MCD 饲料和胆碱缺乏饲料诱导的 NASH 模型对比

比较常用的加速 NAFLD 和 NASH 动物模型的诱导方法，例如四氯化碳（CCl4）和蛋氨酸胆碱缺乏（MCD）饮食，以及第二代胆碱缺乏饮食。
 

开发临床前 NASH 纤维化模型
 

1. 使用四氯化碳进行炎症、脂肪变性和细胞死亡的毒素诱导

2. 通过 MCD 饲料诱导的肝脂肪变性

3. 增强 NASH 的新一代胆碱缺乏饮食，没有早期模型中观察到的重度体重减轻
 

本文对比了这些传统纤维化模型，探讨它们在纤维化和 NASH 药物开发方面的优势和局限性。
 

四氯化碳诱导 NASH 模型
 

溶剂四氯化碳（CCl4）是一种毒素，通过肝脏细胞色素P450代谢为三氯甲基自由基（–CCl3）。这会与许多肝脏靶标发生反应，达到多种类似 NASH 的效应：
 

• 线粒体活性氧簇引发的炎症
• 脂代谢酶活性降低和高尔基氏体驱动的 VLDL 分泌受损导致的脂肪变性
• 广泛的细胞损伤，导致细胞死亡和纤维化

 

这些有害效应在没有肥胖或胰岛素抵抗的情况下发生，并且涉及大量与脂质贮积和代谢无关的细胞死亡。因此，这并不能代表真实的 NAFLD 。
 

除了缺乏对人类 NAFLD/NASH 的真正可译性外，该模型的主要缺点是影响非肝脏器官和组织的全身毒性，且由于 CCI4 对操作人员具有潜在化学危害，所以只能由训练有素的技术人员执行，必须配备适当的防护设备和化学安全基础设施。
 

MCD 饲料诱导 NASH 模型
 

蛋氨酸和胆碱是肝线粒体β氧化和极低密度脂蛋白（VLDL）合成所需的关键营养素。喂食 MCD 饲料时，甘油三酸酯的输出受到抑制，从而迅速诱导肝脂肪变性和炎症。
 

和 CCl4 一样，MCD 饲料因其易用性和快速诱导而广受欢迎。两周内血清 ALT/AST 稳健上升，并且临床 NAFLD 活性评分在同一时间段内接近最大值。纤维化也迅速发生，在短短 4 周内就很明显，10 周内达到重度。在不超过 16 周的过程中，纤维化是可逆的，因此应在更长的时间范围内运行模型，以评价可改善 NASH 的药物。但是，动物选择比 CCl4 模型受到更多限制，C57Bl/6 小鼠是首选的易感小鼠品系；大鼠会进展为稳健的脂肪变性，但只有轻微炎症，且没有纤维化。
 

MCD 模型有许多转译和实践方面的缺点，最明显的是，动物经历了快速而严重的体重减轻（从喂食 MCD 饲料开始超过 40%），以及血清葡萄糖、甘油三酸酯和胆固醇降低。体重减轻也造成操作人员在动物处置和给药方面的难度，而代谢表型则与人类状况直接相反。
 

第二代胆碱缺乏饮食诱导 NASH 模型
 

经证明，第二代胆碱缺乏饮食可在啮齿动物中诱导 NAFLD/NASH，而不会出现 MCD 饲料饲喂时的重度体重减轻。胆碱缺乏性氨基酸（CDAA）饮食可以用精确等量的左旋氨基酸代替蛋白质含量，接受该饲料的 C57Bl/6 小鼠在 3 周内出现脂肪变性和炎症，纤维化发生在第6周，并在第 21 周左右变为轻度至中度，这也是可逆的。
 

这种饮食也适合 Wistar 大鼠诱导 NAFLD/NASH，并且与小鼠的疾病发作和进展时间范围相近。尽管任何啮齿动物体重减轻都不是该模型的缺点，但是该模型中不存在 NAFLD 之前的人类代谢表型（胰岛素抵抗、高血糖症、脂血症等）。
 

CDAA 饲料的热量脂肪含量从 10-20％ 增加至 60％（高脂胆碱缺乏饲料）会加速并加重 NASH，并显著降低纤维化的自发可逆性。在 C57Bl/6 小鼠中，该模型还将在 24 周内发展为肝硬化、门静脉高压和肝功能衰竭，因此对于肝脏疾病研究项目而言具有多种用途。然而，在胆碱缺乏饮食的迭代中，没有肥胖、高血糖症和高甘油三酯血症等代谢综合征的特征。
 

结论
 

经典的 CCl4 肝脏毒性模型以及胆碱缺乏饮食诱导的脂肪变性的多次迭代，为 NASH 和肝纤维化提供了一套特征明确且广泛可用的啮齿动物模型。在选择四氯化碳或胆碱缺乏饮食模型时，应结合它们的优点，同时考虑其在人体条件下可译性方面的诸多局限性。