Preview

Морфологические ведомости

Расширенный поиск

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ АТЕРОСКЛЕРОЗА НА КРОЛИКАХ

https://doi.org/10.20340/mv-mn.2020.28(4):461

Полный текст:

Аннотация

Атеросклероз является главной причиной сердечно-сосудистых заболеваний, которые, несмотря на ряд новых достижений в их диагностике и лечении, по-прежнему занимают лидирующие позиции. Важную роль в изучении фундаментальных патофизиологических процессов и патоморфологии атеросклероза играет экспериментальное моделирование атеросклероза на лабораторных животных. Кролики являются одними из наиболее приемлемых животных для моделирования атеросклероза, поскольку широко доступны, недороги в содержании и удобны для проведения манипуляций. Ключевое преимущество кроликов перед остальными животными заключается в том, что метаболизм липидов у них практически сходен с таковым у человека. Цель исследования – анализ данных литературы по экспериментальным моделям атеросклероза на кроликах. В обзоре показано, что история изучения атеросклероза посредством экспериментальных моделей весьма насыщена и берет свое начало с работ известных отечественных врачей-патологов А.И. Игнатовского, Н.Н. Аничкова, С.С. Халатова (1908-1915), которые разработали холестериновую модель формирования атеросклероза на кроликах. Принцип данной модели заключается в кормлении лабораторных животных пищей, содержащей повышенные уровни липидов и холестерина. Состав холестериновой (атерогенной) диеты может различаться, определяя существование модификаций данной модели. Чаще всего используют диету с содержанием холестерина 0,3-0,5%, в случаях, когда необходимо ускорить развитие атеросклероза допускается непродолжительное применение диеты с 1%-ным содержанием холестерина. Помимо холестерина в составе атерогенной диеты рекомендуется использовать растительные масла (соевое, кокосовое или кукурузное), поскольку они улучшают абсорбцию холестрина в кишечнике. В 1980 году японский исследователь Y. Watanabe вывел новую модель формирования атеросклероза – на наследственно обусловленных гиперлипидемических кроликах Ватанабэ (WHHL-кролики). WHHL-кролики содержат генетическую мутацию в гене, кодирующем рецепторы липопротеинов низкой плотности, в результате чего эти животные имеют высокий уровень холестерина в плазме крови при обычном рационе питания. Благодаря современным генетическим технологиям были также созданы различные генетические модели атеросклероза на кроликах: трансгенные и «нокаутированные» кролики. Основным методом получения трансгенных кроликов является пронуклеарная микроинъекция, позволяющая внедрить в их геном трансген (дополнительный фрагмент ДНК). К настоящему времени при помощи этой технологий удалось внедрить более десятка генов, ответственных за метаболизм липидов. Принцип создания «нокаутированных» кроликов заключается в специфической инактивации при помощи технологий редактирования генома (ZFN, TALEN, CRISPR/Cas9) определенного рабочего гена. Экспериментальные модели атеросклероза на кроликах не утратили своего значения и по-прежнему продолжают использоваться для изучения фундаментальных морфологических (патоморфологических) и патологических механизмов, лежащих в основе атеросклероза, поиска новых диагностических биомаркеров и потенциальных мишеней для терапевтического воздействия, а также при проведении доклинических испытаний вновь разработанных препаратов.

Об авторах

Алексей Михайлович Чаулин
Самарский государственный медицинский университет, Самарский областной клинический кардиологический диспансер имени В.П. Полякова, Самара
Россия
аспирант кафедры гистологии и эмбриологии Самарского государственного медицинского университета, врач клинической лабораторной диагностики клинико-диагностической лаборатории Самарского областного клинического кардиологического диспансера имени В.П. Полякова
Конфликт интересов: Автор заявляет об отсутствии каких-либо конфликтов интересов при планировании, выполнении, финансировании и использовании результатов настоящего исследования


Юлия Владимировна Григорьева
Самарский государственный медицинский университет, Самара
Россия
доцент, кандидат медицинских наук, доцент кафедры гистологии и эмбриологии Самарского государственного медицинского университета
Конфликт интересов: Автор заявляет об отсутствии каких-либо конфликтов интересов при планировании, выполнении, финансировании и использовании результатов настоящего исследования


Галина Николаевна Суворова
Самарский государственный медицинский университет, Самара
Россия
доктор биологических наук, профессор, заведующая кафедрой гистологии и эмбриологии Самарского государственного медицинского университета
Конфликт интересов: Автор заявляет об отсутствии каких-либо конфликтов интересов при планировании, выполнении, финансировании и использовании результатов настоящего исследования


Дмитрий Викторович Дупляков
Самарский государственный медицинский университет, Самарский областной клинический кардиологический диспансер имени В.П. Полякова, Самара
Россия
профессор, доктор медицинских наук, профессор кафедры кардиологии и сердечно-сосудистой хирургии Самарского государственного медицинского университета, заместитель главного врача по медицинской части Самарского областного клинического кардиологического диспансера имени В.П. Полякова
Конфликт интересов: Автор заявляет об отсутствии каких-либо конфликтов интересов при планировании, выполнении, финансировании и использовании результатов настоящего исследования


Список литературы

1. Aronov DM, Lupanov VP. Atherosclerosis and coronary heart disease: some aspects of pathogenesis. The Journal of Atherosclerosis and Dyslipidemias (JAD)-Ateroskleroz i dislipidemii. 2011;1-2:48-56.

2. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=15566121.

3. Fatenkov OV, Simerzin VV, Panisheva YA, Galkina MA, Sytdykov IKh, Krasovskaya MA, Gagloev AV, Malykhina TV. Innovative treatments for patients with subclinical carotid atherosclerosis. Bulletin of Medical Institute “REAVIZ”: Rehabilitation, Physician and Health. 2019;2(38):129-137.

4. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=38163180.

5. Sumin AN, Medvedeva YuD, Shcheglova AV, Barbarash LS. Predictors of unfavorable outcomes in patients with peripheral atherosclerosis. Russian Journal of Cardiology and Cardiovascular Surgery = Kardiologiya i serdechno-sosudistaya khirurgiya. 2020;13(1):41-47.

6. DOI: 10.17116/kardio202013011141.

7. Chaulin AM, Karslyan LS, Grigoriyeva EV, Nurbaltaeva DA, Duplyakov DV. Clinical and Diagnostic Value of Cardiac Markers in Human Biological Fluids. Kardiologiia. 2019;59(11):66-75.

8. DOI: 10.18087/cardio.2019.11.n414.

9. Chaulin AM, Milyutin IN, Timofeev NV, Duplyakov DV. Non-coronarogenic causes of elevated cardiac troponins in clinical practice (literature review). Bulletin of Medical Institute “REAVIZ”: Rehabilitation, Physician and Health. 2019;5(41):201-214.

10. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=41830941.

11. Chaulin AM, Duplyakov DV. PCSK-9: modern views about biological role and possibilities of use as a diagnostic marker for cardiovascular diseases. Part 1. Kardiologiya: novosti, mneniya, obuchenie [Cardiology: News, Opinions, Training]. 2019;7(2):45-57. DOI: 10.24411/2309-1908-2019-12005.

12. Chaulin AM, Duplyakov DV. PCSK-9: modern views about biological role and possibilities of use as a diagnostic marker for cardiovascular diseases. Part 2. Kardiologiya: novosti, mneniya, obuchenie [Cardiology: News, Opinions, Training]. 2019;7(4):24-35. DOI: 10.24411/2309-1908-2019-12005.

13. Vesselinovitch D. Animal models and the study of atherosclerosis. Arch Pathol Lab Med. 1988;112(10):1011-1017. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3052351.

14. Getz GS, Reardon CA. Animal models of atherosclerosis. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2012;32(5):1104-1115. DOI: 10.1161/ATVBAHA.111.237693.

15. Moghadasian MH. Experimental atherosclerosis: a historical overview. Life Sci. 2002;70(8):855-865. DOI: 10.1016/s0024-3205(01)01479-5.

16. Taylor JM, Fan J. Transgenic rabbit models for the study of atherosclerosis. Front Biosci. 1997;2:298-308. DOI: 10.2741/a192.

17. Roberts DC, West CE, Redgrave TG, Smith JB. Plasma cholesterol concentration in normal and cholesterol-fed rabbits. Atherosclerosis. 1974;19(3):369-380. DOI: 10.1016/s0021-9150(74)80002-x.

18. Tall AR. Plasma cholesteryl ester transfer protein. J Lipid Res. 1993;34(8):1255-1274.

19. URL: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?; DOI=10.1.1.335.2888&rep=rep1&type=pdf.

20. Quinet E, Tall A, Ramakrishnan R, Rudel L. Plasma lipid transfer protein as a determinant of the atherogenicity of monkey plasma lipoproteins. J Clin Invest. 1991;87(5):1559-1566.

21. DOI: 10.1172/JCI115169.

22. Agellon LB, Walsh A, Hayek T, Moulin P, Jiang XC, Shelanski SA, Breslow JL, Tall AR. Reduced high density lipoprotein cholesterol in human cholesteryl ester transfer protein transgenic mice. J Biol Chem. 1991;266(17):10796-10801. URL: https://www.jbc.org/content/266/17/10796.long.

23. Li X, Catalina F, Grundy SM, Patel S. Method to measure apolipoprotein B-48 and B-100 secretion rates in an individual mouse: evidence for a very rapid turnover of VLDL and preferential removal of B-48- relative to B-100-containing lipoproteins. J Lipid Res. 1996;37(1):210-220.

24. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8820116.

25. Ignatowski AC. Influence of animal food on the organism of rabbits. Izvest Imper Voennomed Akad St Petersburg. 1908;16:154-173.

26. Anichkov NN. Vestnik Akademii Nauk SSSR. 1961. 38s.

27. Buja LM. Nikolai N. Anitschkow and the lipid hypothesis of atherosclerosis. Cardiovasc Pathol. 2014;23(3):183-184. DOI: 10.1016/j.carpath.2013.12.004.

28. Konstantinov IE, Mejevoi N, Anichkov NM. Nikolai N. Anichkov and his theory of atherosclerosis. Tex Heart Inst J. 2006;33(4):417-23. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1764970.

29. Parfenova NS, Golikov YP, Klimov AN. On the history of the emergence of the cholesterol model of atherosclerosis. Medical academic journal. 2016;16(2):7-14. DOI: 10.17816/MAJ1627-14.

30. Steinberg D. Thematic review series: the pathogenesis of atherosclerosis. An interpretive history of the cholesterol controversy: part I. J Lipid Res. 2004;45(9):1583-1593. DOI: 10.1194/jlr.R400003-JLR200.

31. Chaulin AM, Duplyakov DV. PCSK-9: modern views about biological role and possibilities of use as a diagnostic marker for cardiovascular diseases. Part 1. Kardiologiya: novosti, mneniya, obuchenie [Cardiology: News, Opinions, Training]. 2019;7(2):45-57. DOI: 10.24411/2309-1908-2019-12005.

32. Manning P, Ringler D, Newcomer C. The biology of the laboratory rabbits, 2nd Ed Academic Press, San Diego, 1994. 483pp. URL: https://www.elsevier.com/books/the-biology-of-the-laboratory-rabbit/manning/978-0-12-469235-0.

33. Fan J, Watanabe T. Cholesterol-fed and transgenic rabbit models for the study of atherosclerosis. J Atheroscler Thromb. 2000;7(1):26-32. DOI: 10.5551/jat1994.7.26.

34. Rouleau JL, Parmley WW, Stevens J, Wikman-Coffelt J, Sievers R, Mahley RW, Havel RJ. Verapamil suppresses atherosclerosis in cholesterol-fed rabbits. J Am Coll Cardiol. 1983;1(6):1453-60.

35. DOI: 10.1016/s0735-1097(83)80049-7.

36. Fan J, Shimoyamada H, Sun H, Marcovina S, Honda K, Watanabe T. Transgenic rabbits expressing human apolipoprotein(a) develop more extensive atherosclerotic lesions in response to a cholesterol-rich diet. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2001;21(1):88-94. DOI: 10.1161/01.atv.21.1.88.

37. Liang J, Liu E, Yu Y, Kitajima S, Koike T, Jin Y, Morimoto M, Hatakeyama K, Asada Y, Watanabe T, Sasaguri Y, Watanabe S, Fan J. Macrophage metalloelastase accelerates the progression of atherosclerosis in transgenic rabbits. Circulation. 2006;113(16):1993-2001.

38. DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.105.596031.

39. Ylä-Herttuala S, Lipton BA, Rosenfeld ME, Särkioja T, Yoshimura T, Leonard EJ, Witztum JL, Steinberg D. Expression of monocyte chemoattractant protein 1 in macrophage-rich areas of human and rabbit atherosclerotic lesions. Proc Natl Acad Sci U S A. 1991;88(12):5252-6.

40. DOI: 10.1073/pnas.88.12.5252.

41. Hirata M, Watanabe T. Regression of atherosclerosis in normotensive and hypertensive rabbits. A quantitative analysis of cholesterol-induced aortic and coronary lesions with an image-processing system. Acta Pathol Jpn. 1988;38(5):559-575. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3213507.

42. Kato H, Tokunaga O, Watanabe T, Sunaga T. Experimental cerebral atherosclerosis in the rabbit. Scanning electron microscopic study of the initial lesion site. Pathol Res Pract. 1991;187(7):797-805. DOI: 10.1016/S0344-0338(11)80575-3.

43. Watanabe Y. Serial inbreeding of rabbits with hereditary hyperlipidemia (WHHL-rabbit). Atherosclerosis. 1980;36(2):261-268. DOI: 10.1016/0021-9150(80)90234-8.

44. Yamamoto T, Bishop RW, Brown MS, Goldstein JL, Russell DW. Deletion in cysteine-rich region of LDL receptor impedes transport to cell surface in WHHL rabbit. Science. 1986;232(4755):1230-1237. DOI: 10.1126/science.3010466.

45. Goldstein JL, Kita T, Brown MS. Defective lipoprotein receptors and atherosclerosis. Lessons from an animal counterpart of familial hypercholesterolemia. N Engl J Med. 1983;309(5):288-296.

46. DOI: 10.1056/NEJM198308043090507.

47. Chaulin AM, Aleksandrov AG, Aleksandrova OS, Duplyakov DV. The role of the proprotein convertase subtilisin / kexin type 9 (pcsk9) in the pathophysiology of atherosclerosis. Medicine in Kuzbass. 2019;18(4):5-15. URL: http://mednauki.ru/index.php/MK/article/view/359/728.

48. Schrøder M, Fricke C, Pilegaard K, Poulsen M, Wester I, Lütjohann D, Mortensen A. Effect of rapeseed oil-derived plant sterol and stanol esters on atherosclerosis parameters in cholesterol-challenged heterozygous Watanabe heritable hyperlipidaemic rabbits. Br J Nutr. 2009;102(12):1740-1751.

49. DOI: 10.1017/S0007114509991206.

50. Kobayashi T, Ito T, Shiomi M. Roles of the WHHL rabbit in translational research on hypercholesterolemia and cardiovascular diseases. J Biomed Biotechnol. 2011;406473.

51. DOI: 10.1155/2011/406473.

52. Tevkin CI, Shishimorova MS. Production of transgenic rabbits producing biologically active recombinant human proteins (a review). Problems of Biology of Productive Animals. 2009;4:5-20.

53. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=13001510.

54. Peng X. Transgenic rabbit models for studying human cardiovascular diseases. Comp Med. 2012;62(6):472-479. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23561880.

55. Mátés L, Chuah MK, Belay E, Jerchow B, Manoj N, Acosta-Sanchez A, Grzela DP, Schmitt A, Becker K, Matrai J, Ma L, Samara-Kuko E, Gysemans C, Pryputniewicz D, Miskey C, Fletcher B, VandenDriessche T, Ivics Z, Izsvák Z. Molecular evolution of a novel hyperactive Sleeping Beauty transposase enables robust stable gene transfer in vertebrates. Nat Genet. 2009;41(6):753-761.

56. DOI: 10.1038/ng.343.

57. Ivics Z, Hiripi L, Hoffmann OI, Mátés L, Yau TY, Bashir S, Zidek V, Landa V, Geurts A, Pravenec M, Rülicke T, Bösze Z, Izsvák Z. Germline transgenesis in rabbits by pronuclear microinjection of Sleeping Beauty transposons. Nat Protoc. 2014;9(4):794-809. DOI: 10.1038/nprot.2014.009

58. Querques I, Mades A, Zuliani C, Miskey C, Alb M, Grueso E, Machwirth M, Rausch T, Einsele H, Ivics Z, Hudecek M, Barabas O. A highly soluble Sleeping Beauty transposase improves control of gene insertion. Nat Biotechnol. 2019;37(12):1502-1512. DOI: 10.1038/s41587-019-0291-z.

59. Flisikowska T, Thorey IS, Offner S, Ros F, Lifke V, Zeitler B, Rottmann O, Vincent A, Zhang L, Jenkins S, Niersbach H, Kind AJ, Gregory PD, Schnieke AE, Platzer J. Efficient immunoglobulin gene disruption and targeted replacement in rabbit using zinc finger nucleases. PLoS One. 2011;6(6):e21045. DOI: 10.1371/journal.pone.0021045.

60. Yang D, Zhang J, Xu J, Zhu T, Fan Y, Fan J, Chen YE. Production of apolipoprotein C-III knockout rabbits using zinc finger nucleases. J Vis Exp. 2013;(81):e50957. DOI: 10.3791/50957.

61. Song J, Zhong J, Guo X, Chen Y, Zou Q, Huang J, Li X, Zhang Q, Jiang Z, Tang C, Yang H, Liu T, Li P, Pei D, Lai L. Generation of RAG 1- and 2-deficient rabbits by embryo microinjection of TALENs. Cell Res. 2013;23(8):1059-1062. DOI: 10.1038/cr.2013.85.

62. Yang D, Xu J, Zhu T, Fan J, Lai L, Zhang J, Chen YE. Effective gene targeting in rabbits using RNA-guided Cas9 nucleases. J Mol Cell Biol. 2014;6(1):97-99. DOI: 10.1093/jmcb/mjt047.

63. Chaulin AM. The involvement proprotein convertase subtilisin/kexin of type 9 in the pathogenesis of atherosclerosis (literature review). University proceedings. Volga region. Medical sciences. 2020;1(53):111-128. DOI: 10.21685/2072-3032-2020-1-13.


Дополнительные файлы

Авторами показано, что экспериментальное изучение атеросклероза на существующих и новых лабораторных моделях с использованием кроликов способствует расширению клинических возможностей диагностики, лечения и реабилитации пациентов с этой широко распространенной в современном мире патологией

Для цитирования:


Чаулин А.М., Григорьева Ю.В., Суворова Г.Н., Дупляков Д.В. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ АТЕРОСКЛЕРОЗА НА КРОЛИКАХ. Морфологические ведомости. 2020;28(4):78-87. https://doi.org/10.20340/mv-mn.2020.28(4):461

For citation:


Chaulin A.M., Grigorieva Yu.V., Suvorova G.N., Duplyakov D.V. EXPERIMENTAL MODELS OF THE ATHEROSCLEROSIS ON RABBITS. Morphological newsletter. 2020;28(4):78-87. (In Russ.) https://doi.org/10.20340/mv-mn.2020.28(4):461

Просмотров: 86


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1812-3171 (Print)
ISSN 2686-8741 (Online)