Даниел Фонтен, д-р

Какво е NASH?

Безалкохолната мастна чернодробна болест (NAFLD) е най-честата форма на хронично чернодробно заболяване в САЩ. Чернодробните заболявания често са тясно свързани със затлъстяването и метаболитния синдром. Съвременните оценки предполагат, че между 30 - 40% от населението на САЩ има NAFLD, като около 20% от тези индивиди прогресират до неалкохолен стеатохепатит или NASH (Spengler et al., 2015). NASH се диагностицира, когато черният дроб е прогресирал от прости мастни натрупвания до по-сериозно възпаление, увреждане на клетките и фиброза, което в крайна сметка може да доведе до цироза и в крайна сметка хепатоцелуларен карцином.

базирани

Повечето пациенти, които имат NAFLD, не знаят, тъй като това обикновено е безсимптомно. Има обаче излишно натрупване на мазнини в черния дроб, което може да попречи на нормалната чернодробна функция. Необходимо е да се разработят инструменти за диагностициране на NAFLD на ранен етап, за да се предотврати преходът от прост мастен черен дроб в по-сериозния NASH, както и да се разработят терапии за лечение на пациенти, които вече са прогресирали до чернодробна фиброза.

Въпреки че няма един модел мишка, който да рекапитулира всички едни и същи симптоми и прогресия на човешкото заболяване, изследователите са генерирали множество диетични модели, които могат да имитират определени аспекти на развитието и прогресията на болестта.

Как можете да решите кой от тези модели ще работи най-добре за вашите изследователски цели? Прочетете няколко ключови съвета за избора на най-добрия модел (или модели!) За вас.

Какъв фенотип се интересувате от изучаването?

Едно от основните предизвикателства при намирането на най-подходящия модел е да се определи кой фенотип на NASH искате да проучите. Една характеристика не диагностицира NASH; вместо това е сбор от условия. При човешки пациенти няколко патологии ще информират за правилната диагноза на NASH. Хистологичното изследване на черния дроб на пациента е необходимо, за да се отбележи възпаление, стеатоза, балониране и наличие на фиброза. Всички тези характеристики трябва да присъстват за диагнозата, но те могат да се различават по тежест.

Моделите на мишките обаче могат да рекапитулират един или повече от тези фенотипове. Търсенето в литературата ще разкрие много различни таблици, които ще предоставят двоичен списък от фенотипове, наблюдавани във всеки модел - обикновено заедно с диетична, генетична или химическа намеса. Чернодробна фиброза не се наблюдава често при модели на мишки без една от тези интервенции; по същия начин при хората е разработена хипотеза за „много удари“, която обяснява защо някои пациенти преминават към NASH от прост мастен черен дроб, докато други не. Изключително важно е да се разгледат основните справки за всеки от моделите, изброени в таблиците, тъй като простото „да“ или „не“ не предоставя подробности като тежестта на фенотипа. Модел на мишка, който се представя с лека фиброза, и модел, който се представя с тежка фиброза, ще бъдат маркирани като „да“

В допълнение, повечето човешки пациенти страдат от много съпътстващи заболявания, свързани с чернодробни заболявания като затлъстяване, хипергликемия и повишени нива на серумен холестерол и триглицериди. Това ще бъде важно да се вземе предвид при тестване на потенциални терапевтични средства върху миши модели на болестта - имитирате ли точно човешкото състояние, което би присъствало в заболяването?

Високо съдържание на мазнини? Какво е това?

Разгледахте литературата и открихте публикации, показващи, че мишките C57BL/6J развиват мастно чернодробно заболяване на диета с високо съдържание на мазнини - чудесно! Но когато търсите диети с високо съдържание на мазнини, може да сте малко шокирани да откриете десетки възможности.

В литературата често се цитира „диета с високо съдържание на мазнини“ или „западна“, но няма конкретно определение за нито едно от тези имена. Високото съдържание на мазнини е спрямо това, което мишката обикновено би яла; например, ако вашето съоръжение поддържа мишки на 6% маслена диета, 10% мазна диета може да се счита за високомаслена според тези стандарти.

Обикновено диетата с високо съдържание на мазнини може да варира между 40% - 70% в съдържанието на мазнини и има неопределено количество калории, идващи от други източници като захар. Изключително важно е да знаете каква диета е била използвана във всяка публикация, която се опитвате да възпроизведете, тъй като разликите в съдържанието на хранителни вещества могат да имат значителен ефект върху метаболитните резултати.

Едно завладяващо проучване разглежда мишки C57BL/6J, поддържани на диета с високо съдържание на мазнини или на контролна диета, но мишките са хранени по двойки, за да се гарантира, че всички групи имат изокалоричен прием. Мишките, хранени с диета с високо съдържание на мазнини - със 71% от общите калории от мазнини, 11% като въглехидрати и 18% от протеини - развиват метаболитна дисфункция, чернодробна стеатоза и повишени нива на глюкоза в кръвта в сравнение с контролната диета. Контролната диета в това конкретно проучване съдържа 35% калории от мазнини, 47% калории от въглехидрати и 18% калории от протеини. Друга група, използваща същия щам от самородни мишки C57BL/6J, поставя мишки на 45% мазна диета като своя версия с високо съдържание на мазнини и 10% мазнини като техен контрол, но вижда подобни резултати. Може би сте забелязали, че 35% мазнини за контролна група изглеждат доста високи - чудесен пример за това защо е критично да се обърне внимание на детайлите!

Това важи за всяка диета, за която можете да се сетите: високо съдържание на мазнини, високо съдържание на захар или висок холестерол. Без да определите действителния хранителен състав в диетата, може да ви е трудно да възпроизведете експериментални резултати. Винаги проверявайте раздела „методи“ в литературата. И когато отидете да публикувате, не забравяйте да включите възможно най-подробна информация за всички диети, които може да сте използвали.

Някои диети с високо съдържание на мазнини могат да съдържат и други добавки, които да имитират диетата на „бързо хранене“, ядена в много развити страни. Американската диета със синдром на затлъстяване, предизвикана от начина на живот (ALIOS), включва високо съдържание на мазнини и захари, а изследователите създадоха диетата NASH на черния дроб на амилина (AMLN), за да добавят и холестерол. И двете диети са широко използвани за моделиране на чернодробна дисфункция, въпреки че наличността е намаляла поради настоящата забрана на FDA за транс-мазнини. В момента се изследват нови диети, които да заменят диетата AMLN, като диетата GAN, която показва обещание за индуциране на NASH при модели на мишки.

Диети с недостиг на хранителни вещества

Друг популярен набор от диети, често използвани за рекапитулация на отличителните черти на NASH, са диетите с дефицит на хранителни вещества или хранителни вещества. Диетите с дефицит на метионин и холин (MCD) са особено популярни, тъй като могат бързо да предизвикат увреждане на черния дроб и фиброза. Метионинът и холинът са важни за чернодробното митохондриално бета-окисляване и производството на липопротеини с много ниска плътност (VLDL), така че чрез премахването им от диетата метаболизмът на черния дроб се нарушава. На тази конкретна диета са показани механизми на окислително увреждане, замесени в човешката прогресия на NASH.

MCD диетите също причиняват бърза загуба на тегло и хипогликемия - не се наблюдава при популацията на човешки NASH. Варианти на тази диета, като диета с дефицит на холин, намален метионин (CD или CDAHFD в голяма част от литературата), са създадени, за да се избегне загуба на тегло и да се поддържа евгликемия в миши модел. Изследователите се надяват да надграждат тези диети, определени от хранителни вещества, за да генерират модел, който точно имитира патогенезата, наблюдавана при пациенти с хора.

Като странична бележка има все по-голяма литература, която предполага, че чревният микробиом също може да играе роля в развитието на NASH (Kolodziejczyk et al. 2019). Ако се интересувате от микробиома, може да ви заинтересува тази публикация в блога, описваща стабилността на микробиома при мишки JAX.

Обобщение

Като цяло може да се наложи да използвате множество модели мишки, за да рекапитулирате всички фенотипове на NASH, които се интересувате от изучаване. Използвайки повече от един модел, резултатите вероятно ще бъдат по-подходящи и преводими. Разбирането на дълбоко типа на модела (и диетата!), С което работите, ще бъде от решаващо значение при изготвянето на най-подходящите данни. JAX поддържа портфолио от ключови NASH модели с връзки към всеки щам и подбрани списъци с публикации, които може да са доброто място за започване на вашето търсене!

Ако сте любопитни да научите повече за някои от проучванията, споменати в тази публикация, или бихте искали да научите повече за някои от важните фенотипове, които могат да бъдат моделирани при мишки, моля, вижте уеб семинара на JAX за избора на най-добрите модели на мишката за вашето изследване на NASH . Също така, не забравяйте да разгледате страницата Метаболитни заболявания, за да разберете допълнителна информация за наличните метаболитни модели.