有鉴于各位老师与同学对于实验动物建模方面了解的需求,也为了与网站推广属性中那种相对杂乱一些的内容分布做区分,根据我们的经验,将已发布的相关文章进行梳理分类,给各位老师同学提供一份比较清晰的、实用的建模指南,相关内容陆续在不断丰富中,如有谬误,敬请指正,我们也在不断学习的路上前行,学海无涯,只有好好学习,方可天天向上!

饮食诱导相关模型建模说明(以实验鼠为主)
肥胖(DIO)模型
肥胖是常见的代谢类疾病之一,与多种其他疾病相关联,在饮食类诱导的模型当中也是研究应用比较广泛的模型之一,造模相对简单,历年来,世界各国的科学家们从各个方面考量了肥胖(DIO)建模的方式及相关影响因素,具体在文章《实验鼠肥胖造模指南》一文中做了详细阐述,大家可以点击查阅,有疑问欢迎一起沟通学习!
相关常用高脂饮食介绍:《60%脂肪供能高脂饲料》《45%脂肪供能高脂饲料》《西方饮食(Western Diet)》等
上述两种饮食常用于单纯性的肥胖造模,小鼠推荐60%脂肪供能高脂饮食,大鼠推荐45%脂肪供能高脂饮食为主,大鼠也可以使用60%脂肪供能高脂饮食(使用时需要考虑一下肥胖抵抗问题,偶尔会发生体重不增加反倒降低的情况,具体哪个品系比较多发,目前还没有具体数据,有兴趣研究的老师可以联系我们合作研究)
特殊品系的实验鼠,要根据品系特性进行判定选用哪种饮食,例如DB自发性糖尿病鼠(伴随自发肥胖)常用45%脂肪供能及以下供能高脂饮食即可。

关联模型:
多囊卵巢综合征-高脂饮食造肥胖模型+脱氢表雄酮 (dehydroepiandrosterone, DHEA),相关参考文章《多囊卵巢综合征的小鼠模型介绍》
二型糖尿病模型(T2MD)
实验鼠二型糖尿病(T2MD)建模用于该疾病的病理、药理学研究,随着二型糖尿病人群的大量增多,也成为一种很常见的被大量报导的实验动物疾病模型。
实验鼠该疾病模型的获取方式主要有两种:
一种是基因工程鼠,自发性二型糖尿病鼠,经过常规饮食的饲养会随时间自发形成二型糖尿病,常见的品系有DB小鼠、ZDF大鼠等,该模型造模方式简单,相关采购费用较高,市场上生产、销售这些基因工程鼠的厂家也比较多,配合高脂饮食(高热能饮食)可以加速血糖的升高。
第二种是通过健康的实验鼠(C57、SD等,雄性为主),利用高脂饮食饲喂4-6周,先建立胰岛素抵抗,后联合链脲佐菌素(STZ)或者四氧嘧啶(ALX)进行注射诱导,进行联合建模,成本相对较低,但操作要复杂一些,对于刚接触实验的同学,如果没有熟练的指导老师指导,建模具有一定的难度,这里整理了几篇相关的介绍提供参考,也可以与我们联系探讨建模方法。
仅供参考(部分文章节选自网络):《化学诱导2型糖尿病动物模型造模方法》《实验鼠糖尿病模型建模注意要点》
实验鼠二型糖尿病造模,小鼠一般使用60%脂肪供能高脂高糖饮食、大鼠使用45%脂肪供能高脂高糖饮食(推荐)或60%脂肪供能高脂高糖饮食(上方有链接),饲喂四周左右,配合stz(推荐使用大厂的例如sigma)注射诱导,根据体重调整stz注射剂量(体重与注射剂量成反比)
小鼠推荐多次连续注射(大鼠因为体重大,注射剂量低,所以基本都是一次性注射诱导),每天一次,至少四次,注射一周后,检测血糖,判定成模,成模一般是随机血糖≥16mol/L即可(也有老师以空腹血糖(FBG)≥11mol/L为成模标准、较少),成模后要注意多提供饮水和勤更换垫料,糖尿病鼠尿液比较多
stz注射诱导糖尿病会有一定的死亡率(据统计,死亡率在30%左右,死亡率主要与注射剂量、次数、操作人员的熟练度、饲养环境有关,不是固定情况),主要发生在注射之后的一周内,可能是:
1、血糖突然升高,造成鼠的不耐受
2、也可能是注射失误导致器官受损
3、亦或发生了DKA(即酮症酸中毒)
成模后可以继续饲喂高脂高糖饮食,以维持血糖水平,如果成模后血糖水平长期非常高(例如高于25),建议调整饮食,用脂肪供能更低一些的高脂饲料(例如45%脂肪供能高脂高糖饮食或者更低的)饲喂,不然也会产生一定的死亡率
以上仅供参考,实际操作还要参考实验需求进行调整!
第三种方式,纯饮食诱导方式,该方式完全模拟正常的非健康饮食导致的糖尿病的发生,需要消耗大量的时间,有文献及相关实验老师的反馈,至少需要24-40周才可以成模,成模率、死亡率因为较长造模的周期,有一定的不确定性,是使用的最少的建模方式。
相关常用高脂饮食介绍:《60%脂肪供能高脂饲料》《45%脂肪供能高脂饲料》《西方饮食(Western Diet)》等
关联模型:
糖尿病肾病模型、糖尿病心肌病模型、糖尿病眼病,这些疾病都与二型糖尿病的长期发展相关,一般在T2MD建模成功后,继续以高脂高糖饮食进行长期饲喂(8-12周)可形成相关性疾病表征。
动脉粥样硬化模型(AS)
动脉粥样硬化模型(AS)也是一种常见的、研究比较多的模型,该模型有多种方式可以进行建模,化学物质诱导法(维生素D3注射等)、机械损伤方法、免疫损伤诱导法、基因工程鼠自发诱导以及高脂高胆固醇为主的饮食诱导法,我们这里主要介绍饮食诱导的方法,以及部分联合造模方法。
该模型在实验动物的选择上比较广泛,豚鼠、兔、金黄地鼠、鹌鹑、猪等都有一些报导,建模也相对简单,但因为动物保有量及来源的问题,实验鼠在该模型的建模上还是最为广泛被报导的。
实验鼠各个品系均可进行该模型的建模,C57小鼠、wistar大鼠等常规品系鼠,Apoe、LDLr等基因工程鼠等都有比较广泛的使用,两者各有优点,常规品系的保有量大,获取方便,费用较低,但在建模的成功率上要低于基因工程鼠,基因工程鼠费用较高,保有量相对于常规品系较少,部分时候可能需要预定,但造模周期相对稳定,成模率高。
相关文章介绍:《动脉粥样硬化(AS)模型的研究方法》《动脉粥样硬化动物模型综述-译》《动脉粥样硬化模型建模指南》
饮食诱导的动脉粥样硬化模型主要是使用高脂高胆固醇饮食进行饲喂诱导,自由采食,根据选用的饮食的不同,建模时间从8周到14周都有,脂肪含量基本都在20%左右(40%Kcal左右),胆固醇含量常见的有0.2%、1.25%、2%等,甚至还有更高的含量。
相关常用高脂高胆固醇饮食介绍:《西方饮食(Western Diet)》《高脂高胆固醇饮食(20%脂肪含量、1.25%胆固醇)》《高脂高胆固醇含胆酸钠饮食(20%脂肪含量、1.25%胆固醇、0.5%胆酸钠)》《高脂高果糖高胆固醇饮食(2%胆固醇)》等
下面截取了一段文章中对实验鼠采血检测、素材剥离、油红染色的说明,仅供大家参考!
血脂四项
60 mg·kg体重戊巴比妥钠腹腔麻醉后,取小鼠眼眶血。血浆装入不抗凝试管中,在4℃下4000 g,离心10 min,取血清试剂盒测定胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL)和低密度脂蛋白(LDL)的含量。酶标仪比色法分别测得510 nm 及546 nm 析光度值,根据公式(公式等搜集到后补充)计算 TC、TG及HDL、LDL 含量。
动物标本制备与取材
实验鼠处死前一天晚上禁食不禁水。分离小鼠全主动脉。腹正中切开,钝性分离胸骨、膈肌,游离心脏、双肾,暴露胸腹主动脉全程。取主动脉全程,将整个主动脉外周脂肪组织清除,并沿着主动脉弓内侧方向将主动脉纵向剪开,置于装有 4%多聚甲醛溶液的 EP 管中固定过夜,取出主动脉,置于 PBS 中,于摇庆漂洗4 ℃过夜。
主动脉全长油红0染色
室温下将主动脉取出,置于装有异丙醇的器皿中脱水2~3 min,室温下将主动脉放入装有油红O染液的EP管中【油红O染液配制:称取 0.1 g油红O粉剂溶于10ml异丙醇中,摇匀,置于 60 ℃ 温箱 40 min,取出后,加入等体积(10ml)ddH₂O,过滤即为油红O染液】,避光染色 2~4 h(注意染色时间不宜过长),将主动脉取出,置于 85% 异丙醇中漂洗3~5 次,3 min/次 (视主动脉背景鱼调整漂洗次数及时间),将异丙醇漂洗后的主动脉置于 PBS 中漂洗数次,将完成染鱼的主动脉展开、固定,观察并拍照。
联合造模方法:
对于常规品系实验鼠,想要获得比较好的成模效果,通过联合造模的方法可以更有效的提高成模率,其中主要的方式是:维生素D3注射+高脂高胆固醇饮食饲喂诱导,另同理方式,可以将维生素D3添加到饲料中,提升成模效果(但改方式还没有摸清饲料中维生素D3的添加量,有兴趣的老师可以联系我们,联合实验以测定)
受限于经验及参考的一些内容的不全面,动脉粥样硬化模型的诱导,实际应该还有其他一些方案,后续将陆续进行补充
高血脂症模型(Hyperlipoidemia)
高血脂症是在很多模型(例如:动脉粥样硬化模型)建模是都会相关并发的模型,但是往往有些文章或者同学们对混合型高血脂症、高甘油三脂血症、高胆固醇血症有一些混淆,混合型高血脂症才可以被称为高血脂症,在主要指标体现上表现为TC、TG、LDL-C上升,HDL-C下降或保持平稳,而高甘油三脂血症主要体现在TG的显著上升,高胆固醇血症体现在TC、LDL-C等指标的显著上升,所以在进行相关实验设计的时候,大家要对需求有个明确的了解,这样才不会导致实验出现异常。
在建模中,因为动物来源广泛,小鼠往往是实验动物的首选,C57BL/6以及APOE、LDLr等品系都被大量使用,但小鼠的缺点也很明显,采血不方便,因此,如果使用小鼠进行高血脂症相关的模型建模,为了满足采血检测的需要,往往需要加大样本的数量。实际上,大鼠在血脂相关的模型建模中更值得推荐,同样来源广泛获取容易,饲养方便,相较于小鼠采血困难,大鼠就方便的多了。另外,金黄地鼠、豚鼠、兔等实验动物也多见于文献报导中。
对于混合型高血脂症或者高甘油三酯血症的建模来说,因为往往会有其他相关模型并发,所以根据选用饲料以及实验目的的不同,要注意控制建模时间,避免因其他模型的并发而产生的一些差异。
混合型高血脂症
一般使用高脂高糖高胆固醇饲料或高脂高果糖高胆固醇饲料,根据实验动物血脂与脂蛋白代谢、转运的不同,不同的动物及品系,会选择添加胆盐或甲状腺抑制剂来促进高血脂症的产生
推荐饮食方案:
《高脂高果糖高胆固醇饮食(2%胆固醇)》推荐,《西方饮食(Western Diet)》《高脂高胆固醇饮食(20%脂肪含量、1.25%胆固醇)》《高脂高胆固醇含胆酸钠饮食(20%脂肪含量、1.25%胆固醇、0.5%胆酸钠)》
混合型高血脂症建模周期一般在6-8周为宜,过长的建模时间容易引起如动脉粥样硬化、非酒精性脂肪肝等并发模型的发生
具体是否需要添加胆盐或者甲状腺激素抑制剂,可与我们联系沟通。
高甘油三脂血症
一般使用高脂高糖饲料、高脂高果糖饲料、单纯高果糖饲料,根据实验动物血脂与脂蛋白代谢、转运的不同,不同的动物及品系,会选择添加甲状腺抑制剂来促进甘油三酯的升高
推荐饮食方案:
《60%高果糖供能饲料》推荐,《60%脂肪供能高脂饲料》《45%脂肪供能高脂饲料》
高甘油三脂血症一般建议的建模周期为6-8周,过长的建模时间容易导致血浆胆固醇的升高、脂肪肝的发生
高胆固醇血症
高胆固醇血症的建模是血脂类相关模型建模中较为简单的一种,只要饲料中添加相应含量的胆固醇(胆盐视情况添加),即可很快的造成高胆固醇血症
推荐饮食方案:
《1.25%高胆固醇饮食》推荐,《西方饮食(Western Diet)》《高脂高胆固醇饮食(20%脂肪含量、1.25%胆固醇)》《高脂高胆固醇含胆酸钠饮食(20%脂肪含量、1.25%胆固醇、0.5%胆酸钠)》
由于TC的上升比较快且与饲料中胆固醇的含量有密切关系,一般建模周期在4-6周即可,短时间的建模,使的在单纯的高胆固醇饮食之外,也可以使用高脂高胆固醇饮食来建模,只要控制好时间,并不会产生其他并发模型的出现
关于采血的一些注意点:
取血时间:应当是在空腹状态取血。所谓空腹,就是大鼠应当在撤除饲料后16-24小时。取血应当在上午进行。
集中短时间内取血:由于血脂的24小时节律,取血应当短时间内对所有动物集中取样,避免“先”“后”取血造成的血脂差异。尤其要注意的是,应当避免“从早上开始取样,到下午全部结束”的做法。
血样测定时间:取血样后应当对新鲜血样标本即时或当天测定。不应当采取冷藏保存后测定的方法。
血脂四项
60 mg·kg体重戊巴比妥钠腹腔麻醉后,取小鼠眼眶血。血浆装入不抗凝试管中,在4℃下4000 g,离心10 min,取血清试剂盒测定胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白(HDL)和低密度脂蛋白(LDL)的含量。酶标仪比色法分别测得510 nm 及546 nm 析光度值,根据公式(公式等搜集到后补充)计算 TC、TG及HDL、LDL 含量。
非酒精性脂肪肝(NAFLD)/肝炎(NASH)
非酒精性脂肪肝/肝炎是代谢类疾病模型中比较常见的一个模型,建模方式多种多样,已从各方面被研究的相对透彻,同时也是肝纤维化、肝硬化、肝癌等模型的前置条件。非酒精性脂肪肝与肥胖、糖尿病、血脂异常等相关代谢类疾病是密切相关的,因此通常在这些模型建模中往往会并发出现非酒精性脂肪肝/肝炎模型,在一些非特殊要求的情况下,这些模型建模在表型上都有类型表征。
该模型目前有很多种建模方法,基因工程鼠、化学物质诱导、饮食诱导以及三者的联合、组合建模方式都有比较成熟的研究,这里我们主要介绍饮食诱导模型的建立。
根据大家比较关心的造模时间进行相关区分,可以将饮食诱导的方案归为几个大类,蛋氨酸-胆碱缺乏饮食、胆碱缺乏饮食、高脂饮食、高脂高胆固醇饮食、高脂高果糖高胆固醇饮食,另外还有高脂液体饲料以及高脂乳剂(灌胃)等不是很常用的建模方式,可以根据实际情况进行选择。这里就各个不同的饮食方案做一个简单介绍。
蛋氨酸-胆碱联合缺乏饲料(MCD:methionine- and choline deficient diet),也称MCDD
蛋氨酸-胆碱缺乏饮食是目前来说,常见配方中建立非酒精性脂肪肝病速度最快的一种饮食方案,通过对蛋氨酸、胆碱的联合调控,来快速的达成建模的目的。但MCD在建立非酒精性脂肪肝的同时,会造成实验鼠体重的快速下降,会产生一定的死亡率,在使用MCD建模时,需要尽可能的增加样本量,以提供足够的可用数据。
MCD常见的是经典MCD配方(氨基酸类型饲料),此配方在大量文献中被报道,同时还有高脂版本HFMCD被报道使用,但因为MCD饲料在造模时体重剧烈下降导致的高死亡率,后期又发展出了HFMRCD 高脂蛋氨酸限制-胆碱缺乏饲料,通过提供微量的蛋氨酸,可以有效的降低实验鼠的死亡率。
造模周期:3-4周 非酒精性脂肪肝,4-6周非酒精性脂肪肝炎、8周及以上肝纤维化
饲喂方式:自由采食即可
需要注意的是:MCD饮食模型的主要缺点是其代谢曲线与人类NASH中的代谢谱相反。喂食MCD饮食的大鼠或小鼠表现出显著的体重减轻,血清甘油三酯和胆固醇水平降低。血清胰岛素,瘦素和葡萄糖水平也降低;血清脂联素保持不变甚至增加;这些动物对外周胰岛素敏感,尽管它们表现出肝脏胰岛素抵抗。因此,在使用此动物模型解释实验结果时需要谨慎。
关于MCD饲料的介绍《蛋氨酸、胆碱联合缺乏饲料(MCD:methionine- and choline deficient diet)》,有什么问题可以联系我们。
胆碱缺乏饲料(CD:Choline deficient diet)
相对于蛋氨酸-胆碱链接缺乏(MCD)类型的诱导饮食,胆碱缺乏饮食(CD Diet)更显的较为温和,在可以快速的进行脂肪肝病的相关诱导建模的同时,对实验鼠的生理状态影响较小,体重基本维持,在高脂胆碱缺乏饲料饲喂的情况下,体重正常上升。
胆碱缺乏饮食根据常见的配方可以分为常规胆碱缺乏饮食(CDD)、氨基酸类型胆碱缺乏饮食(CDAAD),同时两种类型饮食又可以进行不同脂肪供能的配方调整,实际建模时可以根据实验需求进行选择。
同样在参考相关文献的时候,经常有对使用饲料是否是高脂型进行模糊表述的,所以如果不能具体分辨的时候可以联系我们协助。
造模周期:6周左右非酒精性脂肪肝,8-12周非酒精性脂肪肝炎、肝纤维化及肝癌(很难通过单纯饮食推进到,需配合CCl₄注射干预,在进行8-12周的饮食诱导)
饲喂方式:自由采食即可
注:氨基酸类型胆碱缺乏饮食(CDAAD)中不使用蛋白质而是使用氨基酸全部取代蛋白质。CDAA饲料不仅避免了蛋白质原料中所含胆碱,而且避免了蛋白质原料中其他成分波动的影响。因此,在饲料质量上更稳定,在胆碱含量控制上更准确。
关于胆碱缺乏饲料介绍《胆碱缺乏饲料(Choline deficient diet)》
蛋氨酸缺乏饲料(MD:methionine deficient diet)
蛋氨酸缺乏饲料是指单纯蛋氨酸缺乏、其他营养物质正常水平的饲料,通常为氨基酸类型,以氨基酸替换蛋白。在非酒精性脂肪肝病的建模中,MD饲料的建模过程与MCD饲料基本一致,可以用于研究单纯蛋氨酸缺乏在脂质代谢方面的影响。同样的,蛋氨酸缺乏饲料也有各种不同脂肪供能的高脂版本,可以根据实际实验需求进行选择使用。
造模周期:3-4周 非酒精性脂肪肝,4-6周非酒精性脂肪肝炎、8周及以上肝纤维化
饲喂方式:自由采食即可
需要注意的是:MD饮食模型的与MCD饮食存在相同的缺点,其代谢曲线与人类NASH中的代谢谱相反,喂食MD饮食的大鼠或小鼠表现出显著的体重减轻,在使用此动物模型解释实验结果时需要谨慎。
关于蛋氨酸缺乏饲料介绍《蛋氨酸缺乏饲料(Choline deficient diet)》
高脂饮食(HFD:High Fat Diet)
高脂饮食(这里指的是单纯性的高脂饲料)诱导非酒精性脂肪肝病模型,是具有很高的广泛性的一种建模方案。相对于MD、MCD、CD饮食等某种营养素缺失导致的脂质代谢异常,高脂饮食诱导的非酒精性脂肪肝病更接近人类的代谢谱,是伴随着体重增加造成的肥胖(DIO模型)而形成的肝脏异常脂肪沉积。
高脂饮食(饲料)的非酒精性脂肪肝建模就相对较慢一些,且一般只能诱发轻、中度非酒精性脂肪肝,极难推进到非酒精性脂肪肝炎或者后续的肝脏病变,有相关建模需求就可以考虑换其他的诱导方式了。
造模周期:8-12周 非酒精性脂肪肝(极难推进到肝炎)
饲喂方式:自由采食即可
相对经典的饲料方案有:《60%脂肪供能高脂饲料》《45%脂肪供能高脂饲料》
高脂高胆固醇饲料(HFHCD:High fat and high cholesterol Diet)
高脂高胆固醇饮食用于非酒精性脂肪肝的建模也是比较广泛的,通过高脂和高胆固醇的同时作用,可以较稳定的且快于单纯的高脂饮食诱导出非酒精性脂肪肝及肝炎。高脂高胆固醇饮食种类比较繁多,动脉粥样硬化建模和高血脂症建模的时候都会并发产生非酒精性脂肪肝病,另外还有西方饮食、添加胆固醇的高脂饮食等。
造模周期:8-12周 非酒精性脂肪肝,16周及以上非酒精性脂肪肝炎
饲喂方式:自由采食
相对常见的配方有:《西方饮食(Western Diet)》《高脂高胆固醇饮食(20%脂肪含量、1.25%胆固醇)》《高脂高胆固醇含胆酸钠饮食(20%脂肪含量、1.25%胆固醇、0.5%胆酸钠)》《高脂高果糖高胆固醇饮食(2%胆固醇)》等
高果糖饮食(HFHFrD:High fat and high fructose Diet)
果糖的大量摄入,会造成脂质在肝脏的异常沉积从而引发脂肪肝病的发生目前已被较多的文章进行报导,单纯的高果糖饮食较多的用于建立代谢综合征模型,在该模型的建立的同时,多会同时发现肝脏脂肪变性的出现,因此,有相关实验目的的老师可根据需求选择相关的高果糖饮食进行脂肪肝建模,常见的单纯高果糖饮食为60%高果糖饮食。
造模周期:12周左右 非酒精性脂肪肝(肝炎目前还没查询到具体的报导,有兴趣的老师可与我们联系,免费提供相关饮食协助建模)
相关常见配方有:《60%高果糖含量饮食》《70%高果糖含量饮食》