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造模周期长、纤维化程度不足:MASH临床前模型的两大痛点如何解决?

2026-11-04

高脂饮食(HFD)联合四氯化碳(CCl4)诱导的代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)模型,是目前MASH研究中最常用的实验方案之一。这一模型的核心原理在于双重病理刺激的协同作用:HFD模拟了人类MASH的代谢基础,而CCl4则通过化学毒性加速和加重肝脏损伤的进程[1,2]。

从机制上看,CCl4是一种经典的肝毒性化学物质,其在体内被肝脏的CYP2E1酶代谢,产生具有肝毒性的代谢产物,从而引发急性和慢性肝损伤[3]。当CCl4与HFD联合使用时,高脂饮食造成的肝脏脂质代谢紊乱与CCl4诱导的化学性肝损伤相互叠加,能够有效模拟人类MASH从脂肪变性炎症纤维化的完整病理进程[2,4]。在MASH中,纤维化阶段是临床结局最重要的预测指标[5]。美国食品药品监督管理局(FDA)明确建议,针对该疾病的药物临床试验应纳入纤维化2级或以上的患者[5]。这意味着,如果临床前研究中的动物模型未能发展到相应的纤维化阶段,其研究结果向临床转化的价值将大打折扣。从临床分期来看,纤维化3~4级对应的是桥接纤维化乃至早期肝硬化阶段,这一阶段正是药物干预最具挑战性、也最需要有效治疗的关键窗口期。因此,临床前模型中若能在给药前到达这一等级,其治疗窗与临床试验设计能够更好地对应,研究的转化意义更为充分。HFD+CCl4模型最为突出的优势在于其能够快速、稳定地诱导出明显的肝纤维化,特别是在短时间内达到3~4级的纤维化阶段。

1、HFD+CCl4诱导的小鼠MASH模型

图1 HFD+CCl4诱导小鼠MASH模型药效实验方案

1.1 Tirzeptatide 和Efruxifermin显著降低体重

图2 给药后小鼠体重变化

1.2 Tirzeptatide显著减少摄食

图3. 给药后小鼠摄食量变化

1.3 Lanifibranor、Tirzepatide、Resmetirom不同程度改善肝酶水平,Efruxifermin未见改善趋势

图4. 给药4周后小鼠血浆肝酶变化

Data were presented as Mean ± SEM, n=6-8.**,p<0.0001;*,p<0.001; **,p<0.01;*,p<0.05 vs. G1 by one way ANOVA with Dunnett’s post hoc test

1.4 Tirzepatide、Efruxifermin、Resmetirom不同程度改善肝脂,Lanifibranor未见改善趋势

图5. 给药4周后小鼠肝脂变化

Data were presented as Mean ± SEM, n=6-8.**,p<0.0001;*,p<0.001; **,p<0.01 vs. G1 by one way ANOVA with Dunnett’s post hoc test

1.5 Lanifibranor、Tirzepatide、Efruxifermin、Resmetirom不同程度改善NAS评分

图6. 给药4周后小鼠肝脏HE染色 (Scale bar=50 μm)

肝细胞脂肪变性(黄色箭头),炎症灶(红色箭头),肝细胞气球样变性(绿色箭头)

Data were presented as Mean ± SEM, n=6-8.**,p<0.0001;*,p<0.001; **,p<0.01;*,p<0.05 vs. G1 by one way ANOVA with Dunnett’s post hoc test

图7. 给药4周后小鼠肝脏NAS评分

Data were presented as Mean ± SEM, n=6-8.**,p<0.0001;*,p<0.001; **,p<0.01;*,p<0.05 vs. G1 by one way ANOVA with Dunnett’s post hoc test

1.6 Lanifibranor和Resmetirom可显著改善肝脏纤维化

图8. 给药4周后小鼠肝脏PSR染色 (第一排Scale bar=500 μm,第二排Scale bar=200 μm)

窦周纤维化(黑色箭头),汇管区纤维化(蓝色箭头),桥接样纤维化(红色圆圈)

图9. 给药4周后小鼠肝脏纤维化评分

Data were presented as Mean ± SEM, n=6-8.**,p<0.0001;*,p<0.001; **,p<0.01;*,p<0.05 vs. G1 by one way ANOVA with Dunnett’s post hoc test

2、HFD+CCl4诱导的大鼠MASH模型表型数据

图10. HFD+CCl4诱导大鼠MASH模型实验方案

2.1 CCl4诱导6周大鼠体重显著降低

图11. HFD+CCl4诱导大鼠体重变化

2.2 CCl4诱导后血ALT、AST、TC、HDL-C、LDL-C升高

图12. HFD+CCl4诱导大鼠血生化指标变化

2.3 HFD+CCl₄诱导大鼠肝脏重量呈先升后降的动态改变,随造模周期延长逐步出现肝硬化大体特征。大体观:对照组(CD Vehicle)肝脏色泽红润、质地柔软,表面光滑,边缘锐利;造模 2 周、4 周组肝脏体积增大、呈黄褐色,符合脂肪变性特征;至造模 6 周,肝脏体积缩小、质地偏硬,表面粗糙,呈典型肝硬化结节样改变。

图13. HFD+CCl4诱导不同周期肝脏大体图像

图14. HFD+CCl4诱导不同周期肝脏重量变化

2.4 对照组肝小叶结构清晰;2–4 周造模组肝细胞大量脂滴蓄积、炎症灶增多、气球样变明显;6 周脂肪变性减轻,炎症损伤持续。NAS 评分:2、4 周 NAS 评分显著升高,6 周有所回落。

图15. HFD+CCl4诱导不同周期肝脏HE染色(Scale bar=50 μm)

肝细胞脂肪变性(黄色箭头),炎症灶(红色箭头),肝细胞气球样变性(绿色箭头)

图16. HFD+CCl4诱导不同周期肝脏NAS评分

Data were presented as Mean ± SEM, n=6-8.**,p<0.0001;,p<0.001; ,p<0.05 vs. G1 by one way ANOVA with Dunnett’s post hoc test

2.5 HFD+CCl₄复合造模诱导大鼠肝损伤呈时序性进展,CCl4诱导2 周启动汇管区胶原增生,出现早期纤维间隔; 4 周纤维间隔广泛交联,纤维化评分达到峰值并进入平台期;6 周纤维化维持高水平,纤维间隔相互包绕形成假小叶,呈现肝硬化特征。

图17. HFD+CCl4诱导不同周期肝脏PSR染色(第二排Scale bar=200 μm)

窦周纤维化(黑色箭头),汇管区纤维化(蓝色箭头),桥接纤维化伴假小叶形成(绿色箭头)

图18. HFD+CCl4诱导不同周期肝脏纤维化评分

参考文献

[1] Li T , Zhang Y , Lu Q ,et al.GPNMB Ameliorates Neuroinflammation Via the Modulation of AMPK/NFκB Signaling Pathway After SAH in Mice[J].Journal of neuroimmune pharmacology: the official journal of the Society on NeuroImmune Pharmacology, 2023(4):18.DOI:10.1007/s11481-023-10087-6.

[2] Ning M , Lu D , Teng B ,et al.Comprehensive study of the murine MASH models' applicability by comparing human liver transcriptomes[J].Life Sciences, 2025, 376(000).DOI:10.1016/j.lfs.2025.123723.

[3] Ezhilarasan D , Karthikeyan S , Najimi M ,et al.Preclinical liver toxicity models: Advantages, limitations and recommendations[J].Toxicology, 2025:511.DOI:10.1016/j.tox.2024.154020.

[4] Wei L , Deng S , Li S ,et al.Chiglitazar Demonstrates Potential to Treat Metabolic Dysfunction–AssociatedSteatohepatitis In Vitro and In Vivo[J].Current Drug Metabolism, 2026, 27.DOI:10.2174/0113892002444655260213065337.

[5] Arendash G W , Sanchez-Ramos J , Mori T ,et al.Electromagnetic Field Treatment Protects Against and Reverses Cognitive Impairment in Alzheimer's Disease Mice[J].Journal of Alzheimer's Disease, 2010.DOI:10.3233/jad-2010-1228.