出現(xiàn)顯著的血管內(nèi)膜病變；②可使任何目的血管發(fā)生局部病變，適于局部病變研究。

2)模型的局限性：①手術操作會造成大量的血管內(nèi)皮損傷和短暫的血流斷流。循環(huán)中的脫落上皮會引發(fā)一系列的炎性反應，將干擾對細胞因子等炎癥因素的觀察；血液斷流在常用的冠狀動脈定位損傷中，易引發(fā)心室纖顫，甚至造成動物死亡。②在目標動脈內(nèi)膜所形成的病變斑塊，主要為內(nèi)膜損傷的病理反應，盡管廣泛的深的血管內(nèi)膜損傷伴隨高膽固醇飲食可引起更晚期的病變，但是，病變通常缺乏在人類臨床上遇到的晚期的“復合粥樣瘤”的組織特征，例如，鈣化、斑塊內(nèi)出血、壞死核。因此，該模型可用于研究動脈粥樣硬化的形成和目標動脈的一些力學特性，不適于評價特定的干預措施對于不穩(wěn)定斑塊發(fā)展的影響。不穩(wěn)定斑塊常常具有一個大大的脂質(zhì)核，外覆薄薄的纖維帽，而且是急性冠脈綜合征的最常見病因。

3)模型的改進探討：①血管內(nèi)膜的導絲損傷法。應用內(nèi)皮細胞球囊剝脫術誘導冠狀動脈病變，由于小型豬心臟冠脈分支少，常常會由于血液斷流而引發(fā)心室纖顫，甚至造成動物死亡。Mihaylov等以導絲直接損傷冠狀動脈血管內(nèi)皮，保持了冠脈血流，預防了急性心肌缺血的發(fā)生。他們再以含6％，膽固醇的飼料飼喂6周，發(fā)現(xiàn)未損傷的血管內(nèi)膜表面光滑無異常，而以導絲損傷的血管卻出現(xiàn)了纖維斑塊，這表明單純以高膽固醇飼料飼喂6周不足以致動脈粥樣硬化病變，內(nèi)膜損傷是必需的。該方法誘導的動脈硬化斑塊平滑肌細胞和膠原纖維的增生明顯，未見大量的脂質(zhì)沉積、出血、鈣化等復合斑塊病變。②頸動脈部分結(jié)扎法。為避免內(nèi)皮細胞球囊剝脫術引起大量的血管內(nèi)皮損傷，Ishii等嘗試改變血流類型的方法來增加局部血管對動脈粥樣硬化的敏感性。他們通過外科部分結(jié)扎法人為改變豬頸動脈血流條件，而且保持動物高脂飲食持續(xù)6個月。結(jié)果部分結(jié)扎的小型豬頸動脈，在靠近結(jié)扎的部位形成各種不同程度的動脈粥樣硬化，而且4／6的動脈形成了具有鈣化和(或)斑塊內(nèi)出血的晚期斑塊。

示例：頸動脈內(nèi)皮細胞球囊剝脫術結(jié)合高膽固醇飲食誘發(fā)小型豬頸動脈狹窄。

豬的頸動脈在頸部很直，沒有大的分支或彎曲來干擾層流血液的流動類型。因此，在高膽固醇高脂飼料誘發(fā)的動脈粥樣硬化模型中，頸動脈病變出現(xiàn)較晚、也比較輕，為研究頸動脈局部的動脈粥樣硬化病變，Dino等應用了34頭尤卡坦小型豬(體重20.4kg_+3.3kg)，30頭飼喂高膽固醇飼料(含4％的膽固醇和30％的脂肪)2周后，行頸動脈內(nèi)皮細胞球囊剝脫術，術后繼續(xù)飼喂高膽固醇飼料1個月。4頭作對照，飼喂普通標準飼料。

他們應用球囊導管(Proflex 5，8mm×2cm，Mallinckrodt)進入左頸總動脈至第二或第三頸椎的位置，球囊充氣5次，擴張壓力至8個大氣壓30分鐘，充氣間隔30分鐘。通過血管造影測量血管和充氣球囊，顯示管腔直徑分別為4.36mm±0.18mm和4.94mm+0.20mm，這一數(shù)據(jù)表明血管直徑在氣囊充氣期間增加了13.4％±3.3％(也有研究報道這種程度的擴張導致血管內(nèi)彈力膜的斷裂)。

該研究在球囊損傷后4周就觀察到了血管內(nèi)膜不同類型的病變，病變斑塊可見平滑肌細胞和泡沫細胞浸潤，以及有機血栓形成，也有不穩(wěn)定斑塊和血管重塑的表現(xiàn)，例如，出現(xiàn)了新生纖維蛋白沉積、出血和單核細胞浸潤等。另一方面，飼以標準飲食和僅經(jīng)歷氣囊損傷的動物，頸動脈的血管內(nèi)膜病變很輕，為血管內(nèi)膜損傷的增生反應，缺乏泡沫細胞浸潤和出血現(xiàn)象。該研究有19％的動物發(fā)生了血栓性血管閉塞，無法作為模型應用。

(2)高膽固醇飼料結(jié)合糖尿?。禾悄虿』颊甙l(fā)生動脈粥樣硬化的風險是非糖尿病個體的2～6倍，成年糖尿病患者的最常見致死因素是冠心病，而且這種高度風險在1型和2型糖尿病患者均存在。高達80％的2型糖尿病患者將死于動脈粥樣硬化性大血管疾病，而且成年糖尿病患者更易于形成其他動脈粥樣硬化風險因素，包括高血壓和血脂紊亂。因此，可以認為高血糖是加速血管動脈粥樣硬化的危險因素，糖尿病與動脈粥樣硬化的發(fā)展密切相關。這在應用小型豬的研究已獲證實。

示例：糖尿病加速豬動脈粥樣硬化的發(fā)展

Gerrity等應用8～12周齡的Yorkshire豬，耳靜脈注射STZ(50mg／kg)，每天一次，連續(xù)3天，誘發(fā)糖尿病，5天后飼喂高膽固醇高脂飼料(飼料含1.5％膽固醇和15％豬油)，連續(xù)飼喂48周。

結(jié)果表明，糖尿病顯著地加速了動脈粥樣硬化的形成。不僅表現(xiàn)在最早第8周就出現(xiàn)的主動脈大范圍的蘇丹染色陽性，也表現(xiàn)以后各時期主動脈、冠狀動脈和髂動脈損傷的嚴重程度。與人類一樣，豬的腹主動脈損傷比胸主動脈更嚴重。糖尿病的疊加導致腹主動脈斑塊更快的進展到復合病變，出現(xiàn)廣泛的壞死、出血和鈣化，伴隨著中膜變薄，使之更易于發(fā)生動脈瘤。而單純高膽固醇高脂飼料飼喂的動物未出現(xiàn)復合斑塊。冠狀動脈的損傷在糖尿病動物更加突出，表現(xiàn)為不僅血管腔狹窄程度達到無糖尿病對照組動物的2倍，而且還出現(xiàn)嚴重的復合斑塊，包括在第20周就出現(xiàn)出血、鈣化、廣泛性的中膜變薄。而單純高膽固醇高脂飼料飼喂的動物30周之前不會出現(xiàn)這樣的病變，而且48周時也未達到這樣的嚴重程度。

(三)小型豬自發(fā)性動脈粥樣硬化模型

美國威斯康星大學農(nóng)業(yè)和生命科學院的。Rapacz等報道了一個自發(fā)性高膽固醇血癥的品系，這些豬在飼喂無膽固醇的低脂食物的條件下，表現(xiàn)自發(fā)性高膽固醇血癥。由于其高膽固醇血癥來自于原發(fā)性的低密度脂蛋白(LDL)的升高，因此，這一品系命名為遺傳性低密度脂蛋白膽固醇升高品系(inherited hyper-LDL cholesterolemia，IHLC)。該品系豬存在三種載脂蛋白抗原決定簇突變：Lpb5(Apo B)、Lpu1(Apo U，一種尚未明確的載脂蛋白)和Lpr1(豬Apo R，與人類的Apo D同源)。IHLC豬的LDL富含膽固醇酯，因而比血清膽固醇正常豬的LDL輕。體外和代謝研究證實IHLC豬的高膽固醇血癥是由于較輕的LDL與LDL受體結(jié)合缺陷，同時LDL分解代謝缺陷的結(jié)果。

1歲齡的IHLC豬，在冠狀動脈主干、髂動脈、股動脈可見局灶性病變，病變斑塊由巨噬細胞源的泡沫細胞和平滑肌細胞組成。外周動脈的病變斑塊比冠脈的病變斑塊含更多的纖維。

2歲齡的IHLC豬，在冠狀動脈的主干常見條帶樣復合病變，病變包括纖維帽、壞死核、膽固醇裂隙、顆粒狀的鈣沉積和病變深部血管新生。外周動脈的病變富含平滑肌細胞和纖維。

3歲齡的IHLC豬，所有血管內(nèi)膜病變均可見血管新生，病變斑塊出血和破裂也常見。復合病變形成的嚴重程度與高膽固醇血癥的程度和持續(xù)時間相關。在年齡最大的動物體內(nèi)觀察到的冠狀動脈最狹窄的個體的血清膽固醇水平也最高。因此，IHLC豬白發(fā)形成的復合動脈粥樣硬化斑塊與人類體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的晚期動脈粥樣硬化病變十分相似。

血清膽固醇正常的豬在生長至4～6歲時可見血管內(nèi)膜的增厚和早期的動脈粥樣硬化病變，在飼喂高膽固醇高脂飼料的條件下，可加速動脈粥樣硬化的形成，并可出現(xiàn)壞死核和鈣化的嚴重病變。然而，人類動脈粥樣硬化晚期病變的特點是所謂的血管新生、出血和斑塊破裂。在實驗誘發(fā)的豬動脈粥樣硬化模型中，這種嚴重的晚期病變只有在高膽固醇飼喂與血管損傷相結(jié)合時才會出現(xiàn)。

與人類動脈粥樣硬化一樣，IHLC豬的冠脈病變與主動脈病變相比血管更狹窄并包含更多的晚期病變。這與高膽固醇高脂飼料飼喂誘發(fā)的豬動脈粥樣硬化病變不同，后者最主要的病變往往出現(xiàn)在腹主動脈和髂動脈。IHLC豬與人類動脈粥樣硬化病變不同之處在于，在IHLC豬的動脈病變中，血栓形成不是晚期病變的顯著特征，而且性別因素對病變沒有影響。

IHLC豬的LDL受體活性正常，但是，其LDL代謝率大約比正常對照豬低30％。此外，IHLC豬的LDL富含膽固醇酯，比正常對照豬的LDL體積大、也更輕。這種更輕的LDL表現(xiàn)出與LDL受體結(jié)合缺陷。因此，很可能是由于分解代謝缺陷和與受體結(jié)合缺陷共同造成了這種較輕的LDL在IHLC豬的血漿中含量升高。而且這種較輕的LDL更易引發(fā)動脈粥樣硬化。

apoB是LDL的主要蛋白成分，而且是LDL受體的配基。在豬體內(nèi)的免疫遺傳學研究最先證實apoB的結(jié)構變異可能與高膽固醇血癥相關。在人類高膽固醇血癥患者中已發(fā)現(xiàn)載脂蛋白B突變和LDL變輕的現(xiàn)象，而且也有眾多患者LDL分解代謝比血清膽固醇含量正常的人變慢。因此，IHLC豬的高膽固醇血癥可能與人類患者存在很多共性。