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脂肪肝动物模型全指南:4 类模型、3 套 Protocol 与 5 层评价指标!

时间:2026-09-08 阅读:102
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脂肪肝动物模型覆盖的病理阶段并不相同,HFD以肥胖、胰岛素抵抗和肝脂肪变为主;Western/GAN类饮食可进一步形成MASH样炎症和纤维化;CDAHFD则以造模周期较短、肝损伤和胶原沉积较明显为特点。

本文整理常用模型类型、3种代表性Protocol及评价指标,重点对应早期脂肪变、MASH和纤维化不同研究阶段。

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图1丨MASLD 疾病进展谱与模型覆盖示意图



一、常用脂肪肝模型有哪些?


目前常见模型大致分为饮食诱导、营养缺陷、遗传和复合模型。

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饮食诱导模型保留肥胖、胰岛素抵抗等代谢背景,疾病进展相对缓慢。营养缺陷模型能较快形成肝炎症和纤维化,但外周代谢表型与肥胖相关MASLD存在差异。遗传模型突出特定代谢异常,复合模型则通过增加额外刺激缩短疾病进展时间。

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图2丨HFD与Western diet诱导的肝脏病理改变



二、3种代表性模型 Protocol


1. HFD:肥胖和早期肝脂肪变

实验动物: 常用C57BL/6J小鼠,6–8周龄开始饮食干预。

建模流程:

(1) 动物适应性饲养约1周,记录基础体重并分组;

(2) 模型组给予高脂饮食,常见配方脂肪供能约60 kcal%,对照组使用配方匹配的低脂饲料;

(3) 持续饲喂12–16周,可形成明显肥胖和肝脂肪变;延长至20–24周后,部分模型可出现更明显的肝损伤和炎症;

(4) 定期记录体重和摄食情况,代谢研究可增加GTT和ITT;

(5) 终点采集血清和肝组织,用于生化、脂质定量和组织学检测。

主要表型: 体重和脂肪量增加、胰岛素抵抗、肝TG升高、肝细胞脂肪变。单纯HFD在常用周期内形成的炎症和纤维化通常较轻。

常用评价:  体重、GTT/ITT、血脂、肝TG、HE、Oil Red O、ALT/AST。

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图3丨Western diet诱导MASH样肝脏病理进展


2. Western/GAN类饮食:MASH进展模型

Western/GAN类饮食在高脂基础上增加糖和胆固醇刺激,更容易形成脂肪变、炎症和纤维化。

实验动物: 常采用C57BL/6系小鼠。

建模流程:

(1)适应性饲养后开始饮食干预;

(2) Western类配方常含约40%–45%脂肪供能,同时增加蔗糖/果糖和胆固醇,部分体系联合高糖饮水;

(3) 饲喂16–24周后可出现较明显脂肪变和小叶炎症,延长周期后纤维化逐渐增加;

(4) 终点同时检测代谢状态、肝损伤、炎症和胶原沉积。

主要表型: 肥胖、胰岛素抵抗、肝脂肪变、小叶炎症及不同程度的纤维化,更适合观察MASLD向MASH进展的过程。

常用评价: HE、肝TG、ALT/AST、炎症指标、Sirius Red/Masson、α-SMA、COL1A1。

Western/GAN并不是完全统一的配方名称,脂肪来源、糖比例和胆固醇含量都会影响成模速度和纤维化程度,具体饲料配方需要作为模型参数记录。

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图4丨Western diet诱导MASH样肝脏病理进展


3. CDAHFD:短周期MASH纤维化模型

CDAHFD即胆碱缺乏、L-氨基酸限定高脂饮食,可在较短时间内形成脂肪变、炎症和纤维化。

实验动物: 常采用C57BL/6J小鼠。

建模流程:

(1) 适应性饲养后随机分组;

(2) 模型组给予CDAHFD,对照组使用相应对照饲料;

(3) 约3周可出现明显肝脂肪变和炎症,6周左右可观察到胶原沉积,8–12周纤维化进一步发展;

(4) 造模期间记录体重和一般状态;

(5) 终点重点进行肝损伤、炎症和纤维化评价。

主要表型: 快速脂肪变、小叶炎症和纤维化。明显肥胖和胰岛素抵抗并不是该模型的主要特征。

常用评价: ALT/AST、HE、Sirius Red/Masson、α-SMA、COL1A1、羟脯氨酸。

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图5丨CDAHFD诱导小鼠肝脂肪变、炎症及进行性纤维化



三、评价指标分5层:选了是为了看什么?


1. 基础表型与代谢指标:看整体代谢状态

·体重、肝重、肝指数: 观察肥胖程度及肝脏增重;

·TG、TC、LDL-C、HDL-C: 评价外周脂质代谢;

·空腹血糖、GTT、ITT: 评价糖代谢和胰岛素敏感性;

·肝组织TG: 定量肝内脂质蓄积。


2. 组织病理:看脂肪变和MASH病理程度

·HE: 观察脂肪变、小叶炎症和肝细胞气球样变;

·Oil Red O: 显示冰冻切片中的中性脂质和脂滴,可进行面积定量;

·Sirius Red/Masson: 显示胶原沉积及纤维化分布;

·IHC/IF: 可检测α-SMA、F4/80等,观察肝星状细胞活化和炎症细胞浸润。

脂肪变、小叶炎症和气球样变共同构成MASH组织学评价的重要内容。


3. 炎症与肝损伤:看炎症性损伤程度

·ALT、AST: 反映肝细胞损伤;

·TNF-α、IL-1β、IL-6、CCL2: 评价炎症反应;

·F4/80、CD11b: 观察髓系炎症细胞浸润;

·MDA、GSH/GSSG、SOD: 评价氧化应激。


4. 纤维化指标:看胶原沉积和HSC活化

·Sirius Red/Masson: 观察胶原分布及面积;

·羟脯氨酸: 定量肝组织总胶原;

·α-SMA: 反映肝星状细胞活化;

·COL1A1、COL3A1、TGF-β1: 评价ECM形成和纤维化相关变化。


5. 机制指标:看疾病进展涉及哪些通路

根据研究方向增加相应检测,例如:

·脂质合成: SREBP-1c、ACC、FASN;

·脂肪酸氧化: PPARα、CPT1A;

·炎症信号: NF-κB及相关炎症通路;

·细胞死亡: Cleaved Caspase-3、GPX4、ACSL4等;

·肠—肝轴: 肠屏障、菌群及内毒素相关指标。



四、不同研究方向怎么搭?


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五、影响成模结果的重要变量


1. 饮食配方

脂肪来源、脂肪供能比例、糖组成及胆固醇含量均会影响脂肪变、炎症和纤维化进展。

2. 造模周期

同一种饮食在不同时间点可对应不同病理阶段,早期以脂肪变为主,延长刺激后逐渐出现炎症或纤维化。

3. 品系和性别

不同遗传背景及性别对高脂饮食和胆固醇刺激的敏感性存在差异。

4. 组织处理

固定肝组织取材部位及病理流程可降低组内差异。Oil Red O使用冰冻切片;HE、Masson、Sirius Red及多数IHC采用固定组织切片。



结语


HFD、Western/GAN类饮食和CDAHFD分别覆盖了脂肪肝研究中的不同代谢和病理特征。HFD突出肥胖、胰岛素抵抗和肝脂肪沉积;Western/GAN类模型可进一步观察MASH和纤维化进展;CDAHFD则具有炎症和胶原沉积形成较快的特点。

评价体系对应不同层级:基础代谢反映整体状态,组织学显示脂肪变和MASH病理,炎症指标反映肝损伤,纤维化检测用于评价胶原沉积,机制指标进一步分析疾病进展相关通路。


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