高脂饲料

• VD缺乏的HFD饲料能使SD大鼠NAFLD恶化[21] 。 • 在35kcal%脂肪的HFD饲料中用中链甘油三酯替代长链甘油三酯，可以阻 止大鼠的脂肪变性[13] 。 • 加果糖/蔗糖/水的HFD饲料能诱导小鼠的肝纤维化[10] 。 • 母体在妊娠期与哺乳期就进行HFD饲喂的小鼠后代比那些离乳后才进行 HFD饲喂的小鼠对NASH的发病更加易感[4]。
饲料中含卡路里的膳食成分包括：脂肪、碳水化合物与蛋白质。引入概念 一，卡路里密度：每公斤饲料中所含的卡路里数量。概念二，营养-卡路里比： 饲料中每一卡路里所对应的单个营养成分的水平。 衡量整个实验过程的重要指标之一是动物消耗了多少卡路里而不是多少克 饲料。因此，不同卡路里密度的饲料配方应该具有相同的营养-卡路里比，这就 能确保动物饲喂不同卡路里密度的饲料时，能消耗相同的卡路里热量，从而保证
非营养成分（如植物雌激素）。使用OpenSource纯化饲料（如AIN-76A标准饲 料）能克服此缺点。只要将纯化成分饲料中的碳水化合物热能（如蔗糖、玉米淀 粉）用脂肪热能（如黄油、氢化椰子油）代替，就能人为地改变动脉粥样硬化表 型。这样的配方修改方法也维持了饲料的营养-卡路里比。
动物模型 小鼠： 野生型小鼠（C57BL/6）对动脉粥样硬化的易感性低。 含适度高水平SF（35kcal%脂肪、椰子油、奶油）、胆固醇（0.5%-1%，重 量比）与胆酸（0.5%-1%，重量比）的Western-type diets在饲喂12周后能诱导某 些品系小鼠的TC与LDL-C水平升高及轻度的动脉粥样硬化[14,16]。 大鼠： SD大鼠与Wistar大鼠具有高水平的HDL-C和低水平的LDL-C。 Western-type diets（45kcal%脂肪，氢化椰子油）、含高水平胆固醇（1%， 重量比）与胆酸（0.25%-0.5%，重量比）的低脂（12kcal%脂肪，玉米油）饲料 都能通过减少胆汁酸的形成来诱导大鼠TC及LDL-C水平的升高[20-22]，若要诱导 动脉粥样硬化还需添加甲状腺激素抑制剂（2-硫脲嘧啶，0.5%，重量比）[24]。 自发性基因突变大鼠（如JCR，LA-Corpulent）对膳食胆固醇敏感，能在没 有胆酸或甲状腺激素抑制剂的参与下诱发高胆固醇血症[25]。
原理：这些小鼠体内的突变体基因阻止了肝脏对血 液循环系统中胆固醇的清除作用。
转基因小鼠： 动脉粥样硬化模型常用转基因小鼠是LDLR基因缺陷小鼠与apoE基因缺陷小 鼠含胆固醇（0.15%-1.25%重量比）不含胆酸的Western-type diets能在12周后诱 导LDLR基因缺陷小鼠明显的动脉粥样硬化病变[38-40]。 Western-type diets诱导apoE基因缺陷小鼠出现动脉粥样硬化早期病变只需6 周[41]。膳食胆固醇是诱导动脉粥样硬化的主要因素[42-44]。
HFD饲料（高脂饲料）。
MCD饲料诱导的肝脏脂肪变性机制可能使由磷脂酸胆碱合成减少而导致
的VLDL分泌受阻[11]
MCD饲料： 诱导严重NAFLD表型（肝脏脂肪变性、肝炎和肝纤维化），2-4周[22,26]； 体重减少，不会引起胰岛素抵抗 [9,19] 。 成分的改变： 玉米淀粉替换MCD里的蔗糖，NASH表型改变↓[17] 。 果糖比葡萄糖更有效诱导MCD饲喂小鼠的干细胞损伤[16] 。 脂肪来源的改变： 对饱和脂肪，非饱和脂肪能加速肝脏脂肪氧化并诱导促炎基因表达[16] 。 对奶油脂肪，橄榄油诱导肝脏甘油三酯堆积，鱼油降低肝脏胆固醇水平[8] 。
胆酸的作用：有利于胆固醇和脂肪的吸收，也抑制了胆固醇向胆汁酸 转化[17]，降低了对胆固醇的清除速度，提高了胆固醇水平，从而诱 发易感品系小鼠的动脉粥样硬化，促进某些品系小鼠的胆结石形成 [18,19]。
仓鼠： 具有高水平的HDL-C 。
富含胆固醇（0.5%，重量比）与SF（15-20%奶油脂肪，重量比）的 Western-type diets能在没有胆酸的参与下在6周内诱导仓鼠血浆TC和LDL-C水平 的升高及明显的动脉粥样硬化病变[26]。
ω-3 包括三种脂肪酸： α- 亚麻酸、 DHA 、 EPA ，前 者存在于亚麻油（又名胡麻油）中，后二者存在于鱼 肉、鱼油、海藻中。
脂肪种类： DIO研究的高脂饲料都富含饱和脂肪（如猪油，牛油或椰子油），这些饲料 对诱导易感品系的肥胖症非常有效，ω-3脂肪酸对健康是有益的，在保证等量脂 肪摄入的前提下，用鱼油成分饲喂的动物获得的体重增加要低于用饱和脂肪成分 饲喂的动物[7,8]，而且对胰岛素更加敏感 [9] 。
动物模型 虽然大多数啮齿类动物在摄食高脂饲料后都会发胖，但是在体重增加、葡萄 糖耐受水平、胰岛素抗性、甘油三酯水平及其他生理指标上的响应存在品系差异 性。 小鼠： 高脂饲料近交易感品系小鼠：C57B16、AKR[10] 。58Kcal%脂肪的高脂饲料 饲喂，体重增加相同，但C57B16比AKR对葡萄糖更加耐受[10] 。 表现单一肥胖抵抗的品系小鼠：SWR/J、A/J[11, 12] 。 大鼠： 封闭群的SD大鼠与Wistar大鼠是常用品系，特别是SD大鼠。 SD大鼠对32或45 Kcal %脂肪的高脂饲料存在个体差异性，可用于肥胖 （DIO）与肥胖抵抗（DR）的研究[14, 15]。 F344xBrown Norway大鼠由于体重可持续增加到30个月龄，因此可 作为年龄相关性肥胖发病研究的动物模型[16]。
在饲料中添加7%NaCl或1%生理盐水能增加SHR大鼠的血管阻力，从而加 剧SHR大鼠的血压升高[11,12]。 在饲料诱导的高血压动物模型中，小鼠的应用并不广泛[13]。
动物从饲料中获得的绝对营养不变。
遗传与环境因素是肥胖的主因，饮食因素是诱发的主要环境因素。啮齿类动
物模型在高脂诱导下很容易长胖，是非常有效的食源性肥胖症（Diet-Induced Obesity, DIO）的研究工具[1, 2]。
低脂粗饲料：
• 含有谷（植）物成分，其受生长季
高脂纯化饲料： • 各批次间的营养成分相同，而 且其组分与营养成分是一一对应 的；
原因：膳食胆固醇（即使含量达1%，重量比）对其胆汁酸合成途径几乎 没有影响[20]，其体内多余的膳食胆固醇可直接进入血液循环系统，而无 需转化为胆汁酸或通过排泄物排出体外。 原理：CETP能将HDL微粒内的胆固醇 转移至血浆LDL微粒中。
仓鼠含有胆固醇酯转移蛋白CETP（小鼠和大鼠则没有） 。 Western-type diets富含氢化椰子油中的饱和脂肪能促进仓鼠主动脉内的胆固 醇堆积[29] 。 仓鼠雄性人体比雌性对动脉粥样硬化更加易感[11] 。
• Research Diets的饲料有多种形式：粉末状、颗粒状及液态 形式。 • Research Diets的饲料喂养对象：大鼠、小鼠、豚鼠、仓鼠、 兔子、猪及灵长类动物；同时公司还研制开发了动物饮食、 饮水检测系统，为科研领域的研究奠定了基础。
在Research Diets,Inc.的数据库中，已有超过19,000种公开的OpenSource纯 化饲料原始配方，这些饲料配方都是可以改变其任何一种营养成分以达到实验 的需要，并且保持其与对照饲料的一致性。
动脉粥样硬化是一种复杂的慢性病，常表现为动脉血管壁内脂质沉积并最 终形成斑块，从而导致动脉血管狭窄、硬化或完全阻塞。其风险因素之一是高胆 固醇血症（TC和LDL-C水平升高）[1]，还包括：炎症、氧化应激和胰岛素抵抗
[2,3]。富含饱和脂肪（SF）与胆固醇的食物，如Western-type diets，能引起血液
人类高血压的发病机制与遗传、环境等多种因素相关。高血压研究首选的动 物模型是大鼠，包括选择性培育的纯合品系高血压大鼠（自发性高血压大鼠SHR、 盐敏感性高血压大鼠Dahl）与封闭群大鼠（SD大鼠）。 高钠饲料是常用的高血压诱导饲料。
原理：随着血液循环系统中钠水平的升高，细胞内的水分会在渗 透压的作用下释放至血液循环系统，从而引起血管壁受压升高。
NAFLD的发病分三个阶段：肝脏脂肪变性（脂肪肝）→非酒 精性脂肪性肝炎（肝脏脂肪变性伴炎症性病变，简称NASH）→肝
纤维化、肝硬化和肝细胞癌[27]。NASH与人类肥胖症、胰岛素抵抗、 血脂异常及II型糖尿病的发病密切相关[2]。大部分肥胖症患者都伴 有肝脏脂肪变性[1,3]。 啮齿类动物的脂肪肝也可以用饲料进行诱导。主要有3种饲料： MCD饲料（蛋氨酸-胆碱缺乏饲料）、CD饲料（胆碱缺乏饲料）和
循环系统中的胆固醇（尤其LDL-C）水平升高[4]，因此，控制此类食物的过量摄 入变得尤为重要[1]。Western-type diets可诱导某些啮齿类动物模型LDL-C水平升 高及动脉粥样硬化。
过去人们通过在粗饲料中添加大量脂肪和胆固醇来制作Western-type diets， 此方法的缺点是稀释了饲料中的其他营养成分（如维生素、矿物质、蛋白质）和
提高肝脏TG与葡萄糖产物水平，并最终导致IR和hyper-TG [1, 5]。 研究表明蔗糖中的果糖成分在高糖饲料诱导的hyper-TG与IR
中起主要作用[13,16,17]，性别是蔗糖诱导的大鼠IR和hyper-TG发病中
的重要因素[4,6]。
non-alcoholic fatty liver disease
Lewis Dahl等根据SD大鼠对8%NaCl饲料的不同响应，从选择性近亲交配的 SD大鼠中培育wk.baidu.com了Dahl盐敏感性（Dahl SS，2-6周）与Dahl盐抵抗性（Dahl SR） 大鼠模型[1]。动物年龄在高血压的钠诱导中也起重要作用。SHR大鼠在5-6周龄 就会自发性地血压升高[9] 。
原理：由于SHR品系大鼠具有与人类高血压患者相似的外周 阻力和心输出量，因此是很好的原发性高血压研究模型。
Research Diets
Li Xin
2013.8.12
Research Diets
• Research Diets公司是一家专业生产实验室动物饲料的大型 公司，1984年以来一直致力于研究特定饲料成分对实验动 物表型表达的影响，包括诱导动物肥胖、糖尿 病、癌症、 骨质疏松、动脉硬化、毒理学、代谢综合症、高血压等各 个研究方向的特定饲料。
豚鼠： 体内含有CETP [30]，能在没有胆酸的参与下诱导动脉粥样硬化和胆固醇水平 升高[31,32] 。 对膳食脂肪酸成分变化高度敏感，如SF（棕榈仁油），添加酪蛋白、糖类 0.3%重量比的胆固醇可诱导豚鼠TC和LDL-C水平升高，在12周后诱发动脉粥样 硬化[34-36] 。 高糖（42Kcal%）适度高脂（35Kcal%脂肪）的高胆固醇（0.25%重量比） 的饲料容易诱导豚鼠模型的动脉粥样硬化[37]。
• 配方公开； • 配方可改变，方便定制。
节与收获时间的影响，导致饲料中 营养成分无法控制；
• 动物表型变化； • 配方无法公开；
• 实验结果偏差无法定量[3]； • 含有植物雌激素影响动物体重的增
加速度 [4] 。
DIO诱导饲料：32～60Kcal%脂肪的高脂纯化饲料 DIO对照饲料：10 Kcal%脂肪的低脂纯化饲料 从营养学角度，人类摄入脂肪热量的最高值是60Kcal%，因此，含60Kcal% 脂肪的极高脂饲料（VHFD）是最常用的DIO诱导饲料，其诱导啮齿动物体重增 加快，受试成分筛选快[5, 6]。
小结 肥胖症研究的混杂因素很多，包括实验动物物种、品系、动物年龄、饲料 种类、脂肪水平及对照饲料种类等。
过量摄入精致碳水化合物会导致体重增加、高甘油三酯血症
（hyper-TG）和胰岛素抵抗（IR）。为了更多地了解精致碳水化 合物对健康及还原这些代谢综合征（MS）表型的治疗方法，可借
助某些啮齿类动物模型。比如含60～70%果糖或蔗糖的纯化饲料能
CD饲料： 诱导肝脏脂肪变性、肝炎及肝损伤，10周后。 具有体重损失缺乏特性。 血脂水平升高并诱发胰岛素抵抗，7周后[25] 。
HFD饲料： • 诱导体重增加，体内脂肪堆积及胰岛素抵抗[23] 。 • 不能诱导肝纤维化，只能诱导轻度的肝脏脂肪变性[2] 。 • 添加胆固醇的HFD饲料，能诱导LDLR（-/-）小鼠肝脏脂肪水平升高并产 生大小泡型脂肪变性[24] 。