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CCl₄联合高脂饮食诱导小鼠代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）模型构建方法
一、引言
代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）是代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）的进展形式，特征为肝脂肪变性、炎症、肝细胞损伤及纤维化风险。为模拟人类MASH病理进程，研究者常采用化学诱导联合饮食干预的策略。其中，四氯化碳（CCl₄）联合高脂饲料是经典模型之一，可高效诱导肝损伤、炎症及纤维化，同时保留代谢紊乱特征。
二、模型机制
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高脂饮食基础
- 饲料成分：含60%脂肪（以饱和脂肪为主）、20%碳水化合物、20%蛋白质，辅以2%胆固醇。
- 代谢紊乱诱导：
- 促进肝脏脂质堆积，诱发胰岛素抵抗
- 激活氧化应激与内质网应激通路
- 诱发低度系统性炎症
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CCl₄的肝毒性作用
- 代谢途径：经肝细胞色素P450酶（CYP2E1）代谢为自由基（·CCl₃）。
- 核心损伤：
- 脂质过氧化 → 肝细胞膜破坏
- 线粒体功能障碍 → 细胞凋亡/坏死
- 库普弗细胞激活 → 促炎因子（TNF-α, IL-1β）释放
- 肝星状细胞活化 → 胶原沉积与纤维化
协同效应：高脂饮食加重氧化应激，放大CCl₄肝毒性，加速纤维化进程。
三、造模方案设计
1. 实验动物
- 品系：C57BL/6雄性小鼠（8周龄）
- 环境：SPF级设施，12h光暗循环，自由饮水
2. 饲料及分组
| 分组 | 饮食干预 | CCl₄处理 |
|---|---|---|
| 对照组 | 普通饲料 | 橄榄油溶剂 |
| 高脂饮食组 | 高脂饲料 | 橄榄油溶剂 |
| MASH模型组 | 高脂饲料 | CCl₄溶液 |
3. CCl₄给药方案
- 溶剂：CCl₄：橄榄油 = 1:9（v/v）
- 剂量：0.5–1.0 ml/kg（腹腔注射）
- 频率：每周2次，持续8–12周
- 溶剂对照组：等体积橄榄油腹腔注射
4. 关键时间节点
- 第4周：初步评估脂肪变性与胰岛素抵抗（OGTT/ITT）
- 第8周：典型MASH表型（脂肪变性+小叶炎症）
- 第12周：显著纤维化（可伴早期肝硬化）
四、表型验证指标
1. 代谢评估
- 体重/肝重比：模型组显著升高
- 血糖稳态：空腹血糖↑，胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）↑
- 血浆血脂：TG、TC、LDL-C显著上升
2. 肝功能与炎症
- 血清酶学：ALT、AST活性倍增
- 炎症因子：ELISA检测TNF-α、IL-6水平升高
3. 肝脏病理学（金标准）
- 油红O染色：肝小叶内大泡性脂肪变（>5%肝细胞）
- H&E染色：
- 脂肪变性（评分0–3）
- 小叶内炎症（评分0–3）
- 肝细胞气球样变（评分0–2）
- 天狼星红染色：门静脉周围胶原沉积，纤维化分期（F0–F4）
- 免疫组化：α-SMA（星状细胞活化标志）阳性率↑
注：需满足脂肪变性+炎症+肝细胞损伤三联征，且排除其他肝病病因。
五、模型优势与局限性
优势
- 高度模拟人类MASH：同步呈现代谢紊乱、炎症及纤维化
- 造模周期短：8–12周可获稳定表型
- 成本可控：试剂与饲料易获取
局限性
- CCl₄肝损伤机制：以直接毒性为主，与人类代谢性炎症驱动存在差异
- 个体差异：需严格标准化注射操作与动物品系
- 纤维化不均一性：需多肝叶取样避免偏差
六、应用方向
- 药物疗效评估（抗纤维化/抗炎化合物筛选）
- 疾病机制研究（脂毒性、炎症信号串扰）
- 多组学整合分析（转录组+代谢组揭示关键靶点）
七、参考文献（示例）
- Ibrahim SH, et al. Hepatology. 2021. (MASLD更名共识)
- Tsuchida T, et al. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2018. (MASH动物模型综述)
- Clapper JR, et al. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2013. (CCl₄-高脂模型建立)
结论：CCl₄联合高脂饮食诱导的小鼠MASH模型操作可行、病理特征完整，是研究MASH发病机制及治疗策略的有效工具，但需结合基因修饰模型补充代谢机制研究。
声明：本文仅述及科研用模型构建方法，未涉及任何商业实体或产品。实验动物操作需遵循当地伦理委员会规范。