动物模型——肝损伤模型

SOLARBIO

动物模型诱导

—肝损伤模型

肝损伤动物模型是通过模拟人类肝脏疾病的不同致病因素而建立的实验工具，其中刀豆蛋白A诱导的模型通过激活T细胞引发免疫攻击，模拟自身免疫性肝炎；对乙酰氨基酚诱导的模型利用其毒性代谢产物NAPQI耗竭谷胱甘肽并引发氧化应激，模拟急性药物性肝损伤；而硫代乙酰胺诱导的模型则通过其代谢产物引起氧化应激和肝细胞坏死，长期给药还可导致肝纤维化，用于研究化学性肝损伤及慢性肝病进程。、

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Section.01

不同肝损伤模型原理

——刀豆蛋白A（Con A）

—— 急性免疫性肝损伤模型

核心原理：Con A 是一种植物凝集素，具有强-大的T细胞激活能力。静脉注射后，它在肝脏中大量积累，通过交联肝窦内皮细胞和T细胞表面的受体（如TCR/CD3复合物），非特异性激活T淋巴细胞，尤其是CD4+ T细胞和NKT细胞。

病理过程：活化的T细胞和NKT细胞释放大量的炎症因子（如TNF-α、IFN-γ、IL-6），形成一个细胞因子风暴。同时，活化的免疫细胞会直接通过Fas/FasL途径诱导肝细胞凋亡。这一系列免疫攻击导致肝脏在数小时内出现急性充血、大面积坏死和转氨酶急剧升高。

特点：该模型在病理特征上非常接近人类的自身免疫性肝炎，具有高度肝脏特异性（因为Con A在肝脏富集且肝脏富含免疫细胞）。

对乙酰氨基酚（APAP）

—— 药物性肝损伤模型

核心原理：APAP是临床常用的解热镇痛药，但在过量使用时具有强烈的肝毒性。在肝脏中，大部分APAP通过葡萄糖醛酸化或硫酸化代谢排出，但有一部分会被细胞色素P450酶系（主要是CYP2E1）代谢为高反应活性的中间产物NAPQI。

病理过程：在正常剂量下，NAPQI可被肝脏内的还原型谷胱甘肽（GSH）迅速结合解毒。但在过量情况下，GSH被耗竭，未被清除的NAPQI与线粒体蛋白等细胞大分子共价结合，导致线粒体功能障碍、活性氧爆发，最终引起肝细胞大块坏死。

特点：这是研究急性药物性肝衰竭和氧化应激损伤的金标准模型。其病理特征（主要是中央静脉周围的凝固性坏死）与人类过量服用扑热息痛导致的肝损伤高度一致。

硫代乙酰胺 （TAA）

—— 肝损伤/肝纤维化模型

核心原理：TAA本身毒性较低，但进入体内后，首先经过肝脏的CYP450酶系代谢，生成TAA-硫氧化物，进一步氧化生成更不稳定的TAA-S，S-二氧化物。这些极性代谢产物会与肝脏大分子共价结合。

病理过程：急性期：上述代谢过程引发强烈的氧化应激和脂质过氧化，导致肝细胞（特别是核仁）损伤、坏死，同时伴有大量炎症细胞浸润。慢性期：如果重复给药，持续的肝细胞坏死会刺激肝星状细胞活化，导致细胞外基质过度沉积，最终形成肝纤维化甚至肝硬化。同时，TAA也会诱导基因表达改变，促进肝细胞增殖异常。

特点：TAA模型的优势在于可调控性。单次给药用于研究急性肝损伤，长期给药则用于模拟人类肝硬化或肝细胞癌的发生过程，尤其适用于抗肝纤维化药物的药效评价。

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Section.02

肝损伤模型建立方法

——刀豆蛋白A （Con A）

 诱导的急性免疫性肝损伤模型

1实验动物：最-常用小鼠（如C57BL/6，ICR），也有实验研究使用Wistar大鼠。

2给药途径：尾静脉注射，且研究证实，腹腔注射几乎不引起肝损伤。

3给药剂量与周期：

剂量：小鼠：文献报道剂量范围为 15-25 mg/kg。

          大鼠：文献报道剂量范围为 8-30 mg/kg。

周期：属于急性模型。通常在Con A注射后 6-8 小时 肝损伤达到高峰，此时血清转氨酶（ALT/AST）水平急剧升高，是最佳的样本采集时间点。

对乙酰氨基酚 (APAP) 

诱导的药物性肝损伤模型

1实验动物：最-常用小鼠（如C57BL/6，ICR）。

2给药途径：主要以腹腔注射为主，也可通过灌胃给药。

3给药剂量与周期：

剂量：文献中常用剂量为 200 - 600 mg/kg。  

周期：属于急性模型。肝损伤在给药后 12 小时 最为严重，是该模型评估药效的典型时间点。

硫代乙酰胺 (TAA) 

诱导的肝损伤/肝纤维化模型

1实验动物：最-常用大鼠（如SD大鼠，Wistar大鼠）。

2给药途径：腹腔注射（适用于急性和慢性方案）和饮水（适用于慢性、长期的造模）。

3给药剂量与周期

急性肝损伤：单次腹腔注射高剂量（如 100-300 mg/kg），在24-48小时内即可造成严重的肝坏死。  

慢性肝纤维化：长期腹腔注射（如100 mg/kg，每周2次，持续数周至数月）；饮水给药（如0.03%-0.04% TAA溶液，让大鼠自由饮用 10-17周）。

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Section.03

文献实验验证

——文献一

实验方法

实验动物：雌性C57BL/6小鼠（6周龄）

给药方式：静脉注射

药物剂量：15 mg/kg

给药时间：注射ConA后12小时取样^[1]

实验结果

图1 RIP3 阻断可保护小鼠免受免疫介导的肝损伤

图2 RIP3 阻断可抑制 ConA 诱导的肝脏免疫激活

文献二

实验方法

实验动物：C57BL/6（4-8周龄雄性小鼠）

给药方式：腹腔注射

药物剂量：将APAP溶解在（0.9% NaCl；55℃）中，冷却至37℃，并以300和600mg/kg的剂量腹腔注射

给药时间：APAP 给药后 6、12 和 24 小时处理^[2]

实验结果

图3 肝细胞特异性的 NEDD4-1 缺乏

会加剧 APAP 诱导的体内和体外肝毒性

图4 肝细胞 NEDD4-1 过表达

可减轻 APAP 诱导的体内和体外肝毒性

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Section.04

肝损伤研究相关化合物

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（一）

针对免疫性肝损伤

（二）

针对药物性肝损伤

（三）

针对抗炎与抗纤维化肝损伤

参考文献

[1] Liu M, Zhang H, Zhang L, Liu X, Zhou S, Wang X, Zhong W, Zhang J, Wang B, Zhao J, Zhou L. RIP3 blockade prevents immune-mediated hepatitis through a myeloid-derived suppressor cell dependent mechanism. Int J Biol Sci. 2022 Jan 1;18(1):199-213. doi: 10.7150/ijbs.65402. PMID: 34975327; PMCID: PMC8692153.

[2] Zhu Y, Lei L, Wang X, Chen L, Li W, Li J, Zhao C, Du X, Song Y, Gao W, Liu G, Li X. The E3 ubiquitin ligase NEDD4-1 protects against acetaminophen-induced liver injury by targeting VDAC1 for degradation. Acta Pharm Sin B. 2023 Apr;13(4):1616-1630. doi: 10.1016/j.apsb.2023.01.019. Epub 2023 Jan 29. PMID: 37139424; PMCID: PMC10150139.